لوله پلی اتیلن گاز
زمان مطالعه: ۶ دقیقه

لوله پلی اتیلن گاز

لوله ی پلی اتیلن جهت انتقال گازو استفاده از آن در شبکه‌‌های توزیع گاز شهری یکی از اولین کاربردهای لوله‌های پلی اتیلن بوده است که بعد از مدت کوتاهی در مقیاس جهانی به سرعت فراگیر شد.
خاصیت مکانیکی لوله‌های پلی اتیلن و ایمن بودن بسیار بالای آنها باعث این رشد بوده است.

لوله پلی اتیلن گاز :

مشخصات لوله ی پلی اتیلن گاز در رابطه مستقیم با مواد اولیه آن است ,لوله پلی اتیلن گاز از مواد پلی تولید میشوند و این مواد از لحظه ورود به کارخانه تا لحظه ای که لوله پلی اتیلن از کارخانه خارج میشود تحت آزمایشهای زیادی قرار میگیرند:

۱- آزمایش فشار هیدرو استاتیک
۲- تست بازگشت حرارتی
۳- آزمایش فشار ترکیدگی
۴- تست کششی

و این آزمایشها طبق استاندارد های بین المللی زیر انجام میشود:

  • EN-1555 : ویژگی و خواص مواد اولیه و لوله های پلی اتیلن
  • ISO-1133 : اندازه‌گیری شاخص جریان مذاب
  • ISO-1183 : اندازه‌گیری چگالی لوله
  • ISO-6964 : اندازه‌گیری میزان دوده در لوله
  • ISO-11420 : اندازه‌گیری میزان پراکنش دوده
  • EN-743 : اندازه‌گیری میزان بازگشت حرارتی در لوله پلی اتیلن
  • ASTM DI599 : آزمون ترکیدگی سریع
  • EN-921 : آزمون‌های هیدرواستاتیک
  • ISO-6259 : اندازه‌گیری میزان کشش در آستانه نقطه پارگی

مزایای لوله ی پلی اتیلن گاز :

لوله های پلی اتیلن گازی وزن سبکی دارند و انعطاف پذیر هستند، به همین دلیل به راحتی می توان آن ها به به صورت حلقه درآورد.

لوله پلی اتیلن گاز در برابر اشعه UV پایداری خود را حفظ می کند.اکثر لوله های پلی اتیلن را به وسیله اتصالات فلنج با روش جوشکاری به یکدیگر متصل می کنند.به همین دلیل است که روند اتصال این لوله ها سریع و بدون نشتی قابل اجرا است.
قابلیت انعطاف پذیری بالای این لوله ها موجب می شود بتوان آن ها را در مسیرهای دارای انحنا نصب کرد.
در حالت های نصب دفنی لوله گازرسانی پلی اتیلن، این لوله در برابر لرزش زمین و ارتعاشات آن مقاومت خوبی خواهد داشت.
مواد گازی اندکی دارای ماهیت اسیدی هستند و در برخی از لوله ها موجب خوردگی و ساییدگی دیواره لوله می شوند. لوله پلی اتیلن گازی در این شرایط نیز پایداری خود را حفظ می کند و تا سال های طولانی می تواند با راندمان بالا در خط لوله باقی بماند.
استفاده از لوله های پلی اتیلن در زمینه گازرسانی موجب کاهش هزینه‌ها و زمان اجرای پروژه شبکه گازرسانی می‌شود.

مشخصات ابعاد لوله پلی اتیلن گاز :

اندازه استاندارد لوله پلی اتیلن گازی از ۱۶ تا حدود ۶۳۰ میلی متر می باشد. مگر در موارد خاص که بنا بر سفارش شرکت پیمانکار گاز، این لوله ها با قطرهای متفاوت تولید می شوند.
لوله‌های گازرسانی می‌توانند در فشارهای کاری ۵/۲ تا ۲۰ اتمسفر به خوبی پایدار بمانند.

انواع لوله پلی اتیلن گازی مطابق با استاندارد EN 1555 و IGS-M-PL-014-01 تولید می شود.

مشخصات لوله گازی پلی اتیلن:

۱- چگالی

خواص پلی اتیلن ارتباط زیادی با چگالی آن دارد. در ساخت پلی اتیلن با فرآیندهای مختلف ممکن است  چگالی در محدوده  90/0 تا ۰/۹۸gr/cm^2 باشد.
برای ساخت لوله پلی اتیلن گاز از دو نوع نیم سنگین (PE.MD) و سنگین (PE.HD)استفاده میشود.

۲- انقباض گرمایی

آزمون انقباض گرمایی لوله در دمای °۱۱۰Cبه مدت ۳۰ دقیقه براساس استاندارد ISO-4427 انجام میشود.
در این آزمون میزان انقباض نباید بیشتر از۳درصد باشد. پس از انجام آزمون نیز لوله باید خالی از هرگونه تاول زدگی و ترک خوردگی باشد.دستور کار آزمون در ISO-2506 مندرج است.

۳- پایداری شیمیایی

لوله های پلی اتیلن جهت گازرسانی باید از پایداری لازم در برابر برخی مواد موجود در گاز طبیعی برخوردار باشند ، زیرا این مواد می توانند در لوله به صورت مایع (مقطر) در آیند.
میزان پایداری لوله در برابر این مواد از راه انجام آزمون غشاء داخلی با گاز مصنوعی متراکم (مخلوط تری متیل بنزن و دکان نرمال به نسبت مساوی) در داخل و آب در خارج لوله سنجیده می شود.
قبل از انجام این آزمایش لوله برای مدت ۱۵۰۰ ساعت در دمای °C232 و تحت فشار معمولی نگهداری می شود.
براساس استاندارد ۴۴۳۷-ISO-لوله پلی اتیلن باید فشار داخلی MPa2 را در دمای °C80 با مواد شیمیایی مورد نظر برای دست کم ۳۰ ساعت تحمل کند.
نمونه‌های لوله پلی اتیلن گاز را می‌توان قبل از آزمایش در دمایC°۸۰ به مدت ۲۴ ساعت نگهداری کرد.

بیشتر بخوانید !
کاربرد لوله پلی اتیلن در نیروگاه های برق

این آزمایش روی لوله های به قطر ۳۲ ، ۴۰ ، ۵۰mm و SDR11 انجام می شود( SDR مخفف standard dimension ratio و نسبت قطر اسمی خارجی لوله به ضخامت دیواره آن است).
معمولا نتیجه آزمایش پایداری شیمیایی به صورت نمودار های تغییرات تنش حلقه ای (hoop stress) برحسب زمان در دماهای مختلف نشان داده می شود.

۴- استحکام هیدروستاتیک لوله

میزان تحمل لوله در برابر فشار داخلی روی لوله به قطر۳۲mm (SDR11)در دماهای مختلف °۲۰C ،°۶۰C و ° ۸۰Cاندازه گیری می شود.
محیط داخل و خارج لوله در این آزمایش آب است. و بر اساس استاندارد ۴۴۳۷-ISO استحکام هیدروستاتیک دراز مدت لوله برای زمان شکست ۱۰۰ هزار ساعت در دمای°۲۰C باید دست کم ۸MPaتنش حلقه ای باشد.
این آزمون ممکن است در دماهای بیشتر و به صورت تسریع شده انجام گیرد. در این صورت برای زمان شکست ۵۰سال استحکام هیدروستاتیک لوله باید دست کم ۶/۵MPa باشد.
 دستور کار انجام آزمایش تعین استحکام هیدروستاتیک لوله در سند ISO-1167 ارائه شده است.
دوام و استحکام دراز مدت لوله از طریق برون بابی  (Extrapolation)نتایج به دست آمده در آزمون فشار داخلی در دمای°C20 تعیین می شود و آزمون ترکیدن(Burst) در دمای °C60 انجام می گیرد.
در صورتی که در دمای °C60 و تنش محیطی ۵MPa ترکیدن لوله بیش از ۱۰ هزار ساعت طول بکشد ، تعیین استحکام در °C20 از طریق انجام آزمون در دماهای °۶۰C و °۸۰C و تعمیم آن بر پایه قانون آرنیوس ضروری خواهد بود.

۵- استحکام کششی

در آزمون کششی براساس دستور کار ۶۲۵۹-ISO در دمای °۲۳C، میزان درصد ازدیاد طول تا پارگی نباید کمتر از ۳۵۰ باشد.
در این روش سرعت کشش۵۰mm/min برای لوله با قطر۱۱۰mm و ۱۰۰mm/min برای لوله با قطر۳۲mm است. نمونه ها برای آزمون کشش از راه منگنه زنی (punching)لوله ها به دست می آیند.

 6- شاخص جریان مذاب(MFI)

شاخص جریان مذاب معیاری از وزن مولکولی پلی اتیلن است.وزن مولکولی نقش مهمی در خواص پلی اتیلن دارد. از این رو شاخص جریان مذاب پلی اتیلن مورد استفاده در ساخت لوله باید مشخص باشد.
این خاصیت معمولا مطابق روش ۱۱۲۳-ISO اندازه گیری می شود (مقدار بارگذاری ۵ کیلوگرم در دمای °۱۹۰C است). شاخص سیالیت مذاب پلی اتیلن برای ساخت لوله های گاز کمتر از یک می باشد.

۷- قابلیت جوشکاری

در ارزیابی قابلیت جوشکاری لوله های ساخته شده از رزین پلی اتیلن لازم است که این لوله ها به صورت لب به لب جوش گرمایی داده شوند و تحت آزمایش های مربوط قرار گیرند .
کیفیت اتصال بین دو لوله به وسیله شیوه های مختلفی قابل بررسی است که آزمونهای کشش ، خمش و کشش سریع و همچنین آزمون استحکام در برابر فشار داخلی آب و آزمون بارگذاری ساکن دراز مدت از آن جمله اند.
تجربه نشان می دهد که از میان روشهای مختلف قابل اجرا ، آزمون کشش نمونه های لوله دارای اتصال جوش و آزمون استحکام در برابر فشار داخلی آب سودمندترند.
اتصال نامرغوب باعث ایجاد شکست از قسمت اتصال می شود، در حالی که در اتصال قابل قبول شکست در دو قطعه لوله به وجود می آید.
با توجه به تنوع  بالا پلاستیک های مورد استفاده در ساخت لوله های گاز رسانی ،لازم است که مقاومت ودوام اتصال از نظر سازگاری دو نوع پلاستیک نیز مورد بررسی قرار گیرد.

بیشتر بخوانید !
سیستم‌های آبیاری آبپاش چگونه کار می‌کنند؟

به طورمختصر ، محل اتصال دو لوله پس از جوشکاری درابتدا از نظر ظاهری مورد بررسی قرار می گیرد و سپس آزمایش های کشش و عملکرد طولانی مدت روی آن انجام می یابد.
این آزمونها شامل پایداری مکانیکی در برابر فشار داخلی آب در دمای °۸۰Cو استحکام در برابر نیروی ساکن در دمای ° ۸۰Cمی باشند. در این آزمونها باید شکست از نواحی غیر اتصالی و در طول دو لوله صورت گیرد.

۸- فرسایش لوله بر اثر عوامل جوی

لوله های پلی اتیلن گازرسانی در فاصله زمانی تولید و مصرف در شرایط متفاوتی نگهداری می شوند.
در زمان نصب نیز ممکن است لوله برای مدت زیادی در معرض عوامل طبیعی مانند آفتاب و باران قرار گیرد.
با توجه به احتمال تخریب مولکولی پلی اتیلن و تغییر خاصیت آن لازم است که ارزیابی دقیقی از این تغییر و میزان فرسایش به عمل آید. بر اساس استاندارد ۴۴۳۷-ISO درصد ازدیاد طول تا پارگی و استحکام در برابر فشار هیدرولیک داخلی نمونه های لوله باید در محدوده مجاز یاد شده باشند.
طول تقریبی نمونه ها یک متر و قطر آنها مختلف است. و در معرض انرژی تابشی دست کم معادل  3/5GJ/ m^2قرار گرفته اند.
به علاوه عوامل جوی نباید هیچ گونه اثرمنفی بر قابلیت جوشکاری لوله ها داشته باشد.
در این آزمایش اطلاع از مقدار انرژی تابشی دریافتی عامل مهمی در تعیین مدت زمان انجام آزمایش است.
انرژیهایی که از خورشید و تابش های آسمانی به زمین می رسد به عوامل زیادی مثل عرض جغرافیایی ، شرایط جوی و آلودگی هوا بستگی دارد. با تقریب مناسب ، مقدار انرژی در واحد زمان در محدوده طول موج ۳۰۰ تا ۳۰۰۰nm در حدود ۱۰۰۰w/ m^2 است.
در صورتی که محدوده طول موج ۳۰۰ تا ۸۰۰nm مورد نظر باشد مقدار انرژی در واحد زمان به ۵۸۰w/ m^2 کاهش می‌یابد.

مطالب مفید دیگر :

سامانه های نوین آبیاری، آبیاری هوشمند چیست؟آبیاری قطره ای و همه چیز درباره آنرگ مصنوعی پلیمری چگونه در ایران تولید شد؟انواع لوله های فاضلابی و کاربرد آن هاانواع دستگاه جوش برای لوله پلی اتیلن