طول عمر و دوام لوله های پلی اتیلن
لوله های پلی اتیلن با نام اختصاری PE در بازار و در بین مهندسان شناخته می شوند. مواد اولیه ی لوله های پلی اتیلن در گرید های مختلف تولید می شود که امروزه کشورمان مواد اولیه پلی اتیلن با گریدهای PE 80 و PE 100 تولید می شود ولی در جهان شروع به تولید لوله های پلی اتیلن با مواد اولیه ی دارای گرید PE 120 نیز شده است.
طول عمر و دوام لوله های پلی اتیلن
طول عمر یک لوله توسط مشخصات فیزیکی و شیمیایی محل قرارگیری آن که شامل آب، فاضلاب، گاز و خاک می‌باشد تعیین می‌شود و با توجه به دوام لوله در این شرایط می توان هزینه و قیمت واقعی آن را برآورد کرد. در سیستم های قدیمی که از لوله های فلزی استفاده می شد، خوردگی و پوسیدگی لوله های فلزی منجر به مشکلاتی مثل رسوب گذاری و کاهش فشار آب در آبیاری و گرفتگی لوله ها و پایین آمدن ضریب بهداشتی آب شرب در مصارف خانگی می شد که خسارات و هزینه های زیادی را جهت تعمیر لوله ها ایجاد می کرد.
پوسیدگی و خوردگی لوله های فلزی ممکن بود هم از داخل و یا از خارج اتفاق بیفتد که این امر بر عملکرد هیدرو لیکی آن تاثیر منفی می گذاشت به همین دلیل در کشورهای غربی و ایران انتقال آب از راه لوله ها فلزی منسوخ شده است و در اکثر پروژه ها از لوله پلی اتیلن استفاده می شود چون برخلاف محصولات قدیمی، لوله های پلی اتیلن زنگ زدگی ندارند و قابلیت استفاده در مدت زمان طولانی را دارا هستند و ویژگی های مثبت این لوله ها موجب کارامد شدن هزینه ها و صرفه جویی در منابع شده است. لوله پلی اتیلن به ویژه نوع HDPE آن دارای انعطاف پذیری بسیار بالایی در مقایسه با لوله های فلزی سنتی هستند در نتیجه در مقابل خمیدگی مقاوم هستند.
لوله های پلی اتیلن با تاثیر پذیری از پیشرفت علم شیمی،به مرور دارای دیواره های نازک تر و سبک تر و در عین حال از مقاومت بیشتری برخوردار هستند. لوله های مختلف پلی اتیلن محصولاتی ایمن و مقاوم برای زیر ساخت های شهری و ساختمانی و آبیاری هستند و عمر مفید آنها با توجه به کاربرد و طراحی و نصب در بازه ی زمانی بین ۵۰ تا ۱۰۰ سال تخمین زده می شود. از جمله ویژگی های مهم لوله های پلی اتیلن، مقاومت بالا در برابر ضربه، مواد اسیدی، سیالهای نمکی و آلکالاین است، از موارد دیگر می توان به انعطاف پذیری بالا ، تحمل حرارت بالا، مقاومت در مقابل خوردگی و سایش، مقاومت در برابر تابش اشعه مخرب خورشیدی (اشعه UV )، دسترسی آسان به قطرهای بالاتر و همچنین وزن کمتر نسبت به سایر لوله های دیگر اشاره کرد که این موارد گفته شده به بهتر شدن شرایط پذیرش این محصول کمک می کند. مقاومت بسیار بالا در برابر فشارهای ایجاد شده از زمین لرزه و یا رانش زمین مخصوصا در سطح زیر دریا که امکان حرکت لایه های زمین بیشتر می باشد، از ویژگی های برجسته این لوله هاست.
عوامل موثر در کاهش عمر لوله های پلی اتیلن
مواد ساینده مثل سنگ ها و سنگ ریزه ها می‌توانند موجب سایش مکانیکی در طول دیواره ی داخلی لوله های آبیاری شده و در نتیجه موجب سایش سریع سطح آن ها شوند. البته شدت این مسئله به نوع ساینده ، فرکانس عبور ماده ساینده از داخل لوله، سرعت جریان و جنس لوله بستگی دارد. نتایج مطالعات نشان می‌دهد که لوله های پلی اتیلن سنگین دارای سطح مقاومت بالاتری نسبت به فلز و بتن در برابر سایش هستند. در واقع در آزمایش‌های انجام شده ، فرسودگی پلی اتیلن سنگین ۱۰ مرتبه کمتر از فلز و بتن بوده است.
لوله های پلی اتیلن برعکس دیگر لوله های انتقال دهنده ی آب که با گذشت زمان و به علت خوردگی، رسوبات و نشست پذیری ظرفیت انتقال آب آنها کاهش می یابند، با سطح صاف و صیقلی حداقل مقاومت را در برابر عبور مایعات از خود بروز داده که باعث یکنواختی و یکسان ماندن میزان فشار آب در تمامی طول عمر لوله خواهد شد.
علاوه بر این دمای محیط و فشار کاری از جمله عوامل مؤثر بر روی طول عمر و دوام لوله های پلی اتیلن هستند که لازم است در زمان طراحی خطوط لوله، این عوامل را با توجه به طول عمر مفید مورد نظر رعایت کرد.
علاوه بر ویژگی ها ی فیزیکی فوق العاده ای که برای لوله های پلی اتیلن گفته شد. تاثیر گذاری این لوله ها بر محیط زیست کمتر از لوله های دیگر است. لوله های پلی اتیلن، هنگام تولید در فرآیند همجوشی از مقدار آب کمتری استفاده می کنند و همچنین سموم بالقوه خطرناک در هوا منتشر نمی کنند، مشخصه مهم دیگر این لوله ها پلی اتیلن نوع فشار بالا یا همان HDPE ، امکان بازیافت و تبدیل شدن دوباره آنها به لوله کشی برای مصارفی با فشار کم است.
استحکام مقاومتی پلی اتیلن سخت (HDPE)
برای پلاستیکهای مصنوعی عملا اعداد و مشخصاتی که تابع زمان هستند خیلی مهمتر از نتایج آزمایشات کوتاه مدت می باشند. استحکام مقاومتی پلی اتیلن سخت (HDPE) در برابر نیروهای شکننده به دلیل وزن مولکولی زیاد آن تضمین شده است. با اضافه نمودن دوده اکتیو به پلـی اتیلـن سخت ثبات آن در برابر اشعـه ماورأ بنفش نور خورشید نامحدود می باشد. مسئله عمر لوله و اتصالات فاضلاب تحت تاثیرات مکانیکی معین و مشخص قابل توجه می باشد که در این مورد بطور کلی بایستی جهت لوله و اتصالات پلاستیکی نکات زیر را در نظر داشت :
اثرات مکانیکی مثل فشار خارجی فشار داخلی و کشش با توجه به مشخصات ساختمان لوله و اتصالات در شرایط معمولی حرارت موجب کوتاه شدن عمر لوله و اتصالات نخواهد شد.
اثرات حرارتی به تنهایی نیز موجب کوتاهی عمر لوله و اتصالات نخواهد شد.
تاثیرات مکانیکی توام با حرارت بطور کلی موجب کوتاه شدن عمر لوله و اتصالات نخواهد شد.
تحت تاثیر حرارتهای مختلف با در نظر گرفتن نیروهای مقاوم ,عمر لوله و اتصالات قابل محاسبه می باشند. برای نیروی مقاوم از فرمول زیر استفاده می شود:
dm P = δν ۲s
در فرمول فوق δν نیروی مقاوم، P فشار داخلی لوله، DMقطر متوسط لوله و s ضخامت جداره لوله می باشند. با توجه به تاثیرات مکانیکی و حرارتی اعداد و مشخصات مربوطه برای ۶۰ سال عمر لوله و اتصالات محاسبه شده است ولی عملا عمر لوله پلی اتیلن سخت نامحدود می باشد .
نکات مهم جهت بالا بردن طول عمر لوله پلی اتیلن
قبل از اینکه لوله های پلی اتیلن به دست مصرف کننده برسد، آزمایشات گوناگونی بر اساس استاندارد ایزو ۷۶۰۷، بر روی لوله ها انجام می شود. این استانداردها فشار کاری و کارایی لوله در شرایط استاندارد را بررسی می کنند.
قرارگیری در اشعه مستقیم خورشید، مواد اسیدی و خورنده، سایش و فشار بالای آب برای این لوله ها مخرب است، هر چند که لوله به درستی تولید شده باشد.
دوام یک لوله توسط مشخصات فیزیکی و شیمیایی محیط آن که شامل آب ، فاضلاب ، گاز و خاک تعیین می‌شود. طول عمر لوله از عوامل تعیین کننده هزینه و قیمت واقعی می‌باشد.
نتیجه گیری :
با توجه به مزایای زیادی که تا کنون در مورد استفاده از لوله های پلی اتیلن در آبیاری ذکر شد سال ها ی زیادی است که در زمینه کشاوری از این لوله ها استفاده می شود در واقع موضوع اصلی که امروزه در زمینه کشت و کار مطرح است، چگونگی آبیاری زمین ها و مزارع کشاورزی است چرا که منابع آبی کشور به شدت در معرض خطر قرار گرفته اند و کاهش زیادی داشته اند. همانطور که می دانید مشکلات فراوانی در سیستم های آبرسانی کشاورزی قدیمی وجود داشت که موجب به هدر رفتن حجم زیادی از آب می شد. برای مثال آبی که برای آبیاری مزارع کشاورزی از لوله ها عبور می کرد، از محل هایی از لوله به بیرون نشت پیدا می کرد و زمین های کشاورزی آن طور که باید آبیاری نمی شدند. برای حل مشکلاتی از این قبیل، لوله های پلی اتیلن مخصوص آبیاری اراضی کشاورزی طراحی و تولید شدند. که خوشبختانه استفاده از این لوله های پلاستیکی با طول عمر بالا منجر به صرفه جویی در مصرف آب و در عین حال آبرسانی کامل تر و مفیدتر به گیاهان شدند.
مطالب مفید دیگر :
آشنایی با لوله های صنعتی – روشهای نوین جمع آوری فاضلاب – لیست قیمت لوله پلی اتیلن – انواع لوله های فاضلابی و کاربرد آن ها – گندزدایی لوله‌های آبرسانی، مخازن، چاهها