مقاومت شیمیایی، مقاومت UV، شعاع خمش و افت فشار لوله پلی اتیلن

مقاومت شیمیایی لوله پلی اتیلن

یکی از ویژگی های مهم در زمان خرید لوله پلی اتیلن، بررسی مقاومت آنها در برابر تماس با مواد شیمیایی است. مقاومت شیمیایی نشان می دهد که لوله پلی اتیلن در تماس با مواد اسیدی، باز، نمک، فاضلاب صنعتی و کودهای شیمیایی تا چه اندازه می تواند خواص فیزیکی و مکانیکی خود را حفظ کند. در صورت پایین بودن این ویژگی، لوله با گذشت زمان دچار خوردگی، ترک، نرم شدگی و تغییر شکل شده و استحکام خود را از دست می دهد.
میزان مقاومت شیمیایی لوله های پلی اتیلن در کاربردهایی از قبیل انتقال مواد اسیدی و باز، تصفیه خانه فاضلاب صنعتی، معادن، کشاورزی و صنایع شیمیایی اهمیت بسیار بالایی دارد. در یک مقایسه کلی، لوله های پلی اتیلن نسبت به فلزی مقاومت شیمیایی بالاتری دارند و دلیل آن عبارتند از:

• ساختار مولکولی پایدار: مواد پلی اتیلن دارای پیوند مولکولی بسیار محکمی هستند و به همین دلیل مواد شیمیایی و خورنده نمی توانند این ساختار را از بین ببرند.
• غیرقطبی بودن: یکی از مهم ترین ویژگی های مواد پلی اتیلن، غیرقطبی بودن آنها است. به همین دلیل، در صورت تماس با مواد شیمیایی قطبی مانند آب و اسیدهای قوی با آنها واکنش نشان نمی دهد. در نتیجه، مواد شیمیایی جذب لوله نشده و باعث تخریب آن نمی شوند.
• عدم خوردگی: مواد پلی اتیلن برخلاف فلزات، در صورت تماس طولانی مدت با رطوبت و مواد خورنده دچار اکسیداسیون و خوردگی نمی شوند.

عوامل موثر بر مقاومت شیمیایی لوله پلی اتیلن

میزان مقاومت شیمیایی لوله های پلی اتیلن یک ویژگی ثابت نیست و با توجه به شرایط محیط نصب و بهره برداری تغییر می کند. از مهم ترین عوامل تاثیرگذار بر مقاومت شیمیایی این لوله ها می توان به موارد زیر اشاره کرد:

غلظت مواد شیمیایی

در جدول مشخصات فنی لوله پلی اتیلن، میزان مقاومت شیمیایی آنها همیشه براساس غلظت مواد تعیین می شود. چون با بالا رفتن غلظت مواد، احتمال تاثیر بر لوله و خوردگی و تخریب آنها افزایش پیدا می کند. به عبارت دیگر، هر چه غظت مواد شیمیایی بیشتر باشد، مقاومت شیمیایی لوله کمتر می شود.

مدت زمان تماس

بسیاری از مواد شیمیایی در تماس های کوتاه نمی توانند باعث آسیب به لوله شوند. اما در تماس های طولانی مدت و مداوم، مخصصوصا اگر دما و غلظت مواد بالا باشد، احتمال آسیب دیدگی لوله های پلی اتیلن تا حد زیادی افزایش پیدا می کند.

دمای سیال

یکی از مهم ترین عوامل موثر بر مقاومت شیمیایی لوله پلی اتیلن، دمای سیالی است که از آن عبور می کند. دمای بالای مواد ارتباط مستقیم با میزان آسیب دیدگی و تخریب لوله دارد.

غلظت مواد

همان طور که اشاره شد، زمانیکه غلظت مواد شیمیایی زیاد می شود، تاثیر آنها بر مواد پلی اتیلن بیشتر است. اگر همزمان غلظت و دمای مواد بالا باشد، لوله ها بیشترین تاثیر را می بینند و دچار خوردگی و پوسیدگی و ترک می شوند.

لوله پلی اتیلن در برابر چه موادی مقاوم است؟

لوله های پلی اتیلن در برابر تمام مواد شیمیایی مقاومت بالایی ندارند. اکسیدکننده های بسیار قوی، برخی حلال های آروماتیک و هیدروکربن های کلردار از جمله موادی هستند که به لوله پلی اتیلن آسیب وارد می کنند. اما، این لوله ها در برابر مواد شیمیایی که در جدول زیر معرفی شده اند، مقاومت خوبی دارند:

مقاومت uv لوله پلی اتیلن

UV یا اشعه فرابنفش خورشید توانایی از بین بردن پیوند زنجیره های مولکولی مواد پلی اتیلن را دارد. به همین دلیل، یکی از نکات مهم که در راهنمای خرید لوله پلی اتیلن نیز به آن اشاره شد، میزان مقاومت UV این لوله ها است. این ویژگی مخصوصا برای لوله هایی که در فضای باز به مدت طولانی قرار می گیرند، اهمیت دارد.
در حالت استاندارد برای بالا بردن مقاومت اشعه فرابنفش، در فرآیند تولید لوله پلی اتیلن به آن مواد افزودنی مخصوصی را اضافه می کنند. در صورت عدن استفاده از مواد افزودنی استاندارد به مقدار مناسب، تابش نور خورشید باعث خشک و شکننده شدن لوله و ایجاد ترک های سطحی روی آن می شود.

جدول مقاومت UV لوله پلی اتیلن

در دسته بندی انواع لوله پلی اتیلن، یکی از فاکتورها میزان و نوع مواد افزودنی پایدارکننده به کار رفته در آنها است. با توجه به نوع و مقدار این مواد، لوله ها با خطوط رنگی مختلفی عرضه می شوند. در جدول زیر میزان مقاومت این لوله ها در برابر اشعه فرابنفش خورشید ارائه شده است.

شعاع خمش لوله پلی اتیلن

یکی دیگر از ویژگی های بسیار مهم این لوله ها، شعاع خمش است. این ویژگی کمترین شعاعی را نشان می دهد که لوله پلی اتیلن می تواند به آن اندازه خم شود، بدون اینکه به آن آسیب وارد شود یا عملکرد کاهش پیدا کند. این ویژگی برای این مهم است که با آن می توان مشخص کرد تا چه اندازه می توان مسیر لوله را بدون استفاده از زانویی و اتصالات پلی اتیلن تغییر داد. در حالت کلی، هر چه شعاع خمش لوله کمتر باشد، انعطاف پذیری آن بیشتر است و برای مسیرهای پر پیچ و خم گزینه مناسب تری خواهد بود.

اگر لوله پلی اتیلن از نظر شعاع خمش در سطح استانداردی قرار بگیرد، چند مزیت مهم را به همراه دارد که عبارتند از:

• کاهش تعداد اتصالات مورد استفاده در اجرای لوله کشی
• کاهش نشتی لوله به دلیل کمتر شدن تعداد اتصالات
• نصب سریع و پایین آمدن زمان اجرای پروژه
• قابل استفاده در مسیرهای پیچیده و ناهموار

حداقل شعاع خمش مجاز لوله چگونه محاسبه می شود؟

شعاع خمش لوله پلی اتیلن براساس قطر خارجی لوله OD و ضریب انعطاف پذیری محاسبه می شود. علاوه براین، عوامل دیگری از قبیل دمای محیط، شرایط نصب و SDR نیز می توانند این مقدار را تغییر دهند. در بسیاری از کاربردهای لوله پلی اتیلن، حداقل شعاع خمش با توجه به این فاکتورها حدود ۲۰ تا ۳۰ برابر قطر خارجی لوله در نظر گرفته می شود. فرمول محاسبه تقریبی شعاع خمش به صورت زیر است:

حداقل شعاع خمش = ضریب خمش × قطر خارجی لوله

به عنوان مثال، اگر برای یک لوله ضریب خمش ۲۰ برابر قطر خارجی در نظر گرفته شود، یک لوله با قطر خارجی ۶۳ میلی متر باید حداقل در شعاع حدود ۱۲۶۰ میلی متر خم شود.

در جدول زیر شعاع خمش لوله پلی اتیلن در قطرهای مختلف ارائه شده است:

افت فشار لوله پلی اتیلن

در حین عبور آب و سایر سیالات از لوله، به دلیل برخورد با دیواره های داخلی اصطکاک ایجاد شده و بخشی از انرژی جریان از بین می رود و فشار کاهش پیدا می کند. میزان افت فشار در لوله های پلی اتیلن اهمیت زیادی دارد و به فاکتورهایی از قبیل قطر لوله، طول مسیر، زبری داخلی، تعداد اتصالات و سرعت جریان بستگی دارد. در زمان انتخاب لوله بهتر است میزان افت فشار در آن تا حد امکان کم باشد.

چرا لوله پلی اتیلن افت فشار کمی دارد؟

در مقایسه با لوله های فلزی، این لوله ها افت فشار کمتری دارند که دلیل آن نوع مواد اولیه و ساختار کلی لوله است. چند دلیل مهمی که باعث کاهش افت فشار لوله های پلی اتیلن می شوند عبارتند از:

• سطح داخلی این لوله ها زبری کمی دارد و اصطکاک دیواره های داخلی و سیال را کاهش می دهد.
• احتمال ایجاد لایه های رسوبی در این لوله ها پایین است. در نتیجه، قطر داخلی لوله با گذشت زمان ثابت می ماند و افت فشار افزایش پیدا نمی کند.
• سطح داخلی این لوله ها صاف و صیقلی است و باعث می شود جریان به صورت یکنواخت حرکت کند.

عوامل موثر بر افت فشار لوله پلی اتیلن

میزان افت فشار این لوله ها با توجه به قطر، دبی، سرعت جریان، طول مسیر، تعداد اتصالات و دمای آب تغییر می کند. در جدول زیر میزان تاثیر هر یک از این عوامل بر افت فشار بررسی شده است:

جمع بندی

میزان مقاومت شیمیایی، افت فشار، مقاومت UV و شعاع خمش از ویژگی های بسیار مهم در لوله های پلی اتیلن هستند که تاثیر مستقیم بر طول عمر و دوام و کارایی آنها دارند. اگر لوله در شرایط استاندارد و با مواد اولیه باکیفیت تولید شود، این ویژگی ها در سطح مطلوبی خواهند بود، در غیر این صورت کیفیت لوله تا حد زیادی کاهش پیدا می کند. کاروگیت سازان تمام استانداردها را در روند تولید این لوله ها رعایت کرده و مقاومت شیمیایی و افت فشار و غیره محصولات آن همگی در حد استاندارد می باشند.

سوالات متداول

مقاومت شیمیایی لوله پلی اتیلن تا چه دمایی حفظ می شود؟

محدوده دمایی مقاومت شیمیایی لوله پلی اتیلن به نوع ماده شیمیایی، غلظت آن و شرایط کاری بستگی دارد.

آیا اسید سولفوریک به لوله پلی اتیلن آسیب می زند؟

لوله پلی اتیلن در برابر بسیاری از اسیدها از جمله اسید سولفوریک مقاومت بالایی دارد، اما میزان مقاومت به غلظت، دما و مدت زمان تماس بستگی دارد.

چرا لوله پلی اتیلن مشکی در برابر آفتاب مقاوم تر است؟

رنگ مشکی لوله به دلیل وجود کربن بلک (دوده صنعتی) است که اشعه فرابنفش خورشید را جذب کرده و از تخریب ساختار پلیمر جلوگیری می کند.

حداقل شعاع خمش لوله PE100 چقدر است؟

حداقل شعاع خمش لوله PE100 به قطر، SDR، ضخامت جداره و شرایط نصب بستگی دارد، اما معمولا به ‌صورت ضریبی از قطر خارجی لوله محاسبه می شود.

آیا خم کردن بیش از حد باعث ترک خوردن لوله می شود؟

بله، خم کردن لوله کمتر از شعاع خمش مجاز می تواند باعث تغییر شکل، ایجاد تنش در جداره و در طول زمان ترک‌ خوردگی یا کاهش عمر لوله شود.

افت فشار لوله پلی اتیلن کمتر است یا PVC؟

هر دو لوله افت فشار کمی دارند، اما لوله پلی اتیلن به دلیل انعطاف‌ پذیری، سطح داخلی صاف و مقاومت بالا در برابر رسوب‌ گیری، در بسیاری از کاربردها عملکرد بسیار مناسبی دارد.

آیا رسوب باعث افزایش افت فشار در لوله پلی اتیلن می شود؟

لوله پلی اتیلن به دلیل سطح داخلی صاف و خاصیت ضد رسوب، کمتر دچار کاهش قطر داخلی می شود.

آیا لوله پلی اتیلن برای انتقال مواد شیمیایی مناسب است؟

بله، لوله پلی اتیلن برای انتقال بسیاری از مواد شیمیایی، اسیدها، بازها و محلول های صنعتی مناسب است، اما باید سازگاری ماده شیمیایی با پلی اتیلن بررسی شود.

مقاومت UV لوله با گذشت زمان کاهش پیدا می کند؟

در صورت استفاده از لوله های دارای پایدارکننده UV، کاهش مقاومت در برابر نور خورشید بسیار کند خواهد بود، اما قرارگیری طولانی مدت در شرایط سخت به مرور بر خواص لوله تأثیر می گذارد.

برای انتخاب قطر مناسب چگونه افت فشار را محاسبه کنیم؟

برای انتخاب قطر مناسب باید عواملی مانند دبی جریان، طول مسیر، فشار ورودی، سرعت سیال و میزان افت فشار مجاز بررسی شود. این محاسبات با روابطی مانند هیزن-ویلیامز یا دارسی-ویسباخ انجام می شود.