معرفی سه لوله پرکاربرد پلی‌اتیلنی (PEX ،PERT و کاروگیت) (بخش دوم)

با توجه به گستردگی لوله‌های پلی‌اتیلنی، در بخش اول مقاله انواع لوله‌های پلی‌اتیلنی، به معرفی اجمالی انواع لوله‌ها و لوله‌های تک جداره پرداخته شد. در این مقاله به معرفی سه لوله پرکاربرد PE موجود در صنعت پرداخته می‌شود.

سیستم‌های لوله پرکاربرد PEX

پلی‌اتیلن شبکه‌ای‌شده (PEX) یک ماده پلاستیکی ساخته‌شده از پلی‌اتیلن با چگالی متوسط و یا بالا است که به‌منظور بهبود خواص مانند مقاومت در برابر حرارت و قدرت و ثبات بلند مدت، اصلاح شده است. این ویژگی‌ها، این لوله را انتخاب خوبی برای استفاده در خطوط خدمات، سیستم‌های توزیع آب گرم و سرد، سیستم‌های آتش‌سوزی مسکونی و برنامه‌های کاربردی برای گرم کردن آب نموده است. لوله‌های ساخته‌شده از PEX مطابق با الزامات ASTM F87 ،ASTM F876 ،AWWA C904 یا CSA B137.5 تولید می‌شوند. این لوله‌ها عموماً به‌شکل چند لایه PEX/AL/PEX یا همان لوله‌های 5 لایه تولید و مصرف می‌شوند.

لوله‌کشی PEX در سیستم‌های توزیع آب گرم و سرد و برای گرم شدن تابش هیدروژنی در اروپا برای دهه‌ها استفاده شده است. PEX در ایالات متحده در 1980 جهت تولید لوله‌های قابل انعطاف برای لوله‌کشی و برنامه‌های کاربردی حرارت radiatn استفاده می‌شود. لوله PEX توسط اکستروژن در اندازه‌های ¼ تا 3 اینچ در قطر اسمی تولید می‌شود.

لوله PEX در صورت مطابقت با استانداردهای حاکم، مطابق با الزامات استاندارد ANSI/NSF 61 و صدور گواهی‌نامه مناسب از یک سازمان استاندارد شناخته شده، می‌تواند در خطوط سرویس یا سیستم‌های توزیع آب آشامیدنی مورد استفاده قرار گیرد. لوله PEX هم‌چنین به‌طور گسترده‌ای برای برنامه‌های کاربردی انتقال حرارت هر دو دمای پایین (گرمایش کف تابشی و/یا خنک‌کننده، ذوب برف، تهویه چرم) و هم‌چنین لوله‌های توزیع برای دمای بالا تا 200 درجه فارنهایت پایه‌های دیواری، رادیاتور، و غیره) و بعضی از آنها برای استفاده در سیستم‌های آتش‌سوزی مسکونی استفاده می‌شود.

لوله پرکاربرد PEX شکل 1 - نمونه ای از لوله و کاربرد لوله های 5 لایه (PEX/AL/PEX) شکل 1. نمونه‌ای از لوله و کاربرد لوله‌های 5 لایه (PEX/AL/PEX)

لوله‌های دو جداره پلی‌اتیلنی (کاروگیت)

پلی‌اتیلن با چگالی بالا (HDPE) یک ماده متنوع است و برخی از ویژگی‌های ایده‌آل را برای استفاده در ساختارهای زیرزمینی دارد. لوله HDPE نسبتاً سبک وزن است و هزینه‌های حمل و نقل و نصب را آسان‌تر و ارزان‌تر می‌کند. این لوله‌ها شکننده نبوده و بنابراین در طول عملیات لوله‌گذاری و نصب و راه‌اندازی لوله‌ها حساس نیستند. پس از تشکیل لوله، HDPE دارای سطح صاف، مقاوم در برابر سایش، خوردگی و شستشوی شیمیایی است. سطح صاف عالی عمل می‌کند. ویژگی‌های جریان خط لوله HDPE، سازه قوی و توانایی پشتیبانی از بارهای بزرگ است.

لوله پلی‌اتیلنی کاروگیت گزینه‌ای عالی برای جریان گرانشی یا شرایط لوله‌کشی با دهانه کوتاه است. پایداری ساختاری لوله پلی‌اتیلنی کاروگیت با سه طرح لوله به‌دست می‌آید. طبق AASHTO M294 این طرح‌ها به‌شرح زیر تعریف می‌شوند:

نوع C – این لوله باید سطح مقطع کاملاً مدور و سطح حلقوی کاروگیتی هم در داخل و هم خارج داشته باشد.

نوع S – این لوله یک سطح مقطع کاملاً مدور دوجداره بوده، یک جداره بیرونی کاروگیت و یک جداره درونی صاف و صیقلی دارد.

نوع D- این لوله یک سطح مقطع مدور متشکل از یک جداره داخلی الزاماً صاف است که به یک جداره الزاماً صاف خارجی که عناصر اتصالی حلقوی یا مارپیچ دارد، متصل است.

شکل 2 - نمونه ای از لوله پلی اتیلن سنگین نوع سی با سطوح داخلی و خارجی کاروگیت شکل 2. نمونه‌ای از لوله پلی‌اتیلن سنگین نوع سی با سطوح داخلی و خارجی کاروگیت

معمولاً لوله نوع C با جداره‌های داخلی و خارجی کاروگیت از قطر 3 تا 24 اینچ در دسترس است. لوله موج‌دار داخلی و خارجی در قطرهای کوچک‌تر با بست جداگانه و بدون واشر به هم متصل می‌شوند. در قطرهای بزرگ‌تر، اتصالات با نوارهای کاروگیت، گره‌های پلاستیکی ایجاد می‌کنند. طراحی ویژه این لوله که در شکل 3-1 آمده است، به تولیدکننده بستگی دارد و می‌تواند متغیر باشد. هر بخش ویژگی‌های عمل‌کردی و ساختاری خاص خود را دارد. این ویژگی‌ها برای محاسبات بار از تولیدکننده دریافت می‌شود.

شکل 3 - نمونه ای از لوله پلی اتیلن سنگین نوع اس با سطح خارجی موجدار و سطح داخلی صاف شکل 3. نمونه ای از لوله پلی‌اتیلنی سنگین نوع اس با سطح خارجی موج‌دار و سطح داخلی صاف

سازندگان لوله روش‌های اتصال مختلفی را بسته به ظاهر لوله و الزامات پروژه ارائه می‌دهند. نوارهای کوپلینگ با یا بدون واشر، دور لوله می‌پیچند و با گره‌های پلاستیکی در جای خود محکم می‌شوند. مادگی واشرشده و اتصالات توپی نیز به‌طور گسترده به‌کار می‌روند. اتصالات آب‌بندی تست‌شده بدون درجه‌بندی و بدون فشار، برای اکثر کاربردهای فاضلاب (جریان گرانشی) مناسب بوده و معمولاً نشتی قابل توجهی در آنها رخ نمی‌دهد. کاربرد اصلی لوله پلی‌اتیلنی کاروگیت، مدیریت آب جریان گرانشی (ثقلی) است. نمونه‌های این سیستم‌های مدیریت آب شامل موارد زیر است:

زهکشی سیلاب به‌وسیله لوله کاروگیت
زهکشی زیرسطحی به‌وسیله لوله کاروگیت
انتقال فاضلاب به‌وسیله لوله کاروگیت

شکل 4 - نحوه اتصال و کاربرد لوله کاروگیت در فاضلاب شکل 4. نحوه اتصال و کاربرد لوله پرکاربرد کاروگیت در فاضلاب

لوله‌های پرکاربرد PERT

این لوله‌ها از نوع خاصی از پلی‌اتیلن تحت عنوان PERT تولید می‌شوند. این گرید، رزین پلی‌اتیلنی (PE) است که در آن ساختار مولکولی به‌طوری طراحی شده است که تعداد کافی از زنجیرها برای فعال‌سازی در دمای بالا گنجانده شده است. زنجیرهای جفت “هم‌پوشانی” ساختارهای بلوری را در پلیمر ایجاد می‌کنند که در نتیجه خواصی مانند عمل‌کرد مناسب در درجه حرارت بالا و مقاومت شیمیایی و مقاومت رشد ترک‌خوردگی بهبود یافته است.

لوله PERT عمدتاً به‌شکل ترکیبی و چند لایه با آلومینیوم استفاده می‌شود و در اندازه‌های اسمی بین 1/4 تا 6 سانتی‌متر (CTS) قرار دارد. لوله PERT SDR9 با استاندارد فشار هیدرواستاتیک 200 psi در دمای 73 درجه فارنهایت (1379 کیلو بایت در 23 درجه سانتی‌گراد) و 100 فوت در دقیقه در 180 درجه فارنهایت (690 کیلو پاسکال در 82 درجه سانتی‌گراد) است. به همین دلایل این لوله‌ها در موارد زیر کاربرد دارد: