لوله های HDPE از پلیمریزاسیون اتیلن، محصول جانبی نفت ساخته می شوند. مواد افزودنی مختلفی (تثبیت کننده ها، پرکننده ها، نرم کننده ها، نرم کننده ها، روان کننده ها، رنگ ها، بازدارنده های شعله، عوامل دمنده، عوامل اتصال عرضی، مواد افزودنی تجزیه پذیر فرابنفش و غیره) برای تولید لوله و اجزای نهایی HDPE اضافه می شوند. طول لوله HDPE با گرم کردن رزین HDPE ساخته می شود. سپس از طریق یک قالب اکسترود می شود که قطر خط لوله را تعیین می کند. ضخامت دیواره لوله با ترکیبی از اندازه قالب، سرعت پیچ و سرعت تراکتور حمل و نقل تعیین می شود. معمولاً 3 تا 5 درصد کربن سیاه به HDPE اضافه می شود تا در برابر اشعه ماوراء بنفش مقاوم شود که رنگ لوله های HDPE را سیاه می کند. انواع رنگ های دیگر موجود است اما معمولاً اغلب استفاده نمی شود. لوله HDPE رنگی یا راه راه معمولاً 90-95٪ مواد سیاه است که در آن یک نوار رنگی در 5٪ از سطح بیرونی وجود دارد.
خواص فیزیکی و مکانیکی یک لوله HDPE معمولی در زیر ذکر شده است:
ویژگی های مکانیکی | خواص HDPE |
قدرت تسلیم | 18-26 مگاپاسکال |
ازدیاد طول | 10% |
مدول الاستیک | 900 مگاپاسکال |
سختی | 61 راکول (ساحل) |
نسبت پواسون | 0.45 |
ضریب خطی انبساط حرارتی | 0.17 میلی متر بر متر - 0 درجه سانتی گراد |
دمای شکنندگی | <-70 0 C |
جدول 1: خواص مکانیکی لوله HDPE
بسته به قابلیت تحمل فشار حداکثر، لوله پلی اتیلن به چندین درجه فشار معروف به درجه های PN طبقه بندی می شوند. آن ها هستند
باز هم بر اساس نوع مواد مورد استفاده لوله پلی اتیلن به انواع زیر دسته بندی می شوند:
اعداد زیر PE نشان دهنده حداقل استحکام مورد نیاز در میله در دمای 20 درجه سانتیگراد برای طول عمر 50 سال مطابق با ISO-4427 است. فشار کاری نامی لولههای HDPE در 20 0 C تعیین میشود. برای دماهای بالاتر، از یک ضریب کاهش (جدول 2 زیر) برای تعیین حداکثر فشاری که لوله HDPE میتواند تحت آن قرار گیرد استفاده میشود.
دمای سیال ( 0 C) | عامل کاهش دما |
0-20 | 1 |
> 20-25 | 0.9 |
> 25-30 | 0.8 |
> 30-35 | 0.7 |
> 35-40 | 0.6 |
> 40-45 | 0.5 |
> 45-50 | 0.4 |
جدول 2: ضریب کاهش دما برای لوله های HDPE
از آنجایی که تولید لوله HDPE یک فرآیند مداوم است، لولههایی با هر طولی قابل تولید هستند. با این حال، به دلیل شرایط حمل و نقل و سهولت جابجایی در محل، طول لوله HDPE محدود است و معمولاً در طول های استاندارد 6، 10، 12، 15، 24 و 30 متر تولید می شود. لوله HDPE به طول 50 و 100 متر در صورت درخواست قابل تولید می باشد.
لوله ها و اتصالات HDPE توسط جوش یا اتصالات مکانیکی به یکدیگر متصل می شوند. دو نوع روش جوشکاری برای اتصال لوله های HDPE وجود دارد. آن ها هستند
برای اتصال لوله های HDPE به HDPE یا لوله های غیر مشابه می توان از انواع اتصالات مکانیکی استفاده کرد. آن ها هستند
شکل 1: روش های اتصال لوله HDPE
طیف کاملی از اتصالات لوله HDPE برای هر منظوری موجود است. اتصالات لوله HDPE معمولی عبارتند از:
شکل 2: اتصالات لوله HDPE معمولی
عواملی که میتوانند بر رفتار و در نتیجه طراحی سیستمهای لولهکشی HDPE روی زمین تأثیر بگذارند
تعدادی متغیر ظرفیت فشار هیدرواستاتیک لوله پلی اتیلن را تعیین می کند. آنها هستند
معمولاً لوله پلی اتیلن می تواند فشارهای کوتاه مدت آب هیدرواستاتیک را که بطور قابل توجهی بالاتر از درجه فشار یا کلاس است تحمل کند. اما وظیفه لوله پلی اتیلن باید همیشه با توجه به استحکام طولانی مدت لوله در دمای 20 درجه سانتیگراد تعیین شود تا عمر طراحی حداقل 50 سال تضمین شود.
فرمول بارلو برای لوله های HDPE که مربوط به فشار داخلی، قطر بیرونی لوله، ضخامت دیواره و تنش حلقه محیطی است نیز قابل استفاده است و توسط
اینجا:
تنش های حلقه طراحی برای مواد لوله HDPE به شرح زیر در ISO 4427 در نظر گرفته شده است:
لوله پلی اتیلن مزایای مختلفی نسبت به سایر مواد لوله کشی مانند
معایب اصلی لوله های HDPE عبارتند از
شکل کامل HDPE پلی اتیلن با چگالی بالا می باشد. این پلیمر هیدروکربنی از نفت با فرآیند کاتالیزوری تولید می شود. پلی اتیلن با چگالی بالا که به دلیل استحکام کششی در دسته محصولات مشابه معروف است ، نوعی ترموپلاستیک است.
HDPE و PVC هر دو پلاستیک محسوب می شوند. با این حال، آنها یکسان نیستند. HDPE یک ترموپلاستیک ساخته شده از نفت است و PVC یک پلیمر وینیل بادوام است. در حالی که HDPE و PVC را مقایسه می کنیم، HDPE به دلیل انعطاف پذیری، نسبت استحکام به چگالی بالا، عدم خوردگی و پایداری شیمیایی یک انتخاب قوی برای کاربردهای کم فشار و دمای پایین است.
لوله پلی اتیلن HDPE یا با چگالی بالا به طور گسترده ای برای حمل آب آشامیدنی، دوغاب، فاضلاب، مواد شیمیایی، زباله های خطرناک و گازهای فشرده استفاده می شود. آنها در صنایع مختلف مانند گاز، نفت، معدن، آب و سایر صنایع مورد استفاده قرار گرفته اند.
سیستمهای لولهکشی HDPE که به درستی طراحی شدهاند، عملکرد طولانیمدتی را در مقایسه با سایر سیستمهای لولهکشی ارائه میکنند. طبق برآورد موسسه لوله های پلاستیکی، قرار است 50 تا 100 سال عمر کنند.
بله، HDPE برای حمل آب آشامیدنی کاملاً ایمن است. این یکی از دلایلی است که در صنعت آب و آب شیرین کن ها از لوله های پلی اتیلن با چگالی بالا استفاده زیادی می شود. استفاده از لوله های HDPE برای کاربردهای آب آشامیدنی دارای تاییدیه NSF می باشد. ضدعفونی کننده های مختلفی مانند کلر و کلرامین برای استفاده در لوله های HDPE تایید شده اند.