أنابيب بولي إيثيلين

شهدت أنابيب البولي إيثيلين، بوصفها الجيل الجديد البديل للخطوط المعدنية والخرسانية، انتقالاً خلال العقود الماضية من الاستخدام التجريبي إلى البنية التحتية الأساسية لشبكات مياه الشرب والغاز والصرف الصحي. جاء هذا التحول من تضافر خصائص بوليمرات الإيثيلين، وتطوير الراتنجات ثنائية النمط (Bimodal)، واعتماد خطوط البثق الدقيقة مع معايرة تفريغية، بحيث أصبحت الضغوط العالية ودرجات الحرارة دون الصفر والبيئات الكيميائية العدوانية ضمن نطاق التشغيل الآمن لهذه الأنابيب.

الخصائص الفيزيائية والكيميائية للبولي إيثيلين

الكثافة والتبلور: 0.91–0.965 g/cm³ وتُعرف تبعاً لذلك بـ LDPE وMDPE وHDPE. زيادة التبلور ترفع مقاومة الشد ومعامل المرونة وتخفض النفاذية.
المقاومة الكيميائية: مستقرة أمام الأحماض المعدنية الضعيفة والقواعد والأملاح والكائنات الدقيقة؛ وقد يحدث انتفاخ عند التماس الطويل مع الهيدروكربونات العطرية أو المكلورة.
المرونة كلدائن حرارية: معامل مرونة 600–1400 MPa يؤخر الانهيار الهش حتى عند درجات حرارة سالبة ويُتيح نصف قطر انحناء مسموحاً حتى 20× القطر الخارجي.

التصنيف البنيوي

أحادي الجدار (جدار أملس): أقطار اسمية 16–1600 مم للماء والغاز واللب المعدني.
مموج ثنائي الجدار (كوروجيت): جدار خارجي مموج مع سطح داخلي ناعم؛ مثالي للصرف بالجاذبية وشبكات التصريف.
حلزوني وRing-Lock: إنتاج حلزوني-ملفوف بأحجام >2 م للمنهولات والخزانات وخطوط البحر.
متعدد الطبقات (Composite): HDPE/ألمنيوم/HDPE للوظائف الحرارية الأعلى أو لحاجز الأكسجين.

المعايير والاختبارات الرئيسية

ISO 4427-2 / INSO 14427-2: مياه الشرب المضغوطة؛ معامل أمان C = 1.25.
ISO 4437-2 / INSO 7607: توزيع الغاز؛ اختبار نمو الشرخ البطيء SCG لمدة 100 ساعة عند 80 °C و4 MPa.
DIN 8074|8075: الأبعاد الاسمية والتسامحات للسوق الأوروبي.
اختبارات هيدروستاتية: 100 ساعة عند 20 °C بضغط 1.9 × PN و165 ساعة عند 80 °C بضغط 1.3 × PN.

عملية الإنتاج خطوة بخطوة

تُنصهر حبيبات HDPE في مبثوق لولبي أحادي بنسبة L/D≈33؛ يُدفع المصهور عبر قوالب حلقية بضغط نحو 200 بار ويدخل مباشرة كمّ المعايرة بالفراغ لتثبيت القطر الخارجي. تُتحكم إجهادات التجميد عبر قناتي تبريد بدرجة 18–22 °C. أخيراً يطبع نفاث الحبر رمز التتبع وSDR والتاريخ واسم المصنع كل متر؛ ثم تُسلَّم أطوال 6 أو 9 أو 12 م أو لفائف 100 م وفق جداول الأوزان القياسية.

طرق التوصيل

اللحام وجهاً لوجه (Butt Fusion): صفيحة تسخين 200–220 °C؛ ضغط الالتحام ≈ 0.15 × SDR (بار).
اللحام الكهربائي (Electrofusion): وصلات راتنجية بألمنيوم ملفوف بسلك نحاسي؛ تحكم بشريحة وباركود.
فلنجة مع حلقة تدعيم فولاذية: لنقاط الفحص مثل محطات الضخ.
وصلات كبسية (Compression): حتى ≤110 مم في شبكات الزراعة والتنقيط.

جدول مقارنة راتنجات PE80 وPE100

الخاصية	PE80	PE100	الأثر التطبيقي
الحد الأدنى لمقاومة التصميم (MRS)	8 MPa	10 MPa	سماكات أقل عند نفس الضغط
الكثافة (g/cm³)	0.942	0.955	صلابة حلقية أعلى
أقصى ضغط تشغيل للماء (20 °C)	8 بار عند SDR11	10 بار عند SDR11	توفير وزن حتى ~15%
مقاومة نمو الشرخ البطيء	≥200 ساعة عند 80 °C	≥1000 ساعة عند 80 °C	عمر خط أطول تحت إجهاد دائم

جدول SDR والضغط الاسمي لأنبوب PE100 (ماء 20 °C)

SDR	PN (بار)	السماكة النسبية (e/D)
41	4	0.024
33	6	0.030
26	8	0.038
21	10	0.048
17	12.5	0.060
13.6	16	0.074
11	20	0.091

التطبيقات الصناعية والحضرية

نقل مياه الشرب: الخطوط الرئيسية والوصلات المنزلية ومشاريع الريف؛ التركيب داخل مجاري مسبقة الصب.
الغاز الطبيعي وLPG منخفض الضغط: بفضل المطيلية ومقاومة الصدمات وإمكانية التتبع بسلك نحاسي.
صرف مضغوط وجاذبي: كوروجيت SN4 وSN8 مع وصلات EPDM مانعة للتسرب للحد من تغلغل الجذور.
لب معدني ولب الورق: تآكل منخفض؛ قابلية الطفو في مشاريع التجريف الساحلي.
شبكات الري بالتنقيط والرش والمحوري: لفائف LDPE وفروع HDPE لتقليل التسريبات من كثرة الوصلات.
حماية كابلات الألياف والقدرة: قطر 40–160 مم، لون برتقالي، مناسبة لمسارات micro-duct الطويلة.

التصميم الهيدروليكي والميكانيكي

خشونة k ≈ 0.007 مم تعطي معامل هايزن–ويليامز C ≈ 150 عند 20 °C؛ لذا يكون اختيار القطر على أساس فواقد أقل من أنابيب الفولاذ (C ≈ 120). للدفن، نصف قطر الانحناء المسموح (R_min) ≈ 25×D عند 20 °C ويزداد إلى ≈ 35×D عند 5 °C. يُظهر تصميم الحلقات وفق ATV-A 127 أن طبقة تربة حبيبية بسماكة 30 سم ومعامل 30 MPa كافية حتى قطر 630 مم.

النقل والتخزين والاستدامة البيئية

تُحمل اللفائف ≤110 مم حتى 300 م على بكرات خشبية دون ملامسة أحجار حادة. تُرص الأنابيب المستقيمة على وسائد بلاستيكية وبفواصل 1.5 م كي لا تتجاوز البيضاوية 3% من القطر. إضافة 2–2.5% كربون أسود تمنح مقاومة للأشعة فوق البنفسجية لأكثر من 20 سنة في الهواء الطلق. عند نهاية العمر، تُطحن الأنابيب وتُعاد تدويرها كحشوة أسفلت أو سرير كابلات أو قطع حقن غير حساسة.

عوامل تحديد السعر

درجة الراتنج: سعر حبيبات PE100 أعلى بنحو 8–12% من PE80.
وزن وحدة الطول: الوزن = π × (D_out – e) × e × 0.955 (kg/m).
SDR: كل زيادة بمقدار درجتين في SDR تخفض الوزن بنحو 18%.
سعر الصرف والنقل: الحصة الأكبر في المشاريع خارج المدن.

دليل الشراء والتحقق من الأصالة

يجب أن تُطبع بشكل بارز وغير قابل للمحو علامة المعيار ورمز التتبع والتاريخ والقطر الاسمي.
قَطع المقطع يجب أن يُظهر حلقة متجانسة بلا فراغات أو حبيبات محترقة.
MFI بين 0.20–0.35 g/10 min (190 °C, 5 kg) يحقق توازناً ممتازاً بين التشغيل والخواص الميكانيكية.
للخطوط الحساسة، اطلب تقارير SCG وESCR من مختبر معتمد.

آفاق التكنولوجيا

تُتيح PE112 (MRS = 11.2 MPa) وPE125 قيد التجربة في أوروبا خفض السماكة حتى ~25% مقارنةً بـ PE100. كما يجري تسويق طبقات مضادة للكلور وتعريف RFID لإدارة الأصول والتسربات عبر الإنترنت.

تُقدّم «تمام بها»، بوصفها مورّداً رئيسياً لأنابيب ووصلات البولي إيثيلين في دول الخليج والشرق الأوسط، نطاقاً كاملاً من المقاسات 16–1200 مم وفق المعايير أعلاه، مع خدمات اللحام الموقعي (وجهاً لوجه/كهربائي) والاختبار الهيدروستاتيكي لتسهيل مراحل التوريد حتى التشغيل لأصحاب المشاريع والمقاولين.