اتصالات فشار قوی پلی اتیلن

طبقه‌بندی استانداردی و کدهای طراحی

• ISO 4427-3، EN 12201-3: الزامات ابعادی و تحمل‌های تولید اتصالات قالب‌گیری‌شده یا ماشین‌کاری‌شده را مشخص می‌کنند.
• DIN 8076-3: پارامترهای آزمون فشار انفجاری و چرخه‌ای برای اتصالات جوشی لب به لب را تعیین می‌کند.
• GIS/PL2-4 (ویژهٔ خطوط گاز بریتانیا): الزامات اضافی مقاومت در برابر رشد ترک سریع (RCP) را برای الکتروفیوژن‌ها بیان می‌کند.
  اجرای دقیق این استانداردها ضامن آن است که اتصال نصب‌شده، حداقل به اندازهٔ لولهٔ هم‌جوار خود مقاوم باشد و عمر طراحی پنجاه‌سالهٔ شبکه را بدون کاهش ضریب ایمنی تأمین کند.

فرایندهای ساخت و کنترل کیفیت

1. قالب‌گیری تزریقی (Injection Molding)
   • مناسب برای قطرهای تا 400 mm؛
   • فشار پشت قالب 80–120 MPa و دمای مذاب ‎210–240 °C‎؛
   • استفاده از سیستم کانالهات برای توزیع یکنواخت مذاب و جلوگیری از حباب.
2. ماشین‌کاری فیوژن (Fabricated Mitred Fittings)
   • برش قطعات از لولهٔ اکسترودشده و جوش لب به لب در زوایا یا فرم‌های دلخواه؛
   • کنترل غیرمخرب جوش (NDT) با آزمون برش ماکرو و اولتراسونیک برخط.
3. اتصال سیم‌پیچ مسی یکپارچه (Electrofusion)
   • جوش برقی با انرژی ویژهٔ ‎40–60 kJ/m²‎؛
   • ثبت کدبارکد روی هر قطعه برای انتقال اتوماتیک پارامترهای جوش به دستگاه کنترل.

واکنش به بارهای دینامیکی و حرارتی

چگالی پایین پلی‌اتیلن (‎≈0.95 g/cm³‎) موجب می‌شود اتصالات در برابر ضربات ناگهانی، انرژی بیشتری تا شکست جذب کنند. آزمایش شارپی بر روی نمونه‌های V-شکل نشان می‌دهد که در دمای ‎-20 °C‎، انرژی شکست هنوز فراتر از ‎15 kJ/m²‎ باقی می‌ماند—عددی که بسیاری از آلیاژهای فولاد کربنی در همان دما به آن نمی‌رسند. همچنین ضریب انبساط خطی ‎1.5 × 10⁻⁴ K⁻¹‎ ایجاب می‌کند در خطوط طویل مدفون، فاصلهٔ بین رستریکشن‎های ثابت (Anchor Block) به‌درستی محاسبه شود تا نیروهای حرارتی مهار شوند.

جدول ۱‌—‌مقاومت شیمیایی نسبی پلی‌اتیلن در مقایسه با فولاد ضدزنگ 304 و لولهٔ PVC-U

محیط خورنده	PE100 (23 °C)	فولاد 304 (23 °C)	PVC-U (23 °C)
اسید سولفوریک 20 %	A (کاملاً مقاوم)	B (مقاومت متوسط)	C (غیرمقاوم)
محلول کلر 100 ppm	A	C (حمله حفره‌ای)	B
محلول سود 30 %	A	B	B
هیدروکربن آروماتیک (تولوئن)	C	A	C

‎**A = بدون اثر محسوس؛ B = تغییر محدود؛ C = حملهٔ شدید یا انحلال.‎

الزامات نصب و آزمون پیش‌راه‌اندازی

• تراش و تمیزکاری: حداقل ‎0.2 mm‎ از سطح خارجی لوله پیش از جوش الکتروفیوژن لایه‌برداری شود.
• تراز خطی (Alignment): انحراف زاویه‌ای مجاز بین دو انتهای لوله نباید از ‎1.5°‎ فراتر رود؛ انحراف بیش از این سبب تنش برشی اضافی روی درز جوش می‌شود.
• خنک‌کاری تحت فشار صفر: پس از تکمیل چرخهٔ حرارت، کوپلر باید حداقل به مدت ‎10 min + 1 min/mm‎ ضخامت دیواره در دمای محیط بدون اعمال فشار هیدرولیکی سرد شود.
• تست هیدرواستاتیک: روال معمول ‎1.5 × PN‎ به مدت 2 ساعت با افت فشار مجاز ‎≤3 %‎ است. افزون بر آن، توصیه می‌شود یک چرخهٔ ضربه‌ای 0 → PN → 0 با 30 تکرار جهت شبیه‌سازی شوک‌های پمپی اجرا شود.

جدول ۲‌—‌حداکثر فاصلهٔ مجاز بین رستریکشن‌های ثابت برای لوله‌–اتصال PE100 مدفون

قطر خارجی (mm)	PN10 (m)	PN16 (m)	PN20 (m)
110	60	45	35
160	45	35	28
250	30	22	18
400	20	15	12

اعداد بر پایه دمای سیال 20 °C و خاک لوم مرطوب با ضریب اصطکاک 0.35 محاسبه شده‌اند؛ برای دماهای بالاتر یا خاک شنی، ضرایب کاهش باید اعمال شود.

ملاحظات تعمیر و بازرسی دوره‌ای

در شبکه‌های انتقال گاز، آزمون ردیاب گاز هلیم روی جوش‌های الکتروفیوژن خلال بازرسی سالانه متداول است. برای خطوط آبِ با قطر بالاتر از 315 mm، تکنیک آکوستیک هیدروفون جهت تشخیص میکرو-نشتی توصیه می‌شود. سرعت انتشار موج در پلی‌اتیلن حدود ‎900 m/s‎ است؛ بنابراین فواصل سامانه‌های سنجش ارتعاش باید به‌گونه‌ای طراحی شود که فرکانس تشخیص بالاتر از ‎1 kHz‎ باقی بماند تا حساسیت افت نکند.

جایگاه اتصالات پلی‌اتیلن در معماری شبکه‌های ترکیبی

پروژه‌های مدرن اغلب از معماری «Hybrid Piping» بهره می‌گیرند؛ بدین معنی که خطوط فشار پایین ثقل‌رو از پلی‌اتیلن دوجداره، خطوط میان-فشار از PVC-O یا چدن نشکن پوشش‌دار، و خطوط فشار بالا و استراتژیک از پلی‌اتیلن فشار قوی یا فولادی API تشکیل شده است. در این ساختار، اتصالات فلنجی پلی‌اتیلن نقش درگاه‌های گذار (Transition) را بین سیستم‌های پلاستیکی و فلزی بازی می‌کنند و در صورت استفاده از حلقهٔ تقویتی فولادی داخلی (Stiffener)، می‌توان گشتاور پیچ‌ها را تا ‎60 N·m‎ افزایش داد بدون آن‌که خطر لهیدگی فلنج پلیمری وجود داشته باشد.

خدمات و مزیت رقابتی تمام بها

گروه بازرگانی «تمام بها» به‌عنوان یکی از عرضه‌کنندگان باسابقهٔ اتصالات فشار قوی پلی‌اتیلن، علاوه بر تأمین برندهای معتبر داخلی و خارجی در ردهٔ PN10 تا PN25، خدمات فنی پیش از خرید، تدوین روش اجرایی جوش (WPS) و اعزام تیم نظارت حین نصب را نیز ارائه می‌دهد. این شرکت به پشتوانهٔ انبار گسترده در سایزهای 20 تا 630 mm توانسته است زمان توقف پروژه را برای مشتریان حداقل کند و با ارائهٔ گواهی اصالت مواد اولیه و گزارش آزمون کارخانه‌ای (Mill Test Certificate) ریسک عملکردی شبکه‌های پرفشار را کاهش دهد.