لوله پلی اتیلن

لوله‌ پلی اتیلن به‌عنوان نسل نوین جایگزین خطوط فلزی و بتنی، طی چند دهه گذشته از مرحله آزمایشی به زیرساخت اصلی شبکه‌های آبرسانی، گازرسانی و فاضلاب شهری تبدیل شده است. این تحول نتیجه‌ی ترکیب خواص منحصربه‌فرد پلیمرهای پایه اتیلن، توسعه رزین‌های دو‌وجهی (Bimodal) و به‌کارگیری خطوط اکستروژن دقیق با سیستم خلأ کالیبره‌سازی است؛ به‌طوری‌که امروزه در کنار فشارهای بالا، دماهای زیر صفر و محیط‌های شیمیایی مهاجم نیز در محدوده کاربری ایمن این لوله‌ها قرار گرفته‌اند.

خواص فیزیکی و شیمیایی پلی اتیلن

• چگالی و بلورینگی: محدوده 0.91 – 0.965 g/cm³ که به‌ترتیب با عناوین LDPE، MDPE و HDPE شناخته می‌شود. هرچه بلورینگی بیشتر باشد استحکام کششی و مدول الاستیسیته افزایش یافته و نفوذپذیری کاهش می‌یابد.
• مقاومت شیمیایی: در برابر اسیدهای معدنی ضعیف، بازها، نمک‌ها و میکرو‌ارگانیسم‌ها پایدار است؛ اما در تماس طولانی با هیدروکربن‌های آروماتیک یا کلردار ممکن است متورم شود.
• انعطاف‌پذیری ترموپلاستیک: ضریب کشسانی در محدوده 600–1400 MPa، شکست ناگهانی را حتی در دماهای منفی به تأخیر می‌اندازد و شعاع خمش مجاز را تا 20 برابر قطر خارجی کاهش می‌دهد.

دسته‌بندی ساختاری

1. تک‌جداره (Smooth Wall): قطر اسمی 16 تا 1600 میلی‌متر برای آب، گاز، دوغاب معدنی.
2. دوجداره کاروگیت: دیواره موج‌دار بیرونی + سطح صیقلی داخلی؛ ایده‌آل برای فاضلاب ثقلی و شبکه‌های زهکشی.
3. اسپیرال و رینگ‌لاک: تولید اسپیرال‌–‌وایند در سایزهای بزرگ‌تر از 2 متر برای منهول، مخازن و خطوط دریایی.
4. لوله چندلایه (Composite): ترکیب HDPE / آلومینیوم / HDPE برای کاربری‌های دمایی بالا یا نیاز به سد اکسیژن.

استانداردها و آزمون‌های کلیدی

• ISO 4427-2 / INSO 14427-2: آب شرب تحت فشار؛ ضریب اطمینان C = 1.25.
• ISO 4437-2 / INSO 7607: گازرسانی؛ آزمون رشد ترک کند (SCG) 100 ساعت در 80 °C و 4 MPa.
• DIN 8074|8075: ابعاد اسمی و تلرانس‌ها برای بازار اروپا.
• آزمون هیدرواستاتیک 100 h در 20 °C با 1.9 × PN و 165 h در 80 °C با 1.3 × PN الزامی است.

فرآیند تولید مرحله‌به‌مرحله

گرانول HDPE در اکسترودر تک‌پیچه با نسبت L/D≈33 ذوب می‌شود؛ مذاب با فشار 200 bar از دای حلقوی عبور کرده و بلافاصله وارد آستری خلأ می‌شود تا قطر بیرونی تثبیت گردد. تونل‌های خنک‌کاری دو مرحله‌ای (آب 18 – 22 °C) تنش انجماد را کنترل می‌کنند. در انتها چاپگر جوهرافشان، کد ردیابی، SDR، تاریخ و نام کارخانه را هر یک متر روی لوله حک می‌کند؛ سپس دستگاه سنگین‌کننده بر اساس جداول وزن استاندارد، طول‌های 6، 9، 12 یا کلاف 100 متری را تحویل می‌دهد.

روش‌های اتصال

• جوش لب به لب (Butt Fusion): صفحات داغ 200 – 220 °C؛ فشار مرحله همجوشی 0.15 × SDR (bar).
• الکتروفیوژن: کوپلر رزین آلومینیومی پوشیده با سیم مسی؛ کنترل ریزتراشه بارکد.
• فلنج و رینگ فولادی: برای نقاط قابل بازدید مثل ایستگاه پمپاژ.
• فیتینگ فشاری: سایزهای ≤110 mm در شبکه کشاورزی و قطره‌ای.

جدول مقایسه رزین‌های PE80 و PE100

جدول SDR و فشار اسمی لوله PE100 (آب 20 °C)

کاربردهای صنعتی و شهری

• انتقال آب شرب: خطوط اصلی، انشعابات خانگی، پروژه‌های آب‌رسانی روستایی با قابلیت ژاکتینگ داخل کانال‌ پیش‌ساخته.
• گاز طبیعی و LPG کم‌فشار: به‌دلیل شکل‌پذیری، مقاومت در برابر ضربه و قابلیت ردیابی با سیم مسی.
• فاضلاب تحت فشار و ثقلی: کاروگیت‌های SN4 و SN8 با کوپلر آب‌بند EPDM جهت کاهش نفوذ ریشه.
• دوغاب معدنی و خمیر کاغذ: سایش کم و قابلیت شناوری در پروژه‌های لایروبی ساحلی.
• شبکه‌های آبیاری قطره‌ای، بارانی و سنترپیوت: کلاف‌های LDPE و لوله فرعی HDPE جهت جلوگیری از نشتی اتصالات متعدد.
• محافظ کابل فیبر نوری و برق: قطر 40 – 160 mm با رنگ نارنجی، مقاومت در برابر میکرو‌داکتینگ طولانی.

طراحی هیدرولیکی و مکانیکی

ضریب زبری k معادل 0.007 mm موجب عدد هیزن‌–‌ویلیامز C≈150 در آب 20 °C می‌شود؛ لذا انتخاب قطر بر پایه افت فشار خطی کم‌تری نسبت به لوله فولادی (C≈120) خواهد داشت. برای مدفون‌سازی، شعاع خمش مجاز (Rmin) در دمای 20 °C حدود 25 × D و در دمای 5 °C به 35 × D افزایش می‌یابد. مدلسازی حلقوی براساس روش ATV-A 127 نشان می‌دهد لایه خاک دانه‌ای با مدول 30 MPa، ضخامت 30 cm، برای لوله تا قطر 630 mm کافی است.

حمل، انبارش و پایداری محیطی

کلاف‌های ≤110 mm تا 300 m روی رولرهای چوبی بدون تماس مستقیم با سنگ تیز حمل می‌شوند. لوله‌های شاخه‌ای روی پد پلاستیکی و فواصل 1.5 m چیده شده تا Ovality از 3٪ قطر تجاوز نکند. افزودن دوده فعال 2–2.5 ٪ وزن، مقاومت در برابر تابش فرابنفش را به بیش از 20 سال فضای باز می‌رساند. پایان عمر اقتصادی، لوله‌ها آسیاب و به‌عنوان پرکننده آسفالت، بستر کابل یا قطعه تزریقی سطح غیرحساس بازیافت می‌شوند.

عوامل تعیین‌کننده قیمت

1. گرید رزین: قیمت گرانول PE100 حدود 8–12٪ بالاتر از PE80 است.
2. وزن واحد طول: وزن=π×(Dout−e)×e×0.955\text{وزن} = \pi \times (D_{out} – e) \times e \times 0.955 (kg/m)
3. SDR: هر دو واحد افزایش SDR، وزن را تقریباً 18 ٪ کاهش می‌دهد.
4. نوسان نرخ ارز و حمل: بیشترین سهم در پروژه‌های برون‌شهری.

راهنمای خرید و تشخیص اصالت

• نشان استاندارد، کد رهگیری، تاریخ و قطر اسمی حتماً با حروف برجسته و ضد‌پاک شوندگی ثبت شده باشد.
• آزمون بُرش مقطع باید حلقه یکنواخت، بدون حفره و دانه‌های سوخته نشان دهد.
• MFI بین 0.20 – 0.35 g/10 min (190 °C, 5 kg) بهترین تعادل فرایندپذیری و خواص مکانیکی را تأمین می‌کند.
• برای خطوط حساس، گزارش آزمون SCG و ESCR از آزمایشگاه معتبر درخواست کنید.

چشم‌انداز فناوری

رزین‌های PE112 با MRS = 11.2 MPa و PE125 در فاز آزمایشی اروپا، امکان کاهش ضخامت تا 25 ٪ نسبت به PE100 را فراهم می‌کنند. توسعه لایه‌نشانی ضدکلر و ردیاب RFID در حال تجاری شدن است تا کنترل دارایی و مدیریت نشتی به‌صورت آنلاین انجام گیرد.

تمام بها به‌عنوان یکی از عرضه‌کنندگان اصلی لوله و اتصالات پلی اتیلن در کنار ده‌ها توزیع‌کننده دیگر، مجموعه کاملی از سایزهای 16 تا 1200 میلی‌متر را طبق استانداردهای ذکر شده فراهم کرده و با ارائه خدمات جوشکاری و تست هیدرواستاتیک در محل پروژه، فرآیند تأمین تا بهره‌برداری را برای کارفرمایان و پیمانکاران تسهیل می‌کند.