در این مقاله قصد داریم به بررسی لوله های پنج لایه پلی اتیلن ، انواع آن ، مواد به کاربرده شده ، نحوه تولید ، کاربرد، مزایا و تفاوت آن با لوله های تک لایه بپردازیم.
پلی اتیلن، یک ماده پلیمری است که از واحدهای منفرد اتیلن تشکیل شده است. اتیلن ها به صورت زنجیره ای به دنبال هم آرایش یافته اند و مولکول بزرگ پلیمری را تشکیل داده اند. ماده اولیه پلی اتیلن ها از نفت خام به دست می آید. مهم ترین بازار مصرف انواع پلی اتیلن ها، صنایع لاستیک و پلاستیک است. پلی اتیلن در گریدهای تجاری PE63، PE80 و PE100 در بازار جهانی موجود هستند که در ساخت و تولید انواع پلاستیک ها و محصولات متنوع مورد استفاده قرار می گیرند.
انواع پلی اتیلن
انواع پلی اتیلن که در حال حاضر در صنعت تولید می شوند به دسته های زیر تقسیم بندی می گردند:
-
- پلی اتیلن با چگالی بالا (HDPE)
- پلی اتیلن با چگالی پائین (LDPE)
- پلی اتیلن سبک خطی (LLDPE)
- پلی اتیلن خیلی سبک (VLDPE)
- پلی اتیلن با اتصالات عرضی (XLPE)
- کوپلیمرهای اتیلن – وینیل استر
کاربرد مواد پلی اتیلن
انواع مواد پلی اتیلن ذکر شده در فوق با گریدهای تجاری مختلف، دارای یک خصوصیات مخصوص به خود هستند که موجب می شود برای تولید یک محصول متفاوت مناسب باشند. به طور مثال، پلی اتیلن با چگالی بالا بیشتر برای تولید انواع لوله پلی اتیلن و اتصالات و همچنین انواع مخازن پلی اتیلنی به کار می رود. علاوه بر این موارد، از این پلیمر برای تولید انواع قطعات پلاستیکی، انواع بطری، جعبه های حمل و نقل، انواع ظروف نگهداری مواد غذایی، سپتیک تانک، کیسه های بسته بندی و … استفاده می شود.
از پلی اتیلن سبک (LDPE) برای تولید انواع قطعات پلاستیکی، انواع لوله پلی اتیلن، ورق های پلیمری، الیاف، ظروف و فیلم های بسته بندی مواد، کیسه های پلاستیکی و … استفاده می شود. از پلی اتیلن با چگالی متوسط برای ساخت انواع فیلم های بسته بندی، تولید پوشش های محافظ سطوح فلزی، انواع لوله و اتصالات مخصوص آبیاری (آبرسانی تحت فشار) و … استفاده می شود. از پلی اتیلن خطی با چگالی پایین (LLDPE) در ساخت روکش های کابل های برق و مخابرات، انواع پوشش ها و فیلم های محافظ و قطعات پلاستیکی استفاده می شود.
از پلی اتیلن با وزن مولکولی بسیار بالا برای ساخت قطعات خاص ماشین های صنعتی، لباس های مخصوص، کالای ورزشی محکم و پوشش های ضد گلوله استفاده می شود. این نوع پلی اتیلن استحکام بسیار بالایی دارد و در برخی موارد برای ساخت تجهیزات صنایع دفاعی به کار می رود. سایر کاربردهای مواد پلی اتین با می توان به صورت زیر فهرست نمود:
- لوازم بسته بندی، تولید انواع پالت بسته بندی، پلاستیک ها، نوارهای تسمه بسته بندی، بست های جعبه های بسته بندی و سبدهای پلاستیکی
- صنایع خودروسازی، تولید برخی از قطعات داخلی اتاق خودرو
- تولید لوازم خانگی، تولید انواع بطری، تولید ظروف آشپزخانه، قطعات پلاستیکی لوازم خانگی و اسباب بازی
- تولید انواع کابل برق و مخابرات، تولید محافظ کابل، روکش و عایق کابل
- انواع لوله و اتصالات مخصوص شبکه های آب و فاضلاب، نفت و مواد شیمیایی، تولید مخازن پلی اتیلن نگهداری مواد شیمیایی و تولید سپتیک تانک، لوله کاروگیتو لوله اسپیرال
- تولید مخازن پلی اتیلن برای نگهداری داروها و مواد بهداشتی و انواع لوازم پلاستیکی پزشکی
- ساخت انواع عایق و پوشش مانند فیلم های پلی اتیلن به عنوان عایق رطوبت در گلخانه ها، فیلم پلی اتیلن در بسته بندی مواد غذایی و تولید عایق های ساختمانی
لوله پنج لایه چیست؟
لوله های فلزی یا پلیمری هرکدام مزایا و معایب خود را دارند. متخصصان و مهندسان به دنبال ایده‌ای نوین برای ساخت لوله بودند تا اینکه، ایده استفاده همزمان از پلیمر و فلز مطرح شد. ایده لوله های پنج لایه، کیفیت و طول عمر لوله‌های ساختمانی را دگرگون کرد PEX-AL-PEX درحقیقت همان لوله پنج لایه پلی اتیلن میباشد که گزینه مناسبی برای سیستم های آب رسانی و سیستم های حرارت مرکزی هستند. این لوله های چند لایه که به کمک تکنولوژی های برش لبه ای تولید می شوند، به خوبی ویژگی های پلاستیک و فلز را با هم ترکیب می کنند. در حقیقت این نوع لوله ها که چند لایه هستند، شامل دو لایه پلی اتیلن مشبک (PEX) است که به یک لایه از آلومینیوم مخصوص (AL) در وسط دو لایه پلی اتیلن متصل شده است . اتصالات لوله پنج لایه به وسیله ی روش های اتصال مکانیکی ایجاد می شود و بعنوان اتصالات می توان از هر دو روش اتصال فشاری و اتصال به وسیله پیچ و مهره استفاده کرد .لوله های پنج لایه PEX مناسب برای انواع سیستم های مختلف لوله کشی را برای مقاصد آب رسانی و گرمایش می باشد. همان طور که در ذکر شد لوله های پنج لایه PEX از دو ماده مختلف با ویژگی های متفاوت تشکیل شده است. این دو ماده در حالی که دارای خواص و ویژگی های مختلفی هستند با یکدیگر ترکیب می شوند تا در اثر این ترکیب خواص ویژه ای را از خود بروز دهند.
لوله پنج لایه یکی از بهترین و پر کاربردترین لوله‌هایی است که در صنایع مختلف به کار می‌رود. این لوله‌ها ویژگی‌های مثبت بسیاری دارند که باعث می‌شود نسبت به لوله‌های دیگر از محبوبیت بیشتری برخوردار باشند.
انواع لوله پنج لایه و مواد به کار برده شده در آن :
همانطور که گفته شد با وجود تفاوت لوله فولادی و پلیمری، حضور لوله های پنج لایه دست خریداران را در انتخاب مقطع اولیه برای سیستم‌های لوله کشی بازتر کرد.
کیفیت لوله پنج لایه به نوع پلیمر استفاده شده و نوع چسب در بین لایه‌ها مربوط می‌شود. لوله پنج لایه جدید را بر اساس پلیمر به کار رفته در آنها می‌توان به سه دسته کلی تقسیم کرد که عبارتند از:
لوله ۵ لایه pe:
این لوله‌ها معمولا با نام PE-AL-PE شناخته میشوند.
پلیمراصلی به کار رفته در آن پلی اتیلن است. این پلیمر در برابر فشار مقاومت خوبی ندارد، بنابراین استفاده از آن برای لوله کشی آب گرم توصیه نمی‌شود. بااین حال، لوله های پلی اتیلن پنج لایه به دلیل قیمت مناسب و سهولت استفاده بسیار محبوب شده‌اند.
لوله ۵ لایه PERT :
پلیمرهای استفاده شده در این لوله‌ها نیز از گروه پلی اتیلن‌ها به شمار می‌روند. اما تفاوت اصلی آنها با لوله‌های گروه قبلی، در نوع مولکول‌های آن است. وجود پیوندهای طولی در مولکول‌های این لوله‌ها باعث مقاومت بیشتر آنها در برابر فشار آب می‌شود طبق استانداردها، این لوله‌ها تا دمای ۷۰ درجه سانتیگراد کاربرد دارند بنابراین این لوله ها بهترین گزینه برای لوله کشی آب گرم ساختمان محسوب می‌شود.
لوله ۵ لایه PEX :
پلیمر های مورد استفاده در این لوله ها پیوندهای عرضی بسیار قوی‌ای دارند. این لوله‌ها را می‌توان تا دمای ۹۵ درجه سانتیگراد استفاده کرد. بنابراین با خیال راحت از این لوله ها برای لوله کشی شوفاژ و آبگرمکن استفاده کرد.
نحوه تولید لوله پنج لایه پلی اتیلن:
برای تولید این نوع لوله‌ها، در ابتدا ورق آلومینیوم روی هم دور قالب قرار گرفته و با استفاده از جوش اولتراسونیک، جوشکاری میشوند. پس از جوشکاری، لایه‌های چسب (محافظ) داخلی و خارجی بر وری آلومینیوم اکسترود شده و در آخر پلی‌اتیلن مشبک شده بر روی لایه‌های چسب قرار می‌گیرند. پس از این مرحله توسط غلطک‌ها به خارج اکسترودر منتقل می‌شود، به وسیله آب شرد شده و توسط ماشین winding انجام میگردد
تولید به روش OVER – LAB انجام میگردد.
استفاده از جوش اولتراسونیک در تولید لوله های پنج لایه :
در جوش آلومینیوم لوله های 5 لایه ساخت تکنو والو گابا از تکنولوژی اولتراسونیک (فراصوت) استفاده می شود، این روش به علت اینکه در فرایند جوش نیاز به حرارت بالا ندارد علاوه بر اینکه ماهیت و ساختار مواد حفظ می شود هیچ آسیبی به لایه پلیمر داخلی نمی رساند
بطور نمونه در روش جوش آرگون- قوس الکتریکی که در بعضی از شرکت های تولید کننده لوله های 5 لایه به عنوان تکنولوژی جوش آلومینیوم استفاده می شود، به علت استفاده از دمای بسیار بالا باعث ایجاد شیار جوش روی لایه پلیمری داخلی شده که در دراز مدت باعث ترکیدگی لوله می شود. همچنین در این روش باید از آلومینیوم با ضخامت بالاتر استفاده شود که باعث کاهش انعطاف پذیری لوله می گردد.
نحوه اتصالات لوله های پنج لایه پلی اتیلن:
اتصالات لوله پنج لایه در ساختمان های مختلف به سه روش زیر صورت می‌گیرد:
-
اتصال کوپلی:
این ساده‌ترین راه برای نصب لوله با لوازم جانبی ابتدایی است. ابتدا لوله را با قیچی یا اره گرد به اندازه لازم برش دهید و داخل لوله را به کمک ابزار کالیبر کمی باز کنید و در نهایت از تیغه استفاده کنید و دیواره داخلی لوله را به شکل مخروط بچرخانید.
این امر ضروری است، زیرا دیواره لوله قبل از کالیبر زدن حالتی برنده دارد و ممکن است لاستیک واشر در حین نصب پاره شود. این موضوع منجر به آب‌بندی نامناسب و نشت آب می‌شود.
پس از اولین کالیبره کردن، مهره اتصال را از یک لوله ۵ لایه عبور دهید و سپس یک حلقه مخصوص را در بالای لوله قرار دهید. لوله پنج لایه را وارد اتصال کرده و مهره را با آچار تخت یا فرانسه محکم کنید.
-
روش پرسی:
روش دوم نیز بسیار راحت و ساده است، با این تفاوت که این روش به ابزار خاصی نیاز دارد. اتصال پرسی به دلیل نداشتن مهره، سبک‌تر و ارزان‌تر است. نصب اتصالات پرسی پنج لایه، روشی مشابه اتصالات کوپلی دارد. قبل از نصب لوله پنج لایه باید کالیبره شود و سپس لوله پنج لایه را در محل اتصال پرس قرار دهید.برای اطمینان از اینکه لوله پنج لایه به طور کامل وارد حلقه فولادی شده است، می‌توان از سوراخ انتهای حلقه فولادی استفاده کرد. سپس حلقه فولادی را با پرس هیدرولیکی یا پرس دستی فشار دهید.
-
اتصال کلمپی:
این اتصالات به دلیل وزن، اندازه و ویژگی‌های خاص خود، به عملیات جوشکاری ۵۰ تن نیاز دارند. به جای حلقه و مهره از کمربند استفاده می‌کنند.
