لوله پلیاتیلن چیست و چه کاربردی دارد؟
لولههای پلاستیکی بهعنوان یکی از ساختارهای مهم نگهدارنده فشار در مهندسی خطوط حیاتی، از دهه ۱۹۳۰ و ۱۹۴۰ میلادی به تدریج وارد بازار شده و سهم بزرگی از آن را به خود اختصاص دادهاند. لولههای پلیاتیلن (PE) بهعنوان یکی از مهمترین انواع لولههای پلاستیکی، به دلیل ویژگیهای خاص شناختهشدهای مانند مقاومت عالی در برابر خوردگی، انعطافپذیری بالا و نگهداری آسان، جایگزین لولههای فلزی در مهندسی خطوط حیاتی شدهاند.
کاربردهای لوله پلی اتیلن :از کشاورزی تا صنعت و فاضلاب:
لولههای پلیاتیلن (HDPE) امروزه جایگزین بسیاری از لولههای فلزی، بتنی و PVC شدهاند. این لولهها به دلیل مقاومت بالا، وزن کم، طول عمر زیاد و انعطافپذیری، در پروژههای مختلفی کاربرد دارد:
۱- کشاورزی و آبیاری
۲- تأسیسات شهری و روستایی
۳- خطوط انتقال گاز طبیعی
۴- معادن و تونلها
۵- خطوط دریایی
۶- سیستمهای اطفاء حریق
انتظار میرود بازار لولههای پلیاتیلن با چگالی بالا (HDPE) با نرخ رشد سالانه ۵ درصد تا سال ۲۰۲۵ به ۲۶۵۱۸ میلیون دلار برسد. همچنین، بیش از ۹۰ درصد شبکه لولهکشی گاز در اروپا و ۹۵ درصد لولههای پلاستیکی در ایالات متحده از پلیاتیلن تشکیل شدهاند. بنابراین، مطالعات مربوط به خرابی و طول عمر لولههای پلیاتیلن همواره از دغدغههای اصلی تولیدکنندگان مواد و بهرهبرداران شبکههای لولهکشی محسوب میشود.
پیشبینی طول عمر لولههای پلیاتیلن:
رفتار خزشی (creep rupture) لولههای پلیاتیلن به زمان و دما وابسته است و بصورت شکل زیر تخمین زده میشود:
مطابق شکل فوق، منحنی شکست خزشی بلندمدت لولههای پلیاتیلن به سه مرحله تقسیم میشود:
مرحله I شکست نرم (ductile)
مرحله II شکست نیمهترد (quasi-brittle)
مرحله III شکست ترد (brittle)
در حالت کلی، وقوع شکست نرم نشاندهنده عمر کوتاهتر لوله، و شکست ترد نشانگر عمر بلندتر آن است. حداقل طول عمر مجاز برای لولههای پلیاتیلن برابر با ۵۰ سال در نظر گرفته میشود. گذار از شکست نرم به شکست ترد معمولاً زمان زیادی نیاز دارد و تعیین زانو مکانیکی (mechanical knee) دشوار است.
در مرحله نیمهترد، خرابی لوله عمدتاً ناشی از رشد آهسته ترک (SCG) است، در حالی که در مرحله شکست ترد، تخریب ناشی از پیرشدگی مستقل از تنش، عامل اصلی است. در واقع،SCG علت اصلی شکست نهایی کاربردهای پلیاتیلن و همچنین علت حدود ۱۵ درصد از شکستهای ناگهانی مواد پلیمری است. رشد آهسته ترک، مشخصه ذاتی ماده محسوب میشود که به ترکیب مواد اولیه و فرایند قالبگیری تزریقی بستگی دارد، و البته تحت تأثیر متغیرهای خارجی (تنش، دما و سورفکتانتها) و یکپارچگی ساختاری ماده نیز قرار دارد. زمانی که ماده پلیاتیلن تحت تنش مکانیکی و در معرض محیطهای فعال قرار گیرد، فرایند SCG بهطور چشمگیری شتاب میگیرد.
لوله پلیاتیلن چیست، کاربرد لوله پلیاتیلن، مزایای لوله پلیاتیلن، نقصهای لوله پلیاتیلن، عمر لوله پلیاتیلن، رشد آهسته ترک