استفاده از مواد پلاستیکی توسط صنعت لوله کشی حجم قابل توجهی از پلیمرها را به خود اختصاص می دهد.انواع مختلفی از مواد پلاستیکی در سیستم های لوله کشی پلاستیکی استفاده می شود. این مواد دارای طیف گسترده ای از خواص هستند که سیستم های لوله را به انتخاب ایده آل برای هر چیزی از شبکه های آب تحت فشار گرفته تا سیستم های فاضلاب گرانشی و گرمایش داخلی تبدیل می کند. در این مقاله از سایت چاپم کن به بررسی همه چیز درباره کاربرد مواد پلیمری در ساخت انواع لوله های پلاستیکی می پردازیم. با ما همراه باشید.
با پیشرفت صنعت پتروشیمی، کاربرد مواد پلیمری در ساخت انواع لوله های پلاستیکی روز به روز بیشتر می شود به گونه ای که در بسیاری از مصارف لوله های پلاستیکی جای انواع مختلف لوله را گرفته است. تولید گسترده لوله های پلیمری و قابلیت نصب سریع و آسان آنها و همچنین دوام بالا و ارزان بودن آنها در مقایسه با لوله های دیگر، استفاده از لوله های پلاستیکی را در مصارف مختلف اجتناب ناپذیر کرده است. امروزه لوله های پلیمری به افزایش سهم خود از بازار جهانی لوله همچنان ادامه می دهند.
دلایل بسیاری برای این رشد چشمگیر وجود دارد که می توان به وزن سبک، قیمت پایین، مقاومت خوردگی بالا، عمر طولانی و پذیرش روز افزون بازارهایی که قبلا در اختیار لوله های سیمانی و فلزی بود اشاره کرد. مزایای لوله های پلیمری شامل رفتار چغرمه و انعطاف پذیر، هدایت حرارتی پایین، مقاوم در برابر مواد شیمیایی، مقاوم در برابر خوردگی، غیر سمی بودن و حفظ سلامت آب های آشامیدنی، مقاومت در مقابل رشد میکرو اورگانیسم ها، کاهش آلودگی صوتی، وزن کم و حمل و جا به جایی آسان، هزینه تعمیر و نگهداری کم، سهولت نصب و صاف و صیقلی بودن سطوح داخلی است.
لوله پلیمری چیست؟
لوله پلیمری لوله‌هایی هستند که با کشف خواص و مزایای آنها، امروزه در صنعت و تاسیسات ساختمانی مورد استفاده قرار می‌گیرد. این لوله‌ها به علت موادی که در ساخت شان به کار رفته، دارای خواص فیزیکی و شیمیایی گسترده بوده که توجه تولیدکنندگان و مصرف کنندگان را به خود جلب کرده است.
تاریخچه لوله های پلاستیکی به چه زمانی بر می گردد؟
لوله های پلاستیکی برای نخستین بار در اواسط دهه 1930 توسط آلمانی ها و به منظور سیستم های تخلیه فاضلاب مورد استفاده قرار گرفتند. پس از آن، با افزایش آگاهی نسبت به معایب لوله های فلزی، لوله های پلاستیکی به مرور زمان، جایگزین لوله های فلزی شدند. از جمله نقاط ضعف و معایب لوله های فلزی می توان به وزن زیاد، رسوب گیری، خوردگی، مشکلات حمل و نقل و نصب دشوار آن اشاره کرد. علاوه بر این، به دلیل پیشرفت صنایع پتروشیمی و پلیمری، امروزه از شیوه های نوینی برای بالا بردن کیفیت، حذف نقاط ضعف و نیز مقاوم سازی لوله های پلاستیکی استفاده می شود. محققان، این روزها در تلاش هستند تا جهت تولید لوله های صنعتی، از پلاستیک ها و پلیمرهای جدید نظیر پلیمرهای کامپوزیتی بهره ببرند.
انواع لوله پلیمری
اولین پلیمری که به بازار آمد، نیترات سلولز نام داشت. بعد از آن، نایلون، پلی اتیلن، پلی پروپیلن، پلی بوتیلن و پلیمرهای کریستال مایع به ترتیب روانه بازار شد. از انواع رایج لوله پلیمری می‌توان لوله‌های زیر را نام برد:
- لوله پلی اتیلن (PE)
- لوله پلی بوتیلن (PB)
- لوله پلی پروپیلن (PP)
- لوله پی وی سی یا پلی وینیل کلراید (PVC)
مزایای لوله های پلیمری
پلیمرها جایگزین خوبی برای لوله‌های فلزی هستند که دچار خوردگی یا زنگ زدگی می‌شوند. این لوله‌ها سبک و ارزان بوده و نصب آن ها راحت است. البته علاوه بر مقاومت بالا در برابر خوردگی و ضربه می توان موارد زیر را به عنوان مزایای لوله های پلیمری نام برد:
- افت فشار کمتر
- انعطاف پذیری بالا
- نارسانای الکتریسیته
- خواص بهداشتی مانند مقاومت در برابر حملات میکروبیولوژی و رسوب‌پذیری ناچیز
لوله های پلمیری با وجود مزایای بسیاری که دارند تحمل چندانی در مقابل دما و فشار نداشته و اشتعال‌پذیر هستند که البته نسبت به مزایای زیادی که دارند همچنان در میان صنعت‌گران جز لوله‌های محبوب به شمار می‌روند. برای رفع این محدودیت، در برخی از لوله‌ها ترکیبی از پلیمر و فلز به کار بردند که بر اساس نوع کاربری آن، خواص فیزیکی، شیمیایی و مکانیکی لوله را تعیین می‌کنند. به طور کلی، ساختار پلیمر از مولکول‌های آلی به نام منومر بوجود آمده است و طول متوسط آن به درجه پلیمریزاسیون و یا تعداد واحد تکراری که در زنجیره پلیمر وجود داشته بستگی دارد.
فرایند پلیمریزاسیون یا بسپارش فرایندی است که در آن یک یا چند مونومر به پلیمر تبدیل می‌شوند. پلیمریزاسیون به دو صورت عمده افزایشی یا مرحله‌ای انجام می‌شود. در نوع افزایشی تعدادی از مونومر یا واحدهای تکراری جمع شده و مولکول پلیمر را به‌وجود می‌آورند. در نوع مرحله‌ای تعدادی مونومر با هم واکنش داده و پلیمرهای خطی را بوجود می‌آورند.
کاربرد های گوناگون لوله های پلاستیکی
از جمله مهمترین کاربردهای لوله های پلاستیکی می‌توان به توزیع آب، سیستم های فاضلاب، آب رسانی، باغبانی، تصفیه خانه های فاضلاب صنایع مختلف نظیر صنایع غذایی، داروسازی، خطوط انتقال نفت خام و گاز طبیعی و ... اشاره کرد. جالب است بدانید در گذشته موم ته نشین شده در لوله های انتقال نفت موجب گرفتگی لوله های قدیمی و کاهش حجم آنها می شد، اما امروزه با به کارگیری لوله های پلاستیکی، این مشکل برطرف شده است.
پلیمرها دارای تنوع بسیار زیادی هستند و در صنایع مختلفی نیز کاربرد دارند مانند :
- صنایع خودرو
- صنعت ساختمان
- صنایع بسته بندی
- صنایع کشاورزی
- صنایع لوازم خانگی
- صنایع بهداشتی و دارویی
1. کاربرد مواد پلیمری صنایع خودروسازی
قسمت بزرگی از قطعات خوردو از مواد پلیمری به خصوص ترموپلاستیک‌ها تولید می شوند. استفاده از پلاستیک‌ها به جای قطعه های فلزی، تولید قطعات را راحت تر کرده و هم پنین هزینه ی ساخت قطعات را به دلیل ارزان تر بودن مواد پلیمری کاهش داده و به دلیل فراورش راحت تر پلاستیک‌ها نسبت به فلزات امکان تنوع دادن در طراحی را به وجود آورده است. دیگر مزایای استفاده از پلاستیک‌ها در صنعت خودروسازی قابلیت بازیافت ، رفاه و ایمنی بالاترسرنشینان ، زیبایی می باشد.
پلاستیکهای مهندسی مثل پلی آمیدها ، انواع گریدهای پلی‌پروپیلن در بخشهای داخلی و خارجی (interior & exterior) خودرو ، پلی‌کربنات و پلی میتل متاکریلات در چراغ‌های خودرو ، پلی یورتان، پلی استال، پلی بوتیلن ترفتالات از جمله پلیمرهای مورد استفاده در صنایع خودروسازی می باشند.
2. کاربرد مواد پلیمری در صنعت ساختمان
پلیمرها روز به روز بیشتر جایگزین مواد سنتی در صنعت ساختمان می شوند. در زمینه های مختلف مانند انواع لوله‌های آب و فاضلاب و در ، پنجره ، سیستمهای گرمایش و سرمایش گرفته ، کفپوش‌ها، پوشش های سقفی و… مورد استفاده قرار می گیرند
به طور مثال لوله‌های آب و فاضلاب پلاستیکی مشکل رسوب زدگی و زنگ زدگی را مرتفع کرده اند. لوله‌های پلاستیکی به مقدار زیادی عایق گرما می‌باشند. مسأله عایق بودن در درب و پنجره‌ها نیز بسیار مفید است، که به دو صورت عایق صدا و عایق حرارت می باشد.
3. صنایع بسته بندی
بزرگترین مصرف کننده ی مواد پلیمری صنایع بسته بندی هستند که به دلیل ارزان بودن ، قابلیت بازیافت و بهداشتی بودن مواد پلیمری بیشتر از پلیمرهای پرمصرف استفاده می کنند. بسته‌بندی ها به دو دسته تقسیم می شوند: بسته‌بندی نرم و انعطاف پذیر و بسته‌بندی سخت
بسته‌بندی نرم و انعطاف پذیر
انواع فیلم‌ها را شامل می شود که شامل فیلم‌های پلی اتیلن سبک، پلی اتیلن سبک خطی، پلی اتیلن سنگین، پلی پروپیلن، پی وی سی و پت می‌باشند همچنین امروزه فیلم‌های دیگری هم از ترکیب با پلیمرهای مهندسی برای مصارف خاص تولید می شوند.
بسته‌بندی سخت
شامل انواع بطری‌ها است. این بطری‌ها با جایگزین شدن به جای بطری‌های شیشه ای و ظروف فلزی باعث کاهش قیمت بسته‌بندی و افزایش سطح بهداشت عمومی شده اند. بسته بندی سخت را در موارد زیر می توان مشاهده کرد : استفاده از بطری‌های پلی اتیلن ترفتالات که باعث رونق و گسترش صنعت آب معدنی شده- استفاده از بطری‌هایی از جنس مواد پلی اتیلن در بسته‌بندی مواد شیمیایی مانند اسیدها و سموم شیمیایی- بسته بندی شوینده‌ها و مواد بهداشتی و آرایشی در ظروف پلاستیکی- مواد پلیمری ای که که در بسته بندی سخت استفاده می شوند عبارتند از :پلی اتیلن ترفتالات، پلی اتیلن، پلی‌پروپیلن و…
4. کاربرد مواد پلیمری در صنایع کشاورزی
صرفه جویی و بهینه سازی درمصرف آب به خصوص در کشورهای خشک که با بحران کم آبی مواجه اند یکی از مهمترین علل استفاده از پلاستیک‌ها در کشاورزی می‌باشند. با استفاده از لوله‌های پلی‌اتیلنی که درطرح ها و انواع مختلف تولید می‌شوند، انتقال آب بدون اتلاف انجام می شود. فیلم‌های پلی‌اتیلنی امکان تولید محصولات کشاورزی را در شرایط نامناسب آب و هوایی ازطریق سیستمهای گلخانه‌ای و روش‌های خاص دیگر امکان پذیر ساخته اند.
5. کاربرد مواد پلیمری در صنایع لوازم خانگی
صنعت لوازم خانگی یکی از بزرگترین صنایعی است که از مواد پلیمری استفاده می کند.لوازم خانگی با زندگی مردم عجین شده است و امروزه بسیار شاهد تنوع در این صنعت هستیم. مواد پلیمری با قابلیت های بی نظیری که دارد از لحاظ طراحی و زیبایی باعث کارایی بخشیدن به این صنعت شده است. نقش فعال مواد پلیمری را می توان در ساخت لوازمی مانند یخچال ، ماشین لباسشویی ، اتو ، آبمیوه گیری و .. مشاهده کرد. نکته ی قابل توجه اینجاست که مواد پلی پروپیلن با تغییرات در طراحی می توانند جایگزین بسیاری از قطعات شوند.
6. کاربرد مواد پلیمری در صنایع بهداشتی و دارویی
پلی‌اولفینها مانند پلی‌اتیلن و پلی پروپیلن جزو عالی ترین پلیمرها از لحاظ بهداشتی می‌باشند. بی‌اثر بودن آنها ، آنها را گزینه مناسبی برای بسته‌بندی انواع داروها ساخته است. علاوه بر پلی‌اولفینها پلیمرهای مهندسی دیگرمثل پلى استال، ABS، پلی‌میتل متاکریلات، پلی‌کربنات و پلی‌آمید در تجهیزات بیمارستانی مثل تجهیزات تصویربرداری، تجهیزات دیالیزو اتاق عمل ، تنفس مصنوعی و… به کار می روند.
لوله های پلاستیکی چه ویژگی هایی دارند؟
مقاومت در برابر سایس و خوردگی: لوله های پلاستیکی از مقاومت بالایی در برابر اسید ها، محلولهای نمکی، مایعات و گازهای خورنده برخوردارند. مقاومت لوله های پلاستیکی در برابر سایش بستگی به نوع سیال منتقل شونده از داخل لوله و شرایط سرویس و سیستم دارد. مقاومت در برابر خوردگی در لوله های پلاستیکی با افزایش غلظت برخی موارد شیمیایی ممکن است تغییر کند. علاوه‌بر همه این ها، فرمولاسیون ماده پلاستیکی می‌تواند در تعیین مقاومت کلی ماده در برابر مواد شیمیایی و میزان غلظت آن ها موثر باشد.
صافی جداره داخلی: جدارههای داخلی فوق العاده صاف موجود در لوله های پلاستیکی مانع از تجمع رسوب داخل این لوله ها می شود، در نتیجه کاهش قطر داخلی بر اثر تجمع رسوب در این نوع لوله ها هرگز اتفاق نمی افتد. بر خلف این ها، لوله های فلزی در اثر خوردگی و تجمع رسوبات به مرور زمان از بین می روند و ظرفیت آن ها برای انتقال کاهش می یابد.
خواص حرارتی: لوله های پلاستیکی نسبت به دیگر لوله ها قابلیت انتقال حرارتی پایینتری دارند، این رو، جذب حرارت از طریق جداره این لوله ها به حداقل ممکن می رسد. این خاصیت لوله های پلاستیکی سبب می شود تا آن ها گزینه های بسیار مناسبی برای سیستم های فاضلاب باشند. فراموش نکنید، لوله های پلاستیکی در درجه حرارت بالا نرم می شوند، در نتیجه لوله ها نباید در مجاورت وسایل گرمازا قرار گیرند و از عبور دادن آنها از نقاط بسیار گرم باید جلوگیری کرد. لوله های پلاستیکی بسته به نوع و جنس، مقاومت حرارتی بین 50 تا 150 درجه سانتی‌گراد را دارند.
خواص الکتریکی: لوله های پلاستیکی رسانای جریان الکتریسته نیستند، به همین دلیل هیچ گاه در معرض خوردگی های الکتروشیمیایی و گالوانیکی قرار نخواهد گرفت. جالب است بدانید خوردگی گالوانیکی یکی از مهمترین دلایل از بین رفتن لوله های فلزی مدفون در خاک است.
خواص مکانیکی: لوله های پلاستیکی در مقایسه با لوله های فلزی از مقاومت مکانیکی پایین تری برخوردارند، اما انعطاف پذیری بالایی دارند. لوله های پلاستیکی مقاومت کششی بالا و مقاومت در برابر ضربه مناسبی دارند.
چگالی: لوله های پلاستیکی وزن کمتری در مقایسه با لوله های فلزی، سیمانی، بتنی و آزبستی دارند. سبک بودن لوله های پلاستیکی موجب می شود تا حمل و نقل و نصب آن ها سریع، آسان و کم هزینه تر شود. جهت نصب لوله های پلاستیکی به ابزار و ماشین آلات خاصی معمولا نیاز نیست و به راحتی با دست قابل نصب هستند.
قابلیت اشتعال: به دلیل این که اغلب لوله های پلاستیکی از مواد پلیمری و سایر ترکیبات آلی تولید می شوند، قابل اشتعال هستند. ناگفته نماند انواع پلاستیک ها در برابر آتش رفتارهای گوناگونی نشان می دهند، اما در بیشتر اوقات آتش موجب تجزیه شیمیایی ساختار لوله های پلاستیکی می‌شود.
دوام و پایداری: بر اساس آزمایش های انجام شده، لوله های پلاستیکی (از نوع ترموپلاستیک ها) مدفون شده زیر خاک، در برابر حملات قارچ ها، باکتری ها و سایر موجودات ذره بینی ایمن هستند.
مقاومت در برابر عوامل جوی: اشعه ماوراء بنفش ممکن است موجب تجزیه شیمیایی، ترد شدن، فساد، شکنندگی، ترک خوردن و از بین رفتن لوله های پلاستیکی شود. اما امروزه، با استفاده از مواد مقاوم در برابر تابش UV و تغییر فرمولاسیون لوله های پلاستیکی می‌توان مقاومت این لوله ها را در برابر عوامل جوی افزایش داد.
حافظه حرارتی: در صورتی که لوله های پلاستیکی خم شدگی یا تغییر شکل نادرستی پیدا کنند، می توان با اعمال حرارت مجدد به لوله، آن را به شکل اولیه خود برگرداند، به این خاصیت لوله های پلاستیکی از نوع ترموپلاستیک، حافظه حرارتی می گویند.
نویز: سر و صدای ایجاد شده در لوله های پلاستیکی که به منظور سیستم های تخلیه فاضلاب مورد استفاده قرار می گیرند، به مراتب بالاتر از لوله های چدنی است. بر اساس تحقیقات و آزمایش های انجام شده، نویز تولید شده بر اثر تخلیه فاضلاب در لوله های PVC بین 6 تا 10 دسیبل بیشتر از لوله های چدنی بوده و در لوله های ABS در مقایسه با لوله های چدنی بین 8 تا 15 دسیبل بیشتر است. جالب است بدانید، با افزایش میزان نویز به اندازه ی 10 دسیبل در لوله های پلاستیکی، انسان تصور می کند که سطح صدا دو برابر شده است.
جمع بندی
تولید گسترده لوله های پلیمری و قابلیت نصب سریع و آسان آنها و همچنین دوام بالا و ارزان بودن آنها در مقایسه با لوله های دیگر، استفاده از لوله های پلاستیکی را در مصارف مختلف اجتناب ناپذیر کرده است. در این مقاله به معرفی انواع لوله های پلاستیکی که از مواد پلیمری مختلف ساخته می شوند و در مصارف مختلف بکارگیری می شوند، پرداختیم.
