لولههای پلی وینیل کلراید (PVC)
لوله PVC از پرکاربردترین انواع پلاستیکها در صنعت است. یکی از ویژگیهای لوله PVC آن است که آتش را بر روی لوله پخش نمیکند بلکه فقط همان نقطهای که در آتش قرار گرفته سوخته و از بین میرود.
لوله PVC دارای معایبی نیز میباشند از جمله اینکه در درجه حرارتهای زیر صفر به شدت ترد و مستعد ترک خوردگی میشوند. همچنین در صورتیکه در معرض تابش بیش از حد آفتاب با اشعه ماوراء بنفش قرار گیرند کیفیت خود را از دست میدهند.
لوله PVC به هیچ عنوان برای سرویسهای آبگرم مناسب نمیباشند و حداکثر دمایی که میتوان از آنها استفاده کرد ۶۰ درجه سانتی گراد است.
لولههای پلی وینیل کلرایدکلره (CPVC)
این لولهها ۸۲ درجه سانتی گراد را تحمل مینمایند و از آنها برای رفت و برگشت آبگرم در سیستمهای حرارتی میتوان استفاده نمود. یکی از معایب اکثر لولههای پلاستیکی آن است که اکسیژن را از جدارهی خود عبور میدهند و این قضیه منجر به افزایش نرخ خوردگی در تجهیزات فلزی متصل به شبکههای لوله کشی پلاستیکی میگردد. اما CPVC سد مستحکمی در برابر عبور اکسیژن است. یکی دیگر از مزیتهای مهم لولههای CPVC آن است که به هنگام آتش سوزی، آتش را گسترش نمیدهند و خسارت و تغییر شکل در ناحیه سوختگی در مقایسه با دیگر انواع پلاستیکها به مراتب کمتر است.
حد تحمل فشار و تنشهای کششی نیز در لولههای CPVC نسبت به لولههای PVC و PP و PEX و PB بالاتر است. ضریب هدایت حرارتی در لولههای CPVC و PVC در مقایسه با لولههای PP و PEX و PB پایین تر است و به همین علت احتمال دفرمه شدن (Deformation) این لولهها در اثر حرارت در مقایسه با دیگر لولههای نامبرده پایین تر است.
تجربیات موجود حاکی از آن است که لولههای CPVC بطور موفقیت آمیز و بدون هیچ مشکلی برای مدت چهل سال در سیستمهای آبگرم قابل بکار گیری هستند. احتمال رشد و تکثیر باکتری لریونلا در لولهها و تأسیسات ساخته شده از CPVC بسیار کم است.
لولههای CPVC نسبت به حشره کشها، قارچ کشها و داروهای ضد موریانه بسیار حساس بوده و موارد فوق اثرات مخربی را بر روی لولههای CPVC ایجاد میکنند لذا در صورتیکه از لولههای CPVC در محیط آشپزخانه استفاده میشود باید مراقب بود که این لولهها به روغنهای خوراکی یا گریس آلوده نشوند. همچنین تجربه نشان داده که لولههای CPVC چنانچه در مجاورت برخی از روغنهای تبرید قرار گرفته یا برای انتقال این روغنها بکار گرفته شوند، مستعد ترک خوردگی ناشی از خوردگی تنشی خواهند بود.
لولههای CPVC نباید برای مدت طولانی در معرض تابش نور خورشید قرار گیرند.
لولههای پلی وینیل فلوراید (PVF)
پلی وینیل فلوراید یک ترموپلاستیک مقاوم است و پلیمری است که ترکیبی از خواص مکانیکی و حرارتی و الکتریکی مطلوب به همراه مقاومت شیمیایی بسیار عالی در محلولهای با PH بالا میباشد. لولههای PVF دارای مقاومت خوبی در برابر حلالها و اسیدها و قلیاها و نمکهای آلی هستند و تا درجه حرارت ۱۵۰ درجه سانتیگراد قابل استفاده هستند.
این لولهها در صنایع شیمیایی، هسته ای، دارو سازی، الکترونیک، کاغذ سازی و در صنایع غذایی بعلت سازگاری بالا با مواد غذایی و مقاومت در برابر قارچها کاربرد دارند. این لولهها در شرایط عادی و در فضای باز آب و هوایی تا ۲۵ سال دوام دارند و در برابر اشعه خورشید و اشعه ماورا بنفش مقاوم هستند. تولید دود کم در طول آتش سوزی و گسترش ندادن آتش از دیگر مزایای این لولهها میباشد.
لولههای پلی اتیلن (PE)
لوله PE دارای استحکام خوبی میباشد و در برابر ضربه مقاومت خوبی دارد. سطوح پلی اتیلنی نیز میتوانند دچار ترکهای ناشی از خوردگی تنشی شوند. واقعیت آن است که پدیدهی خوردگی تنشی فقط در مورد فلزات اتفاق نمیافتد. برای مثال اگر پلی اتیلن تحت تنشهای کششی بوده و هم زمان در محیطهای حاوی روغنهای سیلیکون یا روغنهای گیاهی قرار گیرد مستعد ترک خوردگی ناشی از خوردگی تنشی خواهد بود.
این لولهها یعنی لوله PE تا درجه حرارت ۸۰ درجه سانتی گراد مناسب هستند و در مقابل اسیدها و قلیاها و حلالهای ضعیف مقاوم اند.
یکی از انواع شناخته شده لولههای پلی اتیلنی لوله PEX یا همان لوله پلی اتیلنی مشبک (Cross Linked Polyethylene) میباشد که درجه حرارتهای بالا و فشارهای نسبتا بالا تا psig ۱۰۰ را تحمل میکند و امروزه جهت سیستمهای گرمایش کفی غالبا از این لولهها استفاده میشود.
لولههای پلی پروپیلن (PP)
لوله PP نوعی ترموپلاستیک دارای استحکام بالا است و سبک ترین پلاستیک تولید شده میباشد که خواص آن شبیه پلی اتیلن بوده اما سخت و دمای نرم شدن آن بیشتر است. این لولهها تا درجه حرارت ۱۰۰ درجه سانتیگراد مناسب هستند و در مقابل اسیدها و قلیاها و حلالهای ضعیف مقاوم اند.
لولههای اکریلونیتریل بوتادین استایرن (ABS)
لوله ABS، اکریلونیتریل بوتادین استایرن همانند شیشه شفاف و دارای سختی بالایی است. ABS نوعی ترموپلاستیک سخت و انعطاف ناپذیر است که دارای مقاومت بالایی در برابر خزش و ترک خوردگیهای تنشی بوده و همچنین از مقاومت فوق العادهای در برابر ضربه برخوردار میباشد بطوریکه این ویژگی را حتی با درجه حرارت منفی ۴۰ درجه سانتی گراد حفظ مینماید. مقاومت مکانیکی و مقاومت در برابر سایش این نوع پلیمر بسیار عالی میباشد.
لولههای ساخته شده از ABS دارای مقاومت بالایی در برابر حرارت میباشند و فشارهای نسبتا بالا را نیز تحمل میکنند. عموما در لوله کشی پساب و فاضلاب در مناطق سردسیر استفاده میشوند. از دیگر کاربردهای لوله ABS میتوان به ساخت انواع تلقهای صنعتی به عنوان سطوح چراغهای ساعتها و … اشاره نمود.
لوله ABS به آرامی میسوزد، اما محصولات احتراق آن مونواکسید کربن دی اکسید کربن و اکسیدهای نیتروژن میباشند. استنشاق بخارات آن میتواند خطرناک بوده، و گرد و پودر ناشی از سنگ زدن و ماشین کاری این پلیمر میتواند باعث ایجاد حساسیت و التهاب در پوست و چشمها گردد.
لولههای پلاستیکی مقاوم شده با الیاف شیشهای (GRP)
لوله GRP یا لولههای پلاستیکی تقویت شده با الیاف شیشهای (Glass Reinforced Plastic) میباشند. در واقع نوعی لوله پلاستیکی کامپوزیتی میباشد که در آن جهت افزایش مقاومت استاتیکی لوله از الیاف شیشهای استفاده شده است. به همین علت لولهGRP مقاومتی بسیار عالی در برابر فشار داشته و خیلی گران قیمت هستند.
خواص لولههای پلاستیکی
برخی از خواص حائز اهمیت لولههای پلاستیکی در زیر معرفی میگردد:
مقاومت به سایش و خوردگی: بطور کلی لولههای پلاستیکی از مقاومت چشمگیری در برابر انواع اسیدها، محلولهای نمکی، مایعات و گازهای خورنده برخوردارند. در مورد سایش (Erosion) میزان مقاومت لولههای پلاستیکی به نوع سیال منتقل شونده از داخل لوله و شرایط سرویس و سیستم بستگی دارد. میزان مقاومت به خوردگی لولههای پلاستیکی با افزایش غلظت برخی از مواد شیمیایی خاص تغییر میکند. برای مثال لولههای پلی اتیلن میتواند اسید سولفوریک ۷۰ درصد را در ۲۳ درجه سانتیگراد انتقال دهد در حالیکه برای انتقال اسید سولفوریک ۹۵ درصد مناسب نمیباشد. درجه حرارت نیز عامل مهم و تعیین کنندهای برای مقاومت لولههای پلاستیکی در برابر خوردگی است. برای مثال برخی از لولههای پلی اتیلن که برای انتقال گازهای حاوی اکسیدهای نیتروژن در ۲۳ درجه سانتیگراد مناسب میباشند نباید برای انتقال این گازها در ۵۰ درجه سانتیگراد مورد استفاده قرار گیرند. فرمولاسیون خاص یک ماده ی پلاستیکی مشخص نیز، میتواند عاملی در تعیین میزان مقاومت کلی ماده در برابر مواد شیمیایی خورنده و میزان غلظت آنها باشد.
خواص حرارتی: بطور کلی قابلیت هدایت حرارتی لولههای پلاستیکی نسبت به دیگر لولهها پائین تر است که در نتیجه تلفات حرارتی یا بالعکس جذب حرارت از طریق جداره این لولهها به حداقل ممکن میرسد و لولههای پلاستیکی عایق حرارتی خوبی هستند.
در مواردی که از این لولهها برای سیستمهای فاضلاب استفاده گردد از ته نشین شدن مواد چرب همراه فاضلاب در لولهها و کاهش نرخ تخلیه جلوگیری به عمل میآید. نرخ انبساط حرارتی لولههای پلاستیکی در مقایسه با دیگر لولهها بالاتر است و این نکته را باید به هنگام طراحی تأسیساتی که دارای نوسانات زیاد درجه حرارت میباشند، مد نظر قرار داد.
در صورتیکه لولههای پلاستیکی بدرستی مهربندی نشوند، به هنگام نوسانات زیاد حرارتی، مستعد پیچ خوردگی و تاب برداشتن (Snaking) خواهند بود. لولههای پلاستیکی وقتی در معرض درجه حرارت بالا قرار گیرند نرم میشوند و به همین دلیل باید از عبور دادن این لولهها از نقاط خیلی گرم یا از مجاورت وسایلی که حرارت بالایی تولید میکنند خودداری نمود.
حد بالای تحمل درجه حرارت در لولههای پلاستیکی بسته به جنس و نوعشان از ۵۰ درجه سانتیگراد تا حداکثر ۱۵۰ درجه سانتیگراد متغیر میباشد.
جرم و حجم: لولههای پلاستیکی بسیار سبکتر از لولههای فولادی، آزبستی، بتنی و سیمانی هستند. سبکی لولههای پلاستیکی مزیتهای فراوانی را برای این نوع لوله به ارمغان آورده است. از جمله آنکه هزینههای حمل و نقل و نصب آنها به مراتب کمتر شده و حمل و نقل آنها به آسانی و با سرعت بیشتری در مقایسه با دیگر لولهها صورت میگیرد. اغلب لولههای پلاستیکی به راحتی با دست نصب میشوند و در بیشتر موارد نیاز به ماشین آلات و ابزار خاصی ندارند.
خواص مکانیکی: آنچه مسلم است پلاستیکها مقاومت مکانیکی فلزها را ندارند اما از قابلیت انعطاف بالاتری برخوردارند. همچنین مقاومت پلاستیکها در برابر نیروهای کششی، از حد لازم بیشتر میباشد. با افزایش درجه حرارت سیستم لوله کشی مقاومت مکانیکی لولههای پلاستیکی پائین تر آمده اما مقاومت در برابر ضربه بیشتر میگردد. از آنجا که لولههای پلاستیکی عموما چقرمه (محکم و در عین حال بسیار انعطاف پذیر) هستند، ضربات خارجی وارده به سطح خود را با حداقل خسارت یا حتی هیچگونه صدمهای به خوبی جذب میکنند. در حالیکه همین ضربات در مورد لولههای با جنس ترد میتواند باعث بروز صدمات جدی گردد.
صافی جداره داخلی: لولههای پلاستیکی دارای جدارههای داخلی فوق العاده صافی میباشند که باعث جلوگیری از تجمع هر نوع رسوب بر روی جدارههای داخلی شان میگردد. بنابراین مشکل گرفتگی و انسداد به واسطهی کاهش تدریجی قطر داخلی در اثر تجمع رسوبات در مورد لولههای پلاستیکی منتفی میگردد. در حالیکه لولههای فلزی به مرور زمان در اثر خوردگی از بین رفته و در اثر تجمع رسوبات بر روی سطوح داخلی شان افت فشارهای اصطکاکی در آنها افزایش یافته و در نتیجه ظرفیت آنها برای انتقال سیالات کاهش خواهد یافت.
دوام و پایداری و مقاومت در برابر قارچ و کپک لولههای پلاستیکی (از نوع ترموپلاستیکها) مدفون در زیر خاک در مقابل حملات هرگونه باکتری، قارچ و دیگر میکرو ارگانیسمها (موجودات ذره بینی) کاملا ایمن میباشند. بدلیل اینکه قارچها و کیکها نمیتوانند بر لولههای پلاستیکی اثر کنند. آنها کاملا بهداشتی بوده و استفاده گسترده در پزشکی و ساخت تجهیزات مصنوعی دارند.
مشخصههای الکتریکی: بطور کلی پلاستیکها هادی جریان الکتریسیته نیستند و به همین علت هیچگاه در معرض خوردگیهای گالوانیکی و الکتروشیمیایی قرار نمیگیرند و عایق الکتریکی خوبی هستند. پدیدهی خوردگی گالوانیک در لولههای فلزی مدفون در زیر خاک یکی از مهمترین دلایل آسیب دیدن و از بین رفتن تدریجی این لوله میباشد
عوامل جوی: لولههای پلاستیکی وقتی در معرض اشعهی ماوراء بنفش (UV) قرار گیرند مستعد تجزیه شیمیایی و فاسد شدن هستند. تابش اشعهی ماوراء بنفش بر سطح لولههای پلاستیکی باعث ترد و شکننده شدن آنها و در نتیجه مستعد شدن آنها برای ترک خوردگی میگردد. امروزه توسط افزودن مواد بازدارنده ی تابشهای ماوراء بنفش و تغییر در فرمولاسیون لولههای پلاستیکی این لولهها را در برابر عوامل جوی مقاوم مینمایند.
قابلیت اشتعال: لولههای پلاستیکی عمدتا از پلیمرها ساخته میشوند و ترکیبات آلی دیگری نیز به همراه دارند، بنابراین قابل اشتعال میباشند. البته پلاستیکهای مختلف رفتارهای کاملا متفاوتی را در برابر آتش از خود نشان میدهند. در اغلب موارد آتش باعث تجزیه شیمیایی در ساختار لولههای پلاستیکی گردیده و محصولات حاصل از احتراق این لولهها باعث گسترش و افزایش حجم آتش میشوند.
صدا در لولههای پلاستیکی: در صورتیکه برای سیستمهای تخلیه فاضلاب از لولههای پلاستیکی استفاده شود. صدای تولیدی به هنگام تخلیهی فاضلاب در مقایسه با لولههای چدنی بیشتر خواهد بود. یکی از مهمترین خواص چدنها قابلیت بالای جذب صدا و ارتعاشات است.
همانطور که میدانید PVC یک پلیمر قابل انعطاف و ABS یک پلیمر سخت و انعطاف ناپذیر است. بر اساس نتایج به دست آمده در آزمایشگاههای فنی صدای تولیدی در نتیجهی تخلیه فاضلاب در لولههای PVC در مقایسه با لولههای چدنی بین ۶ تا ۱۰ دسیبل بیشتر و در لولههای ABS در مقایسه با لولههای چدنی بین ۸ تا ۱۵ دسیبل بیشتر است. تجربیات آزمایشگاهی حاکی از آن است که با افزایش سطح صدا در لولهها به اندازه ی ۱۰ دسیبل، انسان تصور مینماید که سطح صدا دو برابر شده است.
حافظه حرارتی لولههای پلاستیکی در اکثر موارد که خم یا هرگونه تغییر شکل نادرست و غلطی به لولههای پلاستیکی داده شود با اعمال حرارت مناسب، لوله به حالت و شکل اولیه ی خود باز میگردد و به همین دلیل اصطلاحا گفته میشود که لولههای پلاستیکی (البته از نوع ترموپلاستیک ها) از حافظه حرارتی (Thermal memory) برخوردارند.)
لولههای پنج لایه (Super Pipe)
استفاده از لولههای فلزی همواره با مشکلات خاص خود روبرو بوده است از جمله خوردگی، پوسیدگی و رسوب که برای حل آنها تلاشهای متعددی صورت گرفت. استفاده از آلیاژهای مختلف با پوشش گوناگون از راه حلهایی است که تاکنون برای افزایش مقاومت فلز در برابر خوردگی به کار رفته است. یکی دیگر از راههایی که برای پرهیز از مشکلات لولههای فلزی پیشنهاد شده است استفاده از لولههای پلیمری است اما به کارگیری این لولهها در عمل نشان داده که اگر چه جایگزینی فلز با پلاستیک مسئله خوردگی و پوسیدگی لوله را حل میکند اما مشکلات دیگری را باعث میشود که پیش از آن وجود نداشت از جمله نفوذ اکسیژن، محدودیت در تحمل فشار یا دمای بالا، ضریب انبساط زیاد و ….
در این شرایط گروهی از دانشمندان به تلفیق فلز و پلیمر توجه کردند. تلفیقی هوشمندانه که حاصل آن لولهای است پنج لایه شامل یک لایه ورق لوله آلومینیومی، دو لایه پلیمر و دو لایه چسب مخصوص.
لوله پنج لایه، مقاومت در برابر خوردگی، زنگ زدگی، رسوب و پوسیدگی را از لولههای پلیمری به ارث برده است و توان تحمل حرارت مداوم، فشار بالا و نفوذ ناپذیری را از لولههای فلزی گرفته است.
این لوله سوپر پایپ نام گرفت و نقطه اوج تکنولوژی در زمینه تولید و ساخت لولهها محسوب میشود. سوپر پایپ تاکنون آخرین دستاورد تکنولوژی است که برای تمام تاسیسات ساختمانی قابل استفاده است و حتی در بدترین شرایط صد سال عمر میکند.
یک لوله آلومینیمی با جوش طولی اولتراسونیک، بدنه اصلی سوپر پایپ را تشکیل میدهد. این لایه فلزی مقاومت در برابر فشار، حرارت و نفوذ اکسیژن را تامین میکند. در لایههای داخلی و بیرونی سوپر پایپ به جای پلی اتیلن مشبک (PEX) از پلیمری جدید تحت عنوان PEOC استفاده میشود که عمر این پلیمر در شرایط سخت کاری و در فشار و دمای بالا و با ضریب اطمینان ۲٫۵، بیش از ۴۰۰ سال میباشد. لایههای فلزی و پلیمر طی فرآیندی توسط دو لایه چسب مخصوص با هم تلفیق میشوند.
لولههای پنج لایه را میتوان در مواردی چون لولههای بهداشتی آب سرد و گرم، سیستم گرمایش از کف، لوله کشی سیستمهای سرمایشی، لوله کشی رادیاتور و شوفاژ، لوله کشی گاز و هوای فشرده و در مصارف صنعتی و کارخانجات شیمیایی بعنوان جایگزین مناسب لولههای گالوانیزه بکار گرفت
مزایای لولههای پنج لایه
زنگ نمیزند، رسوب نمیگیرد، خورندگی ندارد و هرگز نمیپوسد
قابلیت تحمل فشار و دمای بالا
عدم امکان نفوذ اکسیژن به لوله و جلوگیری از لجن زدگی و تغییر رنگ آب
ضریب انبساط طولی بسیار ناچیز.
افت فشار بسیار ناچیز بدلیل هموار بودن سطح داخلی لوله
مقاوم در برابر ضربه و مواد شیمیایی
مقاوم در برابر فشار به علت جوش طولی آلومینیوم
توان تحمل حرارت مداوم
شکل پذیر است و به راحتی خم میشود
بسیار سبک و حمل و نقل آن آسان است
نصب آن سریع، آسان و بدون ضایعات میباشد
در لوله کشی توکار مطمئن و در نصب روکار زیبا میباشد.