لوله های پلی اتیلن (PE)، برای اولین بار، در اواسط دهه ۱۹۵۰ در استرالیا و نیوزیلند ساخته شده اند. اولین استاندارد استرالیا در سال ۱۹۶۲ منتشر شد. در همان سال ها بیش از ۴۰،۰۰۰ تن لوله های پلی اتیلن به صورت سالانه در استرالیا تولید شد که استفاده از آن ها به سرعت رواج یافت.

  لوله های پلی اتیلن یکی از گسترده ترین و پرکاربرد ترین سیستم های لوله های پلاستیکی است. در این مقاله سعی داریم به بررسی انواع این لوله ها بپردازیم. لوله های پلی اتیلن برای انواع مایعات و گازها استفاده می شود. برخی از کاربردهای لوله های پلی اتیلن به شرح زیر است:

 

  • تامین آب برای معادن
  • سیستم آبیاری کشاورزی
  • سیستم لوله و اتصالات خانگی
  • سیستم های آب و فاضلاب تحت خلاء و گرانشی (لوله پلی اتیلن کاروگیت)
  • خطوط لوله زیردریایی
  • خطوط لوله کشی سطحی و دفنی زیر زمین (لوله پلی اتیلن کاروگیت)
  • خطوط انتقال کابل برق و مخابرات

 

  لوله های پلی اتیلنی که برای انتقال و جمع آوری گازهای طبیعی به کار میرود، با استفاده از دستگاه های جوشکاری با لیزر حرارتی به همدیگر متصل می شوند.

  فرم دیگر برای اتصال دادن لوله پلی اتیلن به یکدیگر، استفاده از سیستم الکتریکی است. این سیستم جایگزین روش جوشکاری به حساب می آید. در این روش، لوله ها با انرژی الکتریکی و گرمای ناشی از آن به هم جوش می خورند.

 

  لوله های پلی اتیلن انواع مختلف دارند که عبارتند از: لوله های پلی اتیلن با چگالی بالا (HDPE)، لوله های پلی اتیلن با چگالی متوسط (MDPE) و لوله پلی اتیلن با کارایی بالا (HPPE). انواع دیگر لوله های پلی اتیلن مانند لوله های پلی اتیلن با چگالی کم (LDPE) و لوله های پلی اتیلن خطی با چگالی پایین (LLDPE) اغلب برای نصب در خطوط آبیاری استفاده می شود.

 نوع   HDPE با نام تجاری ۵۰ PE ، برای فشار های ۵ مگاپاسکال طراحی شده است. پلی اتیلن های تجاری با کدهای ۸۰ PE و ۱۰۰ PE، نسبت به نوع قبلی، با قابلیت ها و ویژگی های بهتر وارد بازار شدند. جدول زیر مشخصات این پلیمرها را با یکدیگر مقایسه می کند.

 

 

 

 

نوع پلی اتیلن

PE80B

PE100

MRS (سال۵۰)

۸ MPa

۱۰ MPa

مقاومت کششی

۲۷MPa

۳۲ MPa

انعطاف پذیری (۳ دقیقه)

۷۰۰ MPa

۹۵۰ MPa

چگالی

۹۴۳ kg/m۳

۹۵۵ kg/m۳

تنش کششی

(۵۰mm/min)

۲۰ MPa

۲۵ MPa

کشش کششی- فشار

(۵۰mm/min)

۸%

۱۰%

نسبت پواسون

۰.۴

۰.۴

ضریب توسعه حرارت

۰.۲ mm/m K

۰.۱۸ mm/m K

رسانایی گرمایی

۰.۳۸ W/m K

۰.۳۸ W/m K

 

 

  برای ایجاد تغییر در برخی خواص پلی اتیلن ها، باید به آن ها مواد افزودنی مخصوصی اضافه کرد. رزین های صنعتی، کربن سیاه و پیگمنت ها (رنگدانه ها)، از دسته افزودنی ها به لوله های پلیمری هستند.

  آنتی اکسیدان ها، نوعی مواد افزودنی به پلیمر هستند که برای جلوگیری از اکسیداسیون پلیمر استفاده می شود. کربن سیاه، معمولاً در محدوده غلظت های ۰.۲۵ ± ۰.۲۵ درصد به عنوان یک جاذب پرتو فرابنفش به کار می رود.

  لوله های پلی اتیلن برای کاربرد در دماهای بالا به خوبی سازگار شده اند. تغییرات حرارتی باعث ایجاد تنش در مواد می شود. در هنگام نوسانات دما و یا تغییرات تنش محیطی، لوله های پلی اتیلن مقاومت خوبی از خود نشان می دهند.

 هدایت پلی اتیلن معمولاً برابر با  W / m.K 0.47 در  ° C 0 تا  W / m.K 0.37 در دمای ۷۰ درجه سانتیگراد است. گرمای ویژه پلی اتیلن با درجه حرارت مشخص، از ۱۸۰۰ ژول بر کیلوگرم در دمای ۰ تا ۲۲۰۰ ژول بر کیلوگرم در دمای ۶۰ درجه سانتیگراد متفاوت است.

  پلی اتیلن از نظر شیمیایی یک پارافین غیر قطبی با وزن مولکولی بالا از خانواده هیدروکربن ها است. به همین دلیل، در برابر اکسید های قوی، اسید ها و برخی نمک ها بسیار مقاوم است. اگر چه می توانند توسط حلال های آلیفاتیک و کلردار تحت تاثیر قرار گیرند. لوله های پلی اتیلن توسط مواد سمی اکسید کننده مانند هالوژن ها و اسیدهای معدنی مانند اسید نیتریک، سولفوریک اسید و پرکلریک اسید مورد حمله قرار می گیرند.