تولید لوله های پلی اتیلن آبرسانی و مقاوم سازی آنها در برابر تخریب توسط عوامل خارجی

شركت توليدی لوله و اتصالات پلی اتيلن سمنان

نویسنده:مهندس محمدرضا خسروانی ، چاپ در نشریه مهندسی آب ، شماره ۸۷ – خرداد ۱۳۹۲ مقاله مهندس محمد رضا خسروانی مدیر بهره برداری شرکت پلی اتیلن سمنان کاربرد لوله های پلی اتیلن در شبکه های توزیع آب و گاز در سرتاسر جهان از دهه های گذشته رایج شده است. عواملی نظیر کویری بودن مساحت زیادی […]

شما اینجا هستید:
تولید لوله های پلی اتیلن آبرسانی و مقاوم سازی آنها در برابر تخریب توسط عوامل خارجی

نویسنده:مهندس محمدرضا خسروانی ، چاپ در نشریه مهندسی آب ، شماره ۸۷ – خرداد ۱۳۹۲

مقاله مهندس محمد رضا خسروانی مدیر بهره برداری شرکت پلی اتیلن سمنان
کاربرد لوله های پلی اتیلن در شبکه های توزیع آب و گاز در سرتاسر جهان از دهه های گذشته رایج شده است. عواملی نظیر کویری بودن مساحت زیادی از ایران و اینکه ایران دومین تولید کننده گاز در دنیا ست، سبب شدند تا در کشورمان از حدود دو دهه ی قبل، اقدامات عملی و اجرایی استفاده از لوله های پلی اتیلن در شبکه های توزیع آب و گاز آغاز گردد، درحالیکه مطالعات علمی اولیه مربوط به این موضوع به سال های قبل از آن باز می گردد
از مهم ترین مزایای لوله های پلی اتیلن در مقایسه با لوله های فولادی می توان به سرعت و سهولت در اجرا، آموزش ساده ، مقرون به صرفه بودن و مهم تر از آنها عدم خوردگی و در نتیجه عدم نیاز به پوشش وحفاظت از زنگ زدگی اشاره نمود. با درنظرگرفتن موارد فوق الذکر و با توجه به معضلات و مشکلات موجود در اجرا و نگهداری لوله های فولادی، استفاده از لوله های پلی اتیلن در خطوط انتقال آب بدون هیچ گونه تامل و تردیدی، گزینه ای منطقی و معقول به نظر می رسد. اما بهرحال لازم است در خصوص شناسایی مشکلات و معضلات خاص لوله های پلی اتیلن و اتخاذ تدابیرلازم در مواجهه و برخورد با این مسائل احتمالی با رویکردی پیشگام و نگرشی پیشگیرانه اقدام نمود.در این مقاله یک مورد از مشکلات بالقوه در لوله های پلی اتیلن یعنی موضوع صدمه دیدن لوله های پلی اتیلن توسط جوندگان مورد بررسی قرار گرفته و راه حل علمی و عملی آن، یعنی مقاوم سازی لوله در حین تولید شرح داده شده است
ذکر این مطلب الزامی است که خواص نهایی محصولات پلیمری به شدت وابسته به فرایند شکل دهی آن ها ست و امروزه در صنایع تولید لوله های پلی اتیلن علاوه بر اصلاح و بهبود خواص مهندسی پلی اتیلن، نحوه ی شکل دهی آن نیز مدنظر تولیدکنندگان پیشرو این محصولات قرار گرفته است. یکی از روش های موثر بهبود فرایند شکل دهی صنعت ساخت لوله، روش چند لایه سازی توسط بکارگیری مکانیزم تولید کواکستروژنی است.در این روش که هم اکنون درشرکت تولیدی لوله و اتصالات پلی اتیلن سمنان مورد استفاده قرار می گیرد، خواص لوله به طور هم افزاینده توسط بر هم کنش لایه های مختلف آن بهبود می یابد. همچنین می توان محصولاتی تولید کرد که توافق بیشتری با نیازهای مصرف کنندگان در صنایع مختلف از جمله صنعت آب و فاضلاب داشته باشد
در سالهای اخیر و پس از استفاده از لوله های پلی ایتلن در شبکه های مختلف آب و گاز کشور، مواردی مبنی بر ایجاد خسارت بر این لوله های در برخی استان ها مشاهده گردید هو پس از تحقیق، علت صدمه دیدن لوله های پلی اتیلن، برخی جوندگان ( موش ، موریانه ) تشخیص داده شده اند.
این تخریب و تهاجم بسته به شرایط اقلیمی که لوله های پلی اتیلن در آن بکار گرفته می شوند، متفاوت است. درواقع، جوندگان نه تنها بعلت استفاده از آب موجود در لولوهای آبرسانی، بلکه بعلت طعم مطلوب محصولات پلیمری نیز به سمت لوله های پلی اتیلنی جذب می شوند. در شرایط خاص کاربرد به عنوان لوله های انتقال آب در برخی موارد حساس، میزان این تهاجم بسیار خطرناک بوده و می تواند سبب وقوع حوادث جبران ناپذیری شود
بعلت ایجاد چنین مشکلاتی در لوله های پلی ایتلن مصرفی در شبکه های انتقال آب و فاضلاب و با عنایت به گستردگی این شبکه ها در کشور، رفع معضل صدمه دیدن لوله ها توسط جوندگان در استانهای مختلف کشور از اهمیت و اولویت بالایی برخوردار می باشد.

برای حل این مشکل، یکی از ساده ترین راه ها برای لوله های درحال استفاده، بهینه سازی خاک اطراف لوله به روشهای مختلف از جمله استفاده از موانع فیزیکی مانند توری و سنگریزه می باشد، اما بهتر آن است که از ابتدا و در حین تولید بتوان در جهت عدم آسیب پذیری لوله های پلی اتیلن در برابر عوامل خارجی نظیر جوندگان، گامی علمی برداشت و لوله هایی مقاوم در برابراین عوامل مخرب خارجی را تولید نمود .
برای تولید چنین لوله هایی، باید به لوله های پلی اتیلن، افزودنی های ضدجوندگان اضافه شود، اما این کار دارای اشکالاتی می باشد. نخست آن که تمامی افزودنی های ضد جوندگان که توسط مکانیزم های مختلف بر روی آن ها اثرگذاری دارند در بالک لوله یعنی ناحیه ی میانی از ضخامت لوله به سبب سرعت سرمایش پایین در هنگام تولید، ایجاد نواحی فومی یا اسفنجی می کنند.این مسئله بر روی خواص فیزیکی و مکانیکی لوله تاثیر منفی دارد. مسئله ی دوم، قیمت بسیار بالای مواد ضد جوندگان است که تولید لوله های پلی اتیلن را عملا ً از نظر اقتصادی ناممکن می سازد.کلید حل مشکلات فوق در فرایند تولید لوله های چندلایه نهفته است.در این شرایط لایه ی خارجی لوله ها به ضخامت ۵۰۰ تا ۱۰۰۰ میکرون دارای مواد ضد جونده می شود. مزیت این سیستم در آن است که لایه ی خارجی به محض خروج از قالب پس از عبور از کالیبراتور شروع به خنک شدن می کند و سرعت خنک کاری در این حالت از سینتیک اسفنجی شدن مواد ضدجونده بسیار سریع تر بوده و بدین سبب این مواد را درجا در پوسته ی خارجی لوله منجمد می سازد و آن ها را از نظر مکانیزم رهایش در موقعیت رهایش کنترل شده که تابعی از قوانین انتقال جرم است قرار می دهد. این رهایش با سرعتی بسیار کم و در مدتی بسیار طولانی انجام می شود
تلفیق مواد ضدجونده با بستر پلیمری ترموپلاستیک بر اساس مکانیزم کامپاندینگ می باشد و مواد ضدجونده توسط این مکانیزم به فیلرهای عامل دار شده،با ابعاد نانو توسط عوامل شیمیایی متصل می شود وکامپاند گردید. اختلاط مستربچ فوق با پلی اتیلن گرید لوله منجر به ایجاد یک کامپاند یکنواخت و یک فاز غنی از مستربچ در پوسته ی کامپاند می شود. مستربچ ساخته شده به مواد پلی اتیلن اضافه و به اکسترودر لایه ی خارجی خوراک دهی می شود. بدین ترتیب لوله پلی اتیلن آبرسانی با خاصیت ضدجوندگی تولید می گردد
ماده ضدجونده ای که در شرکت تولیدی لوله و اتصالات پلی اتیلن سمنان مورد استفاده قرار گرفته است، رودرپل ) ( Rodrepel می باشد. این ماده ، ماده ای است غیر سمی و غیر خطرناک. ماده رودرپل درکشور هند تولید شده و حاصل از فن آوری هوشمند و شیمی سبز می باشد، لذا استفاده از این ماده در تولید لوله های ضد جونده برای مصارف آبرسانی امکانپذیر است. از ماده ضدجونده رودرپل که در لوله های پلی اتیلن شرکت تولیدی لوله و اتصالات پلی اتیلن سمنان مورد استفاده قرار گرفته است، نتایج مثبتی مشاهده شده است. در صورت استفاده از این ماده در لوله های پلی اتیلن، جوندگان کشته نمی شوند، بلکه جوندگان بوسیله مکانیسم های حسی ( طعم بسیار تلخ و تحریک پوستی ) از لوله های کارگذاری شده دوری می جویند. بسیاری از شرکتهای تولید کننده لوله و اتصالات پلی اتیلن در سایر کشورها نیز ( نظیر امریکا ) از ماده مذکور استفاده نموده اند و نتایج مثبتی درخصوص دوری جوندگان و حتی برخی پرندگان را ثبت نموده اند. لازم به ذکر است، ماده ضد جونده رودرپل، هم بصورت گرانول جامد و هم بصورت مایع تولید می شود و علاوه بر لوله های پلی اتیلن، در محصولات تولید شده ازپلی اورتان، پلی پروپیلن، پی وی سی، کابلها و فیبرهای نوری نیز کاربرد دارد.
بدین ترتیب می توان بدون کاهش خواص فیزیکی و مکانیکی لوله، لایه ی خارجی لوله را با استفاده از مکانیزم رهایش کنترل شده در برابر حملات جوندگان مقاوم نمود. ماده ضد جونده رودرپل، دارای عمری بین ۵ تا ۴۰ سال می باشد.همچنین از مزایای دیگر این ماده آن است که تا دمای ۱۴۰۰درجه سانتیگراد پایداری حرارتی دارد و درصورت استنشاق خطری در پی نخواهد داشت. بدست آمدن نتایج مثبت، نشان می دهد که ماده ضدجونده رودرپل می تواند علاوه بر لوله های آب شرب، در لوله های گازرسانی نیز مورد استفاده قرار گیرد.
علاوه بر تست های گروه CEN EN-1555 که مختص لوله های پلی اتیلن گاز می باشد، جهت تست های میدانی، می توان آزمایشهای ذیل را انجام داد:
الف- لوله ی ضدجونده در قفس موش های موسوم به Rat قرار می گیرد که اجتناب این جانوران از لوله ی فوق کاملاً مشاهده میشود، در حالی که موش ها به نمونه ی شاهد ( یک لوله ی معمولی ) عکس العمل متفاوتی دارند.
ب- لوله ی ضدجونده به مدت ۲۴ ساعت در دمای ۱۱۰ درجه ی سانتیگراد قرار داده می شود و سپس آزمایش قبل تکرار می گردد که نتیجه ی آن اجتناب مجدد جوندگان از لوله ضدجونده و نزدیک نشدن به آن می باشد.
لازم به ذکر است، صرفه جویی در زمان و پول، مقاومت بیشتردر برابر سایشهای خارجی، همچنین کیفیت بالای سطح روی لوله و مناسب جهت الکترفیوژن از دیگر ویژگیهای این لوله های پلی اتیلن تولیدی می باشد که در آنها ماده ضد جونده رودرپل بکار رفته است.

فهرست منابع:
۱- پانزدهمین کنفرانس بین المللی لوله های پلی اتیلن – ونکوور – کانادا
۲- سوابق کاری – تولید لوله های پلی اتیلن گازرسانی ، شرکت تولیدی لوله و اتصالات پلی اتیلن سمنان

ارسال یک نظر