وبلاگ

لوله اسپیرال مسلح لوله‌ای ترکیب شده از حداقل دو لایه فلزی و پلیمری می‌باشد و از مزایای هر دو ماده اولیه بصورت توامان استفاده می‌کند.

خواص ضد خورندگی، ماندگار و ضد آب پلیمر و انعطاف بالا ترکیب شده با خواص استحکام و خمش پذیری فلز این لوله‌ها را برای مصارف بسیاری جذاب می‌کند.

لوله اسپیرال مسلح و کاربردهای آن

لوله پلی اتیلن اسپیرال جهت ترمیم خطوط انتقال فاضلاب قدیمی استفاده می‌شود.

این لوله ها در ساخت منهول، ساخت ابرو (پل) و همینطور ساخت مخازن نگهداری مواد شیمیایی و تانک‌های سپتیک کاربرد دارند، برای ایجاد معابر غیر هم سطح زمین نیز از لوله پلی اتیلن اسپیرال استفاده می‌گردد.

 

لوله پلی اتیلن اسپیرال چیست ؟

لوله اسپیرال پلی اتیلنی تولید شده به روش کاروگیت-اسپیرال نوع پیشرفته و پیچیده تر لوله‌های کاروگیت می باشد.

در خط تولید لوله کاروگیت به لحاظ بالا بودن وزن و هزینه‌های قالب و متعلقات خط تولید، روش نوینی تحت عنوان تولید به روش اسپیرال ابداع شد.

در روش تولید اسپیرال پروفیل های تشکیل دهنده دیواره دوجداره لوله به صورت مستطیل شکل (رو صاف – تو صاف) ساخته می شود.

 

لوله‌‌های کاروگیت اسپیرال مسلح از دو ماده آلی و معدنی ساخته می‌شوند، ماده معدنی در این لوله‌ها ورق فلزی است که لایه میانی لوله را تشکیل داده و خواص فیزیکی- مکانیکی لوله را به مقدار قابل ملاحظه‌ای تقویت می‌کند.

برای محافظت از ورق فلزی در مقابل عوامل جوی و محیطی، بهبود خواص فیزیکی- مکانیکی لوله، افزایش انعطاف‌پذیری، کاهش وزن و قیمت لوله و… از یک نوع پلاستیک به عنوان روکش استفاده می‌شود.

پلاستیک‌ها انواع مختلفی دارند که مناسب‌ترین آن‌ها برای تولید لوله‌های کاروگیت اسپیرال مسلح، یک نوع پلی‌اتیلن است.

 

انواع پلی اتیلن

پلی‌اتیلن انواع مختلفی دارد که سه نوع پرکاربرد آن به نام‌های زیر شناخته می‌شوند.

• پلی‌اتیلن دانسیته بالا یا HDPE
• پلی‌اتیلن دانسیته پایین یا LDPE
• پلی‌اتیلن دانسیته پایین خطی

پلی‌اتیلن مورد استفاده در تولید لوله‌های کاروگیت اسپیرال مسلح از خانواده پلی‌اتیلن سنگین(HDPE) می‌باشد.

با توجه به اینکه HDPE گریدهای مختلف بسیاری با خواص مختلف و کاربردهای متفاوت دارد باید از گریدی استفاده کرد که خواص مورد نیاز لوله را پوشش دهد.

بهترین گرید پلی اتیلن جهت استفاده در لوله اسپیرال مسلح و کاربردهای آن

گرید مورد استفاده تولید این نوع لوله‌ها در ایران عمدتاً EX3 یا P80 می‌باشد که در پتروشیمی‌های داخل کشور تولید می‌شود.

پتروشیمی‌های امیرکبیرو اراک از تولید‌کنندگان پلی‌اتیلن سنگین گرید P80 در ایران هستند.

پلی اتیلن سبک عمدتا گرید LLD209  میباشد که تولید پتروشیمی‌های امیرکبیر و اراک میباشد .این نوع پلی اتیلن در بسته‌بندی‌های 25 کیلوگرمی و جامبو بگ عرضه میشود.

روش تولید HDPE یا پلی اتیلن سنگین

این پلیمرها به روش دوغابی در راکتورهای CSTR و با استفاده از کاتالیست زیگلر-ناتا و فشار تقریبی Bar9 و دمای تقریبی ۸۵ درجه سانتی‌گراد تولید می‌شوند.

مراحل تولید این مواد در پتروشیمی شامل بخش‌های پلیمریزاسیون، شستشو، خشک‌کردن، اضافه کردن پایدار کننده‌ها، دانه‌بندی و خالص سازی حلال می‌شود.

پلی‌اتیلن سنگین به دلیل مدول الاستیک بالا، مقاومت شیمیایی بالا، وزن کم نسبت به فلزات، خواص حرارتی مناسب، طول عمر بالا، قیمت پایین، انعطاف پذیری، چقرمگی و… به طور گسترده در تولید انواع لوله‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد.

چقرمگی یکی از مهم‌ترین ویژگی‌هایی است که پلیمر مورد استفاده در لوله‌ها باید داشته باشند، میزان این خاصیت در پلیمرهای مختلف، متفاوت است

در علم متالورژی چقرمگی عبارت از مقدار انرژی است که ماده مورد آزمایش قبل از شکستگی جذب می‌نماید، به عبارت ساده‌تر هر چقدر مقاومت ماده در مقابل شکستگی و گسستگی بیشتر باشد چقرمگی آن بیشتر است.

HDPE یکی از چقرمه‌ترین پلیمرهاست.چقرمگی پلیمرها در تولید لوله باعث می‌شود که قبل از بروز هرگونه شکست در لوله، شکل ظاهری لوله تغییر کند و این هشدار را بدهد که لوله در حال شکستن است و باید برای تعمیر ویا تعویض آن اقدام کرد.

روش تولید لوله مسلح اسپیرال در (لوله مسلح اسپیرال و کاربردهای آن)

برای تولید لوله کاروگیت اسپیرال مسلح، ابتدا ورق مورد نیاز با عرض و ضخامت مشخص وارد واحد تولید شده و در دستگاه با فشار آب مورد شستشو قرار میگیرد تا آلودگی‌ها و مواد زائد از سطح آن جدا شده و اتصال و چسبندگی ورق و روکش پلیمری در حالت مطلوبی انجام شود.

پس از شستشو با آب و تمیز شدن، ورق وارد قسمت خشک کن دستگاه می‌شود و با استفاده از هوای داغ سطح آن کاملاً خشک می‌شود.

برای روکش کردن ورق پس از شست و شو و خشک کردن، ورق از یک منطقه حرارتی عبور داده می‌شود تا دمای آن کمی بالا برود، با این کار کیفیت اتصال ورق و روکش پلیمری بهتر می‌شود.

پس از اینکه دمای ورق به اندازه کافی بالا رفت، وارد یک قالب (Die) می‌شود که این قالب به یک اکسترودر متصل است و روکش پلیمری را در دو طرف ورق قرار داده و آن را می‌پوشاند.

برای پایدار کردن و حفظ ساختار روکش پلیمری، باید دمای آن را کاهش داد، این کار با استفاده از هوای خنک و آب انجام می‌شود.

در آخر ورق روکش شده به صورت رول درآمده و به واحد تولید لوله ارسال می‌شود.

در واحد تولید لوله، رول ورق متناسب با سرعت تولید لوله باز شده و با استفاده از فرآیند نورد کردن، سطح مقطع آن تغییر می‌کند.

پس از تغییر سطح مقطع ورق روکش شده به شکل دلخواه، آن را مجددا نورد کرده و با حفظ همان سطح مقطع، آن را به صورت حلقه درمی‌آورند.

این حلقه‌ها داخل دستگاه اصلی با حرکت دورانی به سمت جلو حرکت می‌کنند و در کنار یکدیگر قرار می‌گیرند.

دستگاه اصلی دارای دو اکسترودر با قالب‌های مجزا است، یکی از این قالب‌ها یک ورق پلاستیکی از جنس HDPE داخل حلقه‌های ورق روکش شده به صورت یکپارچه و مسطح و با ضخامت مشخص ایجاد می‌کند و دیگری از بیرون بین برآمدگی سطح مقطع دو حلقه یک نوار از جنس HDPE و با ضخامت مشخص ایجاد میکند و حلقه‌ها را کنار یکدیگر نگه می‌دارد.

همانطور که قبلا گفته شد، برای حفظ ساختار پلیمر و جلوگیری از تغییر شکل آن (Deformation) باید آن را به دمای محیط رساند، در اینجا نیز با استفاده از آب و دمنده هوا ورق‌های داخلی و بیرونی لوله را خنک می‌کنند.

مزیت های بهره مندی از لوله اسپیرال

• لوله‌های اسپیرال از خواص و ویژگی‌های مکانیکی و حرکتی بالایی برخوردار هستند، بنابراین این لوله‌ها گزینه خوبی برای استفاده در صنایع نفت و گاز می‌باشند.
• لوله اسپیرال با حفظ ابعاد یکسان تولید شده و از یکنواختی مطلوبی برخوردار است، یکنواختی لوله از پارامترهای مهم در صنایع نفت و گاز می باشد.
• از دیگر خواص این لوله‌ها ویژگی مقرون به صرفه بودن است و استفاده از آنها می‌تواند صرفه جویی اقتصادی را به همراه داشته باشد.
• ممکن است گاهی در زمان نصب نیاز به اقداماتی همچون خم کاری داشته باشیم. لوله اسپیرال قابلیت خم کاری دارد و می تواند تامین کننده نیاز صنایع باشد.
• لوله اسپیرال برای تولید و ساخت تحت تاثیر عوامل مختلف همچون درزجوش و نورد ورق قرار می گیرند و همین موضوع مقاومت آن ها را در برابر شرایط و تنش های مختلف افزایش می دهد.
• این لوله‌ها در برابر شکست و ترک، مقاومت و استحکام مناسبی دارد، تولید و فرآیند ساخت اسپیرال با حفظ انعطاف پذیری لوله انجام می شود.
• از یک ورق با عرض ثابت می توان لوله‌هایی با قطرهای گوناگون تولید کرد. همچنین می توان ورق هایی با عرض گوناگون را برای تولید لوله‌هایی با قطر یکسان مورد استفاده قرار داد.

آزمون‌های تولید لوله پلی اتیلن اسپیرال:

• شاخص جريان مذاب ( استاندارد ملی 1-6980 )
• تعيين چگالي ( استاندارد ملی 1-7090 )
• تست کشش درز ( ISO 13262 )
• اندازه گيري ابعاد و بررسي ظاهري لوله ( استاندارد ملی 2412 )
• آزمايش القاء اکسایش T ( استاندارد ملی 6-7186 )
• آزمون سفتی حلقوی لوله ها ( استاندارد ملی 11436 )
• آزمون انعطاف پذیری حلقوی ( استاندارد ملی 10607 )

بررسی برخی از آزمون‌های لوله اسپیرال

1. شاخص جریان مذاب

آزمون شاخص جریان مذاب سرعت جریان ذوب مواد در دما و زمان ثابت اندازه گیری می شود. تا از نتایج حاصل چگونگی رفتار مواد در داخل اکسترودر بررسی شود. این آزمون برای مواد اولیه (جهت تایید کیفیت مواد) و نیز بر روی محصول انجام می شود.

2. تست کشش درز 

با استفاده از دستگاه‌های تخصصی آزمایشگاهی، خواص مکانيکي لوله‌هاي پلي اتيلن، از جمله حداکثر استحکام در برابر بار خارجي، ميزان تغيير طول در نقطه پارگي، تعيين ضريب الاستيسيته و ميزان خمش تحت اثر بارهاي سه نقطه‌اي را مي‌توان اندازه‌گيري کرد.

3. اندازه‌گيري ابعاد و بررسي ظاهري لوله 

لوله‌هاي پلي اتيلن بايد عاري از هرگونه ناصافي (داخلي و سطحي) و خلل و فرج عميق باشند.

فرورفتگي‌هاي جزئي به شرط آنکه ضخامت را تا کمتر از حد مجاز کاهش ندهند مجاز هستند.

تعيين دقيق ضخامت جداره لوله، با استفاده از کوليس‌هاي کاليبره در مقطع برش و ضخامت سنج اولتراسونيک در طول يک شاخه لوله و قطر خارجي لوله با استفاده از نوارهاي فلزي مدرج (سيکرومتر) و در طول يک شاخه از لوله، انجام می شود.

 

لوله اسپیرال مسلح و کاربردهای دیگر آن

ساخت لوله‌های دوجداره پلی اتیلن به روش کاروگیت اسپیرال و اسپیرال در قطرهای داخلی بالاتر از 800 میلیمتر تا 2500 میلیمتر این امکان را می دهد تا از این نوع لوله‌ها بتوان در ساخت مخازن ذخیره آب و اسید استفاده کرد.

همچنین متخصصین  با ایجاد کاربری‌های مختلف دیگر از این لوله‌ها از جمله جهت ساخت سپتیک تانک و منهول و پکیج‌های تصفیه فاضلاب، استفاده از لوله اسپیرال مسلح و کاربردهای آن را افزایش داده‌اند.

به طوریکه در مقایسه با انواع فلزی و بتنی مخازن مشابه دارای دوام بیشتر و وزن کمتر می‌باشد. همچنین قابل ذکر است که این مخازن هم به صورت دفنی در زیر سطح زمین و هم به صورت روکار طراحی و ساخته می‌شوند.

تولید یک مرحله ای لوله اسپیرال کاروگیت

کاهش هزینه ماشین الات و کارگاه ، کاهش میزان مصرف برق ، سادگی و سرعت استارت خط، ضایعات کمتر و یکنواختی کیفیت از مزایای سیستم طرح تولید یک مرحله‌ای لوله اسپیرال کاروگیت می‌باشد .

استفاده از لوله اسپیرال مسلح و کاربردهای زیاد آن در دنیای امروز به دلیل مقاومت بالای ناشی از فاصله جدار بالایی و پایینی دیواره لوله و قیمت بسیار پایین نسبت به سایز و مقاومت قابل تحمل آن و همچنین عمر بسیار طولانی ناشی از جنس پلی اتیلن در حال گسترش و کارخانه های تولید این نوع لوله رو به افزایش است .

روش تولید لوله های پلی اتیلن اسپیرال و اسپیرال کارو گیت با روش سنتی و معایب این روش

لوله‌های پلی اتیلن که با روش اسپیرال یا حلزونی تولید می‌شوند شامل دو بخش می‌باشند که بخش اول کار ساخت یک پروفیل چهار ضلعی را به عهده داشته و بخش دوم پیچش پروفیل دور یک قالب به صورت اسپیرال و جوش فاصله بین پروفیل‌ها بوسیله پلی‌اتیلن است .

1. بخش اول (تولید پروفیل) که خود به اندازه یک خط تولید لوله تک جداره است باید عمود بر بخش دوم قرار گیرد و این حالت L بودن علاوه بر طولانی شدن زیاد خط تولید باعث نیاز به فضای بسیار بیشتری از طول خط و در واقع هدر رفتن بخشی از فضای کارخانه می‌شود
2. تعداد ماشین آلات زیاد و در نتیجه قیمت بالای خط تولید
3. هزینه نگهداری و استهلاک زیاد
4. مصرف برق بالا به دلیل تعدد بخش‌ها و عدم استفاده بهینه از آنها
5. ضایعات خط در زمان استارت و همچنین در طول تولید (به دلیل طولانی بودن خط)
6. استارت بسیار مشکل و زمان بر
7. غیر یکنواخت بودن کیفیت تولید در سرعت بسیار بالا
8. نیاز به یک اپراتور برای کنترل هر بخش و در کل به دو اپراتور (به جز کارگران ساده )برای کل خط از معایب دیگر این روش می باشند .

روش تولید لوله‌های پلی اتیلن اسپیرال و اسپیرال کارو گیت با روش یک مرحله‌ای

بخش خنک کننده

دلیل اصلی طولانی بودن خط تولید و مخصوصا بخش اول آن نیاز به خنک کردن پروفیل است، در روش سنتی پروفیل وارد یک حمام اسپری شده و از بیرون خنک می‌شود.

اگر دیواره را چندین لایه بهم چسبیده با ضخامت کم در نظر بگیریم در این حالت لایه زیرین سطح حرارت خود را با سطح لوله تقسیم و بخشی از حرارت به سطح انتقال و لایه بعدی نیز حرارت خود را با لایه زیر سطحی تقسیم کرده و این عمل تا مغز لوله ادامه پیدا می‌کند.

پر واضح است که زمان بسیار زیادی طول خواهد کشید تا مغز لوله نیز سرد شود پس زمان بسیار زیادی برای خنک کاری مورد نیاز خواهد بود.

درروش جدید علاوه بر خنک کاری سطح خارجی سطح داخلی نیز بصورت موازی با آب خنک می‌شود، این کار زمان خنک شدن سطوح را به یک چهارم روش سنتی کاهش می‌دهد.

پلی اتیلن رسانای خوبی برای حرارت نیست و زمان زیادی طول خواهد کشید که حرارت از مغز لوله به سطح خارجی منتقل شود، اما در روش جدید به دلیل نصف شدن ضخامت (بخاطر حرارت دهی از هر دو سمت ) در این زمان نیز صرفه جویی شده است .

قالب درونی

در روش سنتی در بخش دای هد یک پروفیل چهار ضلعی با ابعادی بزرگتر از ابعاد مورد نظر تولید و با کشیدگی به ابعاد مورد نظر می‌رسد و در همین لحظه وارد حمام وکیوم شده و فشار منفی وکیوم شکل پروفیل را حفظ و همزمان آنرا با آب خنک می‌کند.

در سرعت‌های بالا وکیوم همیشه توانایی حفظ شکل را نداشته و تغییر شکل ایجاد می‌شود .

در این طرح استفاده از یک قالب داخلی بجای استفاده از قالب خارجی وکیوم برای شکل دهی به پروفیل و قالب داخلی به اندازه داخل پروفیل مورد نظر می‌باشد.

در نتیجه پروفیل اولیه که سایزی بیشتر دارد با کشیده شدن به سایز مورد نظر رسیده به روی قالب داخلی حرکت می‌کند، بنابراین دیگر نیازی به وکیوم و خنک کردن سریع همزمان با وکیوم (که گاها به درستی اتفاق نمی‌افتد) نیست.

بنابراین با بالا رفتن سرعت تولید با وجود قالب داخلی هیچ اتفاق بدی برای شکل پروفیل نمی افتد، همچنین قالب داخلی را می توان به صورت خمیده ساخت و در نتیجه پروفیل به صورت خمیده تولید می شود و دیگر نیازی به صرف وقت و انرژی برای خم کردن آن نیست که این کار در روش های قدیمی غیر ممکن است.

همینطور به دلیل خم بودن پروفیل تغییر شکلی که در سیستم قبلی بر اثر خم کردن پروفیل مستقیم به وجود می‌آید در این سیستم اتفاق نمی‌افتد و در نتیجه تولیدی با کیفیت همراه با سرعت بالاتر خواهیم داشت .

معایب لوله اسپیرال چیست ؟

یکی از معایب لوله‌های اسپیرال مربوط به مرحله ساخت آن است. در برخی شرایط ممکن است سطح مقطع لوله‌های اسپیرال در زمان ساخت به جای دایره به شکل بیضی تغییر کرده باشد.

عیب دیگری که به لوله‌های اسپیرال وارد است، این است که امکان رخ دادن چروکیدگی در این نوع لوله نسبت به سایر لوله‌ها بیشتر است.

 

شرکت بازرگانی پانیذا پلیمر می‌تواند شما تولید کنندگان عزیز را که تازه پا به عرصه این کار گذاشته‌اید در زمینه راه اندازی خطوط تولید و تولید کنندگان قدیمی‌تر را با تامین مواد اولیه مورد نیاز همراهی نماید.