لوله PEX ، مزایا و معایب استفاده از آن
لوله PEX ، مزایا و معایب استفاده از آن
PEX یک لوله پلاستیکی فشار قوی قابل انعطاف با درجه حرارت بالا با بیش از ۴۰ سال استفاده موفقیت آمیز در بازار اروپا است.
این لوله پلی اتیلنی اولین بار در اوایل دهه ۱۹۸۰ در آمریکای شمالی معرفی شد و در کاربردهای مختلف از جمله لوله کشی، خطوط انتقال آب، حفاظت از آتشسوزی، لولههای آبپاش آتشنشانی، گرمایش و سرمایش هیدرونیکی، ذوب برف و یخ و سیستم لولهکشیهای گرمایش از کف،دیوار و سقف استفاده میشود.
لزوم تولید PEX و تفاوت آن با PE
پلی اتیلن پر مصرف ترین عضو خانوادۀی پلیمرها است. این پلیمر به دلیل مقاومت شیمیایی مطلوب، طول عمر بالا، انعطاف پذیری خوب و قیمت مناسب در بسیاری از صنایع همچون لوله، کابل، الیاف، مخازن و غیره کاربرد دارد.
اما بزرگترین عیب این پلیمر، عدم سرویس دهی و کارایی در دماهایی بالاتر از 60 درجه سانتیگراد است.
این مشکل، سرویس دهی پلی اتیلن در کاربردهایی همچون لولههای آب گرم یا شرایط افزایش ناگهانی دما در لحظاتی مثل اضافه بار روی سیمها را با مشکل روبرو میکند.
از این رو پلی اتیلن طی عملیات فرآیندی ویژه ای با ایجاد اتصالات عرضی تحت عنوان “شبکه ای شدن” به پلیمری با خواص حرارتی برتر تبدیل می شود.
در پلیاتیلن شبکهای شده (PEX یا XLPE)، بعضی از خواص همچون مقاومت شیمیایی و مقاومت تنش محیطی (ESCR) به طور موثری افزایش مییابد.
تعریف پلی اتیلن شبکهای PEX
یک ماده پلی اتیلن تغییر یافته است که با استفاده از یک ماده شیمیایی یا یک فرآیند فیزیکی، زنجیرههای پلیمری آن از نظر شیمیایی به هم متصل شده وساختار مولکولی پلی اتیلن را تغییر میدهند.
تغییر ساختار پلی اتیلن به PEX برای لولهها منجر به بهبود خصوصیاتی مانند مقاومت حرارتی، راندمان فوقالعاده، مقاومت شیمیایی و مقاومت در برابر رشد کند ترک می شود.
لوله PEX (لولههای پلی اتیلن شبکهای) :
این لولهها توسط فرآیند اکستروژن در اندازههای قطر اسمی ۴/۱ تا ۳ اینچ تولید میشوند.
ابعاد این لولهها باتوجه به اندازه قطر خارجی (OD) تنظیم شده و اساساً در ابعادی که به طور معمول CTS (معیار واحداندازه لوله مسی) گویند، تولید میشوند.
ضخامت دیواره این لولهها بر اساس نسبت ابعاد استاندارد ۹ (SDR9) است، به این معنی که نسبت OD به ضخامت دیواره لوله ۱به ۹ (۱:۹) است.
سه روش اصلی برای تولید این لوله ها وجود دارد :
- فناوری پراکسید (Peroxide Method)
این روش که به نام “Engel” نیز شناخته شده است، از یک اکسترودر خاص با پیستون استفاده میکند.
پراکسید موجود در فرمولاسیون، با حذف هیدروژن پلیاتیلن، پیوند کربن-کربن ایجاد میکند.
پلیاتیلن حاوی پراکسید، تحت دمای کنترل شده، به سرعت ذوب میشود تا از ایجاد اتصالات عرضی پیش از موعد جلوگیری شود.
سپس مذاب حاصل، درون یک لوله با قالبهای مناسب و ویژه وارد شده و از طریق اکستروژن شکلدهی نهایی برروی محصول صورت میگیرد.
در این مرحله حرارتدهی در فشار بالا انجام شده و پراکسیدها فرصت ایجاد اتصالات عرضی را پیدا میکنند .
همچنین گاز متان در این فرآیند به عنوان محصول جانبی تولید میشود، که این گاز تا مرحله آخر درون قطعه محبوس گردیده و باید با دقت خارج گردد.
از معایب این روش، امکان متخلخل شدن محصول است که در صورت خروج ناگهانی گاز متان در مرحلۀ نهایی اتفاق میافتد.
- فناوری سیلانی (Silane)
فناوری سیلانی برای اولین بار توسط شرکت داوکورنینگ (Dow Corning) در سال ۱۹۶۸ و به شکل دو مرحلهای ابداع گردید.
در این روش، ابتدا طی فرآیند اکستروژن یک مولکول سیلان واکنش پذیر با ستون فقرات پلی اتیلن مخلوط میشود.
سپس در ادامه پس از اتمام اکستروژن، پلیاتیلن گره خورده با سیلان از طریق ترکیب با کاتالیزور، و عبور از بخار یا آب گرم (عامل حرارت و رطوبت) به پلیاتیلن شبکهای تبدیل میشود.
- فناوری اشعه (Radiation Method)
فناوری اشعه، روشی فیزیکی است که با قرار دادن پلیاتیلن تحت تابش انجام میگیرد و برای ایجاد اتصالات عرضی پلیاتیلن، از تابش الکترون، امواج گاما و یا تابش ماوراء بنفش استفاده میشود.
در این روش، الکترونهای برانگیخته شده با اشعه، به مولکولهای کربن اطراف خود حمله کرده و با جدا کردن یک اتم هیدروژن از آن، کربن رادیکال آزاد تولید میکنند.
دو مولکول برانگیخته با شرایط مشابه با نزدیک شدن به هم، با یکدیگر پیوند برقرار کرده و با ترکیب این پیوندها، اتصال عرضی ایجاد میشود
مزایای لوله PEX:
- ایمن بودن لولههای آب آشامیدنی در طولانی مدت
- مقاومت در برابر خوردگی و رسوبات
- مقاومت در برابر کلر و کلرامین
- انعطاف پذیر بودن برای نصب سریع
- مقاومت در برابر یخزدگی
- سبک بودن و به دنبال آن حمل و نقل آسان
- مقاومت در برابر صدا و نیروی جریان آب
- گزینههای متعدد اتصال این لولهها
کاربردهای لوله PEX :
- خطوط لولهکشی آب، با قطر ۴/۱ تا ۳ اینچ
- توزیع لولهکشی آب سرد و گرم با کاربری مسکونی و تجاری
- روکش سیم وکابلهای فشار قوی (ازمتوسط ۵۰ کیلوولت تا ۳۰۰ کیلوولت)
- سیستمهای گرمایشی و سرمایشی صنعت ساختمان سازی (از کف، دیوارها و سقف ها)
- توزیع حرارت هیدرونیک (رادیاتور، فنکوئل و غیره)
- فیلمهای چند لایه برای نگهداری مواد غذایی در برابر گرما
- پروفیلهایی از جنس فوم با هدف افزایش مقاومت مکانیکی و حرارتی
- ذوب برف و یخ در فضای باز
- تهویه مطبوع و گرمایش زمین
- محصولات قالب گیری چرخشی (Roto-Mold) مانند مخزن سوخت خودرو
- محصولات قالب گیری بادی (Blow-Mold) مانند بطریهای نگهدارنده مواد شیمیایی
معایب لوله PEX :
هر چند لولههای پلیمری مانند پلیاتیلن ، پلی پروپیلن ، پلی بوتیلن و پلیاتیلن شبکهای شده ، دارای مزایایی نسبت به لولههای فلزی میباشند ولی دارای دو محدودیت مهم زیر نیز هستند :
ضریب انبساط حرارتی زیاد
بطور کلی ضریب انبساط حرارتی مواد پلیمری در مقایسه با فلزات بسیار بالا میباشد.
بعنوان نمونه ضریب انبساط حرارتی پلی پروپیلن و پلی اتیلن در محدود19/0 – 14/0 می باشد در صورتی که ضریب انبساط حرارتی فلزات کمتر از 02/0 میباشد.
هنگامی که آب گرم داخل لوله های پلیمری جریان یابد طول لولهها افزایش مییابد و در صورت بسته بودن شبکه لوله کشی ایجاد تنشهای حرارتی کرده و طول عمر لوله را کاهش میدهد.
در تصویر زیر لزوم آزاد بودن لولههای PEX در لوله کشی را به علت انبساط حرارتی زیاد لوله نشان میدهد
نفوذ اکسیژن
نفوذ اکسیژن به داخل آب بخصوص در سیستمهای حرارتی مثل شوفاژ تخریب اجزای فلزی را به شدت افزایش میدهد.
گرید ایرانی پلی اتیلن برای تولید لوله PEX:
بهترین گرید از بین پلی اتیلن های تولید ایران برای ساخت لوله PEX پلی اتیلن سبک فیلم گرید 0075 ساخت پتروشیمی بندر امام میباشد.
دیدگاهتان را بنویسید