تفاوت لوله های پنج لایه با تک لایه در چیست؟ (2)

لوله های تک لایه

لوله تک لایه که به نام های مختلف لوله پلی پروپیلن، لوله PP، لوله سبز و لوله سفید مشهور است، نتیجه تکامل فناوری در جهت حذف و جایگزینی لوله های فلزی برای انتقال آب میباشد.

لوله های تک لایه اولیه به رنگ سبز بوده و به سبب ترکیب ساختارشان (رنگدانه های سبز موجود در ترکیب آنها) باعث ایجاد بو و مزه در سیال عبوری (عموما آب) می شدند. از این رو کارخانجات تولید لوله های تک لایه این محصول را با تغییر اندک در ساختار به رنگ سفید تولید کردند که مشکل تغییر در مزه و بوی آب را نیز برطرف نمایند. اما هنوز هم در بازار بیشتر افراد لوله های تک لایه را با نام لوله های سبز می شناسند.

از لوله های تک لایه سبز امروزه بیشتر در تاسیسات تهویه مطبوع ساختمانها، سیستم های گرمایی خورشیدی، صنایع کشتی سازی، محیط های اسیدی و قلیایی، فاضلابهای صنعتی و ... استفاده می شود در حالی که بهترین گزینه برای لوله کشی های آب آشامیدنی لوله های تک لایه سفید هستند.

مزایای لوله های تک لایه

ساختار لوله های تک لایه بگونه ای است که در مقابل زنگ زدگی مقاومت بالایی دارد و موجود زنده ای در آن تولید و رشد نمی کند. در شرایط عادی (دمایی حدود 20 درجه سانتی گراد با فشار 25 اتمسفر) و بدون آسیب های محیطی لوله های تک لایه می توانند تا 50 سال عمر مفید داشته باشند؛ هرچند که محدوده دمایی استفاده از لوله های تک لایه می تواند از دمای 25 درجه زیر صفر تا 95 درجه بالای صفر گسترده شود اما قرارگیری در شرایط غیرمعمول ممکن است از طول عمر این نوع لوله ها بکاهد.

مزایای لوله تک لایه را می توان شامل مواردی به شرح زیر دانست:

• مقاومت بالا در برابر مواد شیمیایی
• مقاومت بالا در برابر ضربه
• عدم فرسایش و پوسیدگی
• عدم خوردگی و زنگ زدگی
• مقاومت در برابر رشد جلبک
• مقاوم در برابر نفوذ اکسیژن و نور خورشید
• عملکرد عایق در جهت انتقال صوت و حرارت
• عدم ایجاد تغییر در رنگ و مزه آب آشامیدنی
• نصب آسان
• ضایعات کمتر
• وغیره

معایب لوله های تک لایه

هرچند لوله های تک لایه نسل جدید که همان لوله های سفید هستند معایبی همچون نفوذ اکسیژن و نور خورشید به داخل لوله و تاثیر بر طعم و رنگ سیال جاری در آن را از بین برده اند اما این لوله ها نقص دیگری دارند که علت ترجیح بسیاری از افراد برای عدم استفاده از آنهاست و آن انبساط طولی بالای لوله های تک لایه است.

این لوله ها به سبب ساختار پلیمری واحدی که دارند با ایجاد فشار سیال درون خود در دراز مدت دچار انبساط طولی می شوند. این انبساط می تواند رفته رفته باعث نازک شدن لوله ها و از دست رفتن مقاومت مطلوب آنها شود. برای جبران این نقص برخی از پیمانکاران استفاده از پوشش هایی از مصالح مختلف همچون سیمان را بر روی لوله های تک جداره ترجیح می دهند این موضوع می تواند از انبساط طولی لوله ها بکاهد. همچنین برخی دیگر، استفاده از بست و جلوگیری از عملکرد آزاد لوله را با محکم کردن آن به دیوار راه حلی برای رفع مشکل انبساط طولی بالای لوله های تک لایه می دانند.

تفاوت لوله تک لایه و پنج لایه

همانطور که گفته شد لوله های تک لایه، پلیمرهایی از جنس پلی پروپیلن هستند که به صورت لوله ای و عمدتا استوانه با مقطع دایره درآمده اند. این لوله ها در حال حاضر به رنگ سفید رایج تر هستند.

در حالی که ساختار لوله های پنج لایه، به گونه ای است که لایه ای آلومینیومی توسط دو لایه پلی پروپیلنی ساندویچ شده و چسبی سبب اتصال این لایه ها به هم و در مجموع به وجود آمدن 5 لایه شده است.

منبع

تفاوت لوله های پنج لایه با تک لایه در چیست؟ (1)

لوله های پنج لایه

همانگونه از نامشان پیداست، لوله های پنج لایه ترکیبی از پنج لایه مختلف می باشند و پس از لوله های تماما فلزی و تماما پلیمری به عنوان یک ترکیب جایگزین دارای هر دو ماده پلیمر و فلز وارد بازار شده اند. در تولید این لوله ها لایه فلزی میانی مابین دو لایه پلیمری قرار می گیرد و اتصال آنها توسط دو لایه چسب صورت می پذیرد و در مجموع محصولی تولید می شود که معایب لوله های فلزی و تک لایه پلیمری را با هم حذف می کند.

همچنین لوله پنج لایه مجموع مزایای لوله های فلزی و پلیمری تک لایه را نیز در خود جای می دهد. به عنوان مثال دقت داشته باشید که لوله های فلزی مقاومت بالایی در دما و فشارهای مختلف دارند اما وزن سنگین و نصب دشوار آنها نقصانی در کاربردشان محسوب می شود، همچنین لوله های فلزی به سرعت دچار خوردگی شده و زنگ می زنند.

در مقابل لوله های تک لایه پلیمری وزن سبک دارند و نصب شان آسان است اما مقاومت زیادی در نوسانات دمایی ندارند. حالا لوله های پنج لایه نسل جدید وزن متعادلی داشته، به سبب تماس لایه پلیمری آنها با سیال درون لوله و هوای بیرون، دچار خوردگی و زنگ زدگی نمی شوند، نصبشان آسان است و مقاومت خوبی در برابر تغییرات دما از خود نشان می دهند.

برندهای مختلف لوله های پنج لایه به سبب مزایای فراوانی که دارند کاربردهای زیادی نیز در انواع زمینه ها پیدا کرده اند. در صنعت ساختمان سازی می توان از آنها برای لوله کشی و انتقال آب سرد و گرم، سیستم های سرمایش و گرمایش و ... استفاده کرد. همچنین در صنعت پزشکی نیز از لوله های 5 لایه در دستگاه های دیالیز و دستگاه های تنفسی برای انتقال سیالات و گازها استفاده می شود.

مزایای لوله های پنج لایه

در حالت کلی مزایای لوله پنج لایه را می توان شامل مواردی به شرح زیر دانست:

• لوله های پنج لایه گستره دمایی بالایی برای استفاده دارند.
• عایق حرارت هستند و سیال گرم را بدون اتلاف انرژی منتقل می کنند.
• امکان نفوذ اکسیژن به درون لوله در مورد لوله های پنج لایه به صفر رسیده است.
• لوله های 5 لایه در خواص آب تغییری ایجاد نکرده و طعم و بوی خاصی به آن نمی دهند.
• مقاومت شیمیایی بالایی دارند و برای انتقال مواد شیمیایی قدرتمندی چون اسیدها و بازها مناسب هستند.
• فشار آب در این لوله به سبب سطح داخلی صاف و صیقلی آنها دچار تغییر نمی شود و یکنواخت است.
• نصب آنها آسان است و از این رو فرآیند لوله کشی با استفاده از لوله های 5 لایه زمانبر نیست.
• این لوله ها همانطور که گفته شد به سبب سطح پلیمری خود دچار رشد جلبک یا سایر موجودات زنده مزاحم نمی شوند.
• در لوله های 5 لایه به سبب ساپورت لایه فلزی توسط لایه های پلیمری هیچگاه زنگ زدگی مشاهده نمی شود.
• در مواقع اضطرار و حوادث غیر مترقبه همچون زلزله، لوله های 5 لایه مقاومت بالایی از خود نشان می دهند.
• این لوله ها تقریبا اشتعال ناپذیر محسوب شده و مقاومت بالایی در برابر شعله دارند.
• هزینه خرید و نصب لوله های پنج لایه مناسب و در درازمدت مقرون به صرفه است.
• عمر مفید لوله های پنج لایه زیاد بوده و دوام خوبی از خود نشان داده اند.

معایب لوله های پنج لایه

همانطور که گفته شد چون لوله های پنج لایه حالت تکامل یافته لوله های فلزی و پلیمری تک لایه هستند و در ایده تولید آنها تمام معایب لوله های نسل پیشین در نظر گرفته شده است، برای برطرف کردن این معایب در مورد لوله های پنج لایه کاملا فکر شده عمل شده است از این رو برای این لوله های مدرن معایب مشخصی در منابع معتبر ذکر نشده است.

این موضوع عدم نقصان در عملکرد و کارایی لوله های پنج لایه است که شاید سبب کاربرد فراوان آن در انواع صنایع و ساختمان سازی گشته و با استقبال بالایی از سوی فعالین حوزه ساخت و ساز و پیمانکاران مواجه ساخته است.

منبع

انواع لوله و مشخصات آنها (2)

لوله وسیله ای است که از آن برای انتقال منظم جریان سیال استفاده می‌­شود. لوله کشی در صنایع فرآیندی و پالایشگاهی، مصارف شهری و انتقال آب و فاضلاب، نیروگاه ها، جایگاه های سوخت، سیستم ها و تأسیسات گرمایشی و سرمایشی، کلیۀ کارخانجات و آزمایشگاه ها و… کاربرد گسترده ای دارد. جنس مواد سازنده­ ی لوله ها معمولاً از فولاد، فولادهای آلیاژی، مس، آلومینیوم، برنج، مواد پلیمری، پلاستیک مانند PVC و … می‌­باشد.

جنس لوله ها

انتخاب جنس مناسب برای لوله از لحاظ مقاومت لوله و عمر کارکرد آن از اهمیت بسیار بالایی برخوردار است. در این انتخاب باید عوامل مختلفی نظیر شرایط محیطی کارکرد لوله، دما و فشار سیال عبوری و خورندگی سیال در نظر گرفته شود. در این زمینه استاندارهای مختلفی وجود دارد که استاندارد های API و ASTM مهمترین استانداردها در زمینۀ انتخاب جنس لوله هستند.

اغلب لوله های مورد استفاده در صنعت از جنس فولاد هستند. لوله های فولادی معمولاً به دو صورت درز دار و بدون درز ساخته می­‌شوند. لوله های درزدار به وسیلۀ اتصال پلیت های خم شده و لوله های بدون درز به صورت اکسترودینگ توسط قالب های مختلف تولید می­‌شوند.

لوله های پلاستیکی عمر زیادی داشته و در برابر خوردگی و مواد شیمیایی مقاوم هستند. همچنین به علت انعطاف پذیری که دارند، فرآیند لوله کشی را تسهیل می­‌کنند و در خیلی از موارد بدون نیاز به اتصالات می­‌توانند تغییر زاویه دهند. اصولاً برای انتقال مایعات خورنده مثل اسیدهای معدنی، گازهای خورنده و ترکیبات شیمیایی از لوله های پلاستیکی استفاده می­‌شود. هرچند که امروزه به علت ارزان بودن این لوله ها و سبک بودن و انعطاف پذیری بیشتر آن­ها، در لوله کشی های مربوط به آب و تأسیسات خانگی هم از لوله های پلاستیکی استفاده می­‌کنند.

انواع مواد سازندۀ لوله های پلاستیکی عبارتند از : پلی پروپیلن و پلی اتیلن (PE)، پلی بوتیلن (PB)، پلی وینیل کلرید (PVC)، اکریلو نیتریل بوتادین استیرن (ABS) و… . از این پلاستیک ها به سه روش در ساخت لوله ها استفاده می­‌شود: به صورت لوله های تمام پلاستیک، به شکل مواد پلاستیکی غنی شده ( تقویت شده با فیبر شیشه، غنی شده از کربن و…) و به صورت مواد پوشش دهنده یا آستر.

برای کاربردهای انتقال آب و فاضلاب معمولاً از لوله های چدنی مانند  Cast ironو Ductile iron استفاده می­شود. زمانی که جریان خاصیت خورندگی یا شیمیایی داشته باشد، لوله های چدنی مناسب نبوده و از فلزات دیگری مثل مس، نیکل، آلومینیوم، برنج، فولاد ضد زنگ و … برای ساخت لوله ها استفاده می­‌شود. این لوله ها معمولاً دارای قیمت بالاتری نسبت به لوله های چدنی می‌­باشند.

استفاده از مس و آلیاژهای آن در خطوط ابزار دقیق، کارخانجات و صنایع غذایی و تجهیزات انتقال حرارت بسیار مرسوم است؛ هرچند که استفاده از فولاد ضد زنگ (Stainless Steel) هم در این موارد روبه افزایش است.

برای برخی کاربردها مانند آزمایشگاه ها و یا یک سری مواد شیمیایی خاص از لوله های شیشه ای استفاده می‌­کنند. اگر این لوله های شیشه ای از جنس پیرکس (Pyrex) باشند، نسبت به تغییرات ناگهانی در درجه حرارت مقاوم تر هستند اما فشار کارکرد آن­ها کمتر است.

محدوده­ ی دما و فشار کاری لوله ها

لوله ها با توجه به جنسشان و نوع و غلظت سیال عبوری از آن­ها باید در محدودۀ دما و فشار مناسب با خود، کار کنند. لوله های کربن استیل در دماهای بالا مقاومت مناسبی ندارند و بهتر است از آن­ها برای دمای پایین استفاده شود. فولاد ضد زنگ (Stainless Steel) جنس مناسبی برای عملکرد لوله در دماهای بالا می‌­باشد. همچنین لوله های پلاستیکی اصولاً مقاومت دمایی بالایی ندارند و نمی­‌توان از آن­ها برای جریان های دما بالا مانند جریانات بخار داغ استفاده کرد.

استاندارد ANSI B31.3 محدودۀ فشار مناسب برای انواع لوله های فولادی را بیان کرده است. در صورتی که فشار جریان سیال بالا باشد، لولۀ مورد نظر باید بتواند تنش های حاصل از جریان را تحمل کرده و دچار ترک و شکست نشود. به طور کلی برای لوله های تحت فشار مانند لوله های انتقال گاز استفاده از جنس فولاد ضد زنگ بهتر است و از لوله های پلاستیکی و PVC نمی­توان برای فشارهای بالا بهره جست.

حفاظت در برابر خوردگی

ایجاد یک سری واکنش های شیمیایی و الکتروشیمیایی در سطح داخلی و خارجی لوله که موجب تخریب تدریجی ساختمان لوله می‌­شود را خوردگی می‌­گویند. به منظور محافظت از لوله در برابر خوردگی و جلوگیری از انجام این واکنش ها باید اقدامات خاصی روی آن­ها صورت گیرد. میزان خوردگی ایجاد شده در لوله با توجه به نوع سیال عبوری از آن، محیط قرارگیری لوله و دما و غلظت سیال عبوری متفاوت است.

پوشش های داخلی و خارجی لوله

پوشش هایی که در سطح داخلی لوله ها برای حفاظت در برابر خوردگی استفاده می­‌شوند عمدتاً از جنس پلاستیک ها و پلیمرها می­‌باشند. که به صورت یک لایه یا چند لایه داخل لوله ها قرار می­‌گیرند و در برابر مواد خورنده عبوری از لوله مقاومت خوبی را دارا هستند.

اما در اکثر موارد لازم است تا پوستۀ خارجی لوله هم به دلیل مجاورت با رطوبت، هوا، آب و مواد شیمیایی محافظت گردد. حفاظت لایۀ بیرونی لوله به خصوص برای لوله های مدفون در خاک و سیستم های لوله کشی زیر آبی در صنایع نفت و گاز از اهمیت بسیار بالایی برخوردار است.

در خطوط انتقال نفت خام و فراورده های نفتی معمولاً یک لایه قیر و پشم شیشه دور لوله می‌­پیچند. همچنین در برخی موارد از پوشش های پلی اتیلن به همراه یک لایه نوار پرایمر اپوکسی در سطح خارجی لوله استفاده می­شود. این نوع پوشش برای لوله های مدفون در خاک بسیار رایج است.

همچنین رنگ آمیزی و استفاده از مواد ضد زنگ در بدنۀ لوله برای تمام لوله های فولادی در معرض هوا امری واجب است. طبق استاندارد AWWA آمریکا برای رنگ آمیزی سطوح خارجی لولۀ فولادی باید از یک پرایمر از نوع Organic Zinc Rich و دو لایه رنگ پوششی از نوع Chlorinated Rubber – alkyd  استفاده شود.

حفاظت کاتدی

حفاظت کاتدی (Cathodic protection) عبارت است از جلوگیری یا کاهش خوردگی فلز با اعمال یک جریان الکتریکی مستقیم خارجی، یا اتصال فلز لوله به یک فلز از بین رونده تر که نقش آند را بازی می­‌کند و تبدیل بدنۀ لوله به کاتد. قبل از اعمال حفاظت کاتدی، فلزی که خورده می‌­شود دارای مناطق کاتدی و آندی یعنی منفی و مثبت به طور همزمان است که با برقراری جریان، این فلز به طور کامل به قطب مثبت یا آند تبدیل می‌­شود.

حفاظت کاتدی به دو روش انجام می‌­شود که عبارتند از: حفاظت کاتدی با اعمال و تزریق جریان برق مستقیم و حفاظت کاتدی بدون استفاده از جریان برق و با استفاده از آندهای فنا شونده. جریان برق مورد استفاده در حفاظت کاتدی عموماً از نوع جریان مستقیم (DC)  می‌­باشد.

با برقراری جریان بین دو فلز، قطب آند شروع به تخریب کرده و جلوی واکنش های شیمیایی و خوردگی در قطب کاتد که بدنۀ لوله است را می­‌گیرد.

منبع