مقایسه لوله های پلی اتیلن با لوله های GRP

لوله پلی اتیلن نسبت به لوله GRP از ویژگی های بسیاری برخوردار است که در ادامه به بررسی این دو نوع لوله می پردازیم.

لوله های GRP

ين لوله ها در موارد زير به كار می روند: 1. انتقال آب 2. سيستم هاي فاضلاب 3. انتقال مايعات خورنده شيميايي مانند اسيدها و بازها 4. سيستم هاي مكش آب دريا براي پالايشگاه ها و پتروشيمي ها 5. شبكه هاي آتش نشاني 6. خطوط زير دريا

این لوله ها در دو نوع می باشند:

• لوله های GRP ناپیوسته

لوله های GRP ناپیوسته به لوله هایی اطلاق می شود که برای تولید آنها الیاف شیشه ، رزین و ماسه سیلیسی بر روی یک قالب فلزی دوار با ابعاد هندسی مشخص ، پیچیده می شوند . کلمه ناپیوسته به این مفهوم است که لوله تنها به اندازه طول قالب تولید گشته و تولید لوله پیوسته نمی باشد .

• لوله های GRP پیوسته

لوله های GRP پیوسته به لوله هایی گفته می شود که برای تولید آنها از یک قالب فلزی متغیر و سیستم الیاف پیچی پیشرفته استفاده می گردد. در این سیستم لوله هایGRPدر طول های دلخواه و بصورت پیوسته و ممتد تولید شده و محدودیت طولی در آنها وجود ندارد.

مزایا  لوله های جی آر پی

• مقاومت در برابر خلاء کامل
• حداقل طول عمر 50 سال
• مقاومت در برابر خورندگی و عدم نیاز به پوشش داخلی و خارجی
• قابلیت تولید در طول‌های بلند (12- 6 متر )
• مقاومت مکانیکی خوب و جذب نیروهای وارده در اثر ضربه به علت دارا بودن خاصیت ارتجاعی
• صافی سطحی داخلی لوله و در نتیجه افت فشار کمتر نسبت به برخی از لوله‌ها.
• سبکی وزن و نصب سریع‌تر
• استفاده از کوپلینگ دو واشره جهت اتصال لوله‌ها به یکدیگر و امکان استفاده از فلنج فایبرگلاس جهت اتصال به انواع دیگر لوله‌ها
• امکان نصب زیرزمینی لوله‌ها تا حداکثر عمق 16 متر (تحمل بار خاک) و حداقل 1متر (حمل بار ترافیک )
• تولید در اقطار 100 تا 2400 میلیمتر تا فشار کاری 32 بار

مزایای لوله های پلی اتیلن نسبت به لوله های جی آر پی

1- استحكام كششي

استحكام كششي لوله پلی اتیلن حدودا بيش از 24 برابر لوله GRP مي باشد

برخلاف لوله GRP، لوله‌هاي پلي‌اتيلن در مقادير تنش كششي دچار خزش مي‌شوند.در اینگونه موارد لوله GRPاز خود رفتار داکتیل نشان می دهد و می شکند .

هنگام كاهش سرعت بارگذاري روي لوله پلي‌اتيلن، يا هنگامي كه لوله تحت بار ثابت براي مدت زمان طولاني قرار مي گيرد، مولكول‌ها فرصت جداشدن و آزاد شدن از يكديگر را دارند كه اين امر باعث تقليل تنش مورد نياز براي تغيير شكل و جلوگیری از عدم شکست می شود که دامنه کاربرد آن را برای اجرای پروژه های زیرزمینی با ریسک جابجائی زمین و یا ناصاف بودن آن ساده تر و کاربردی تر می نماید .

2- مقاومت فشاري

مقاومت در مقابل فشار هيدرواستاتيك تركيدگي لوله پلی اتیلن بسیار بیشتر از لوله GRPاست. مستقيم‌ترين روش جهت اندازه‌گيري مقاومت لوله مقابل فشار، تست هيدرواستاتيك است. تمامي لوله‌هاي پلی اتیلن كه تا مرحله شكست تحت فشار قرار گرفتند فقط دچار ترك به طول ٣٧ تا ١٠٠ سانتيمتر شدند درحالي كه تمامي لوله‌هاي GRP در این فشار می شکنند .

لوله های پلی اتیلن می تواند تا فشار 10mpaa را تحمل نماید و در برابر تغییرات زمین شناسی و زلزله بسیار مقاوم می باشد .ولی لوله های GRP در بربر این تغییرات بسیار شکننده هستند .

هيچ لوله GRP توليد نشده است كه قادر به تحمل فشار اسمي به بزرگي فشار اسمي قابل تحمل توسط لوله پلی اتیلن باشد.

3- استحكام ضربه

استحكام ضربه لوله پلی اتیلن بسیار بیشتر از لوله GRP است. استحكام ضربه يكي ديگر از مشخصات مهم انتخاب لوله است. اين ويژگي بيشتر از ساير خواص، در شرايط حمل و نقل و نصب موثر است. شكل 5 استحكام ضربه لوله پلي‌اتيلن را با لوله GRP مقايسه مي‌كند. آزمايشات به هر دو روش شارپي و ايزود و در دمـــاي 2±21 درجه سانتيگراد انجام شده است.

4- سازگاری با محیط زیست

تولید لوله های پلی اتیلن هیچگونه آثار زیست محیطی ندارد و لوله های پلی اتیلن نیز در مقابل حمله میکرو ارگانیسم ها مقاوم می باشند چراکه پلی اتیلن ماده تغذیه کننده ای برای آنها نمی باشد .با توجه به استفاده از الیاف شیشه در تولید لوله های GRP می تواند به محیط زیست صدمه بزند ولی لوله های پلی اتیلن به عنوان لوله های دوستدار محیط زیست قلمداد می شوند .

5- مقاومت در برابر مواد شیمیائی

لوله های پلی اتیلن از مقاومت قابل توجهی در مقابل مواد شیمیائی آلی و غیرآلی برحوردار می باشد از این منظر لوله های GRP بخاطر استفاده از مواد رزینی از مقاومت کمتری نسبت به مواد پلی اتیلن برخوردار می باشد .

6- شرايط بستر سازی

نظر به ضعف ذاتي لوله‌هاي GRP، شرايط بستر در مورد اين نوع لوله بسيار مهمتر از لوله پلی اتیلن مي‌باشد. بستر مناسب براي كنترل اعوجاج كه تنها معيار طراحي لوله های GRP در مقابل بارهاي خارجي است مورد نياز است. استاندارد كارگذاري لوله های GRP بيان مي‌دارد كه بستر لوله بايد شامل ريزترين ذرات ممكن خاك باشد كه بستگي به قطر لوله دارد. بنابراين خاك اطراف لوله بايد بقدري فشرده باشد كه نيروهاي جانبي را به صورت كاملاً يكنواخت به لوله اعمال ننمايد. همچنين خاك بايستي عاري از هرگونه مواد آلي باشد. كف بستر بايد مسطح و عاري از سنگ‌هاي بزرگ و كلوخه باشد چون اين سنگ‌ها باعث كاهش استحكام در اثر ايجاد سايش و خراش لوله مي‌گردند. لازم به يادآوريست بسياري از اين تمهيدات در عمل فراهم نمي‌گردد. برعكس بدليل استحكام ذاتي لوله های پلی اتیلن كف مسطح بدون خاك‌ريزي يا كف مسطح با خاك ريزي سبك براي بسياري از كاربردها در مورد لوله های پلی اتیلن كافي است. هرچند عدم رعایت این توع ترانشه گذاری نیز مشکلی برای لوله های پلی اتیلن فراهم نمی نماید .

7- اتصالات و قطعات

اتصال پذیری لوله پلی اتیلن ، ارزانتر و سريعتر از لوله GRP است. چون سریعتر آب بندی می شود و نشتی ندارد و سرعت پروژه را افزایش می دهد ضمن اینکه استفاده از چسب برای اتصال لوله های GRP با اتصالات عمر و استحکام این اتصالات را پائین می آورد و با کوچکترین تغییری شروع به نشتی می نماید .این مشکل به عنوان یک از یزرگترین مسائل مدیران اجرائی در پروژه های لوله کشی با لوله های GRP می باشد که آنها را برای اجرای یک خط لوله بدون نقص دچار مشکلات زیادی می نماید . با استفاده از مواد پلی اتیلن امکان ساخت انواع اتصالات وجود دارد که با استفاده از انواع روشهای جوشکاری می تواند خط لوله مطمئنی را طراحی و اجرا نمود.

مقایسه ساختاری بین لوله های HDPE با GRP ، GRE و استانداردهای مرتبط

مقایسه ساختاری بین لوله هایGRP و HDPE در آزمایشات از مطلوب‌ترین جنس پلی‌اتیلن فشرده یعنی نوع PE 100 به تصریح استاندارد AWWA C906 استفاده شده است. همچنین لوله‌های سایز 150 و 600 میلیمتر در هر دسته مورد مقایسه قرار گرفته‌اند.

از مقایسه ویژگی های ساختاری و عملكرد كوتاه مدت و بلند مدت لوله های GRP و لوله پلی اتیلن فشرده نیز مقایسه اسـتانداردهای AWWA در هر مورد ( AWWA C950 برای لوله GRP و AWWA C906 برای لوله پلی‌اتیلن) و همچنین آزمایشات عملی انجام شده انستیتو مواد مركب ساختاری Structural Composites Incو آزمایشگاه مهندسی پلاستیك و انیسیتو پلاستیک پایپ كه همگی مراكز تحقیقاتی ایالات متحده می‌باشند، نتایجی استنباط گردیده كه در زیر می‌آید.

• استحكام كششی
• مقاومت فشاری
• استحكام ضربه
• سازگاری با محیط زیست
• مقاومت در برابر مواد شیمیائی
• شرایط بستر سازی
• اتصالات و قطعات
• شناوری و اجرای پروژه های دریائی
• اثر خراشیدگی
• سهولت حمل و نقل

لوله های پلی اتیلن...