مقایسه لوله های پلی اتیلن با لوله های فولادی کربن استیل

امروزه لوله و اتصالات‌های پلی اتیلن جایگاه خوبی را در حوزه شبکه‌های انتقال آب و گاز و … یافته است. استفاده از پلی اتیلن در مواردی که قطر لوله کمتر از ۳۰۰ میلیمتر باشد به خوبی قابل مشاهده است، چنانکه کارفرمایان و مهندسین پروژه‌ها اغلب بر این نظرند که لوله‌ و اتصالات پلی اتیلن در مقایسه با سایر لوله‎ها بهترین انتخاب  می‎باشند.

مزاياي لوله هاي پلي اتيلن

1- مقاومت لوله پلی اتیلن در برابر خوردگي گالوانيكي

اين خصوصيت لوله های پلی اتیلن در واقع مهمترين عامل استفاده از اين لوله‌ها در دريا مي‌باشد چرا كه تركيب هوا و آب، خصوصا آب دريا، براي لوله‌هاي فلزي متعارف بسيار خورنده است. شايان ذكر است خوردگي گالوانيكي لوله‌هاي پلي‌اتيلن تقريبا صفر است.

2- مقاومت در برابر پوسيدگي، سايش و ضربه

اين خاصيت به همراه خصوصيت قبلي عامل افزايش قابل توجه عمر مفيد اين لوله‌های پلی اتیلن نسبت به لوله‌هاي و ديگر مي‌باشد. به عنوان نمونه ميتوان به طرحي اشاره كرد كه در سال 1996 در كشور عمان و براي گروه Shell اجرا شده است. با اجراي اين پروژه 19 كيلومتر خط لوله كربن-استيل كه در اثر خوردندگي شديد از بين رفته بود، با لوله هاي پلي اتيلن از گريد PE 100 (Water/ Crude) تعويض گرديد.
در اين طرح با توجه به شرايط محيطي عمر كاري لوله هاي پلي اتيلني حداقل 15 سال در نظر گرفته شده است. از سال 1996 تاكنون هيچگونه نقيصه و نشتي در اين لوله های پلی اتیلن گزارش نشده است در حاليكه دوره كاركرد مفيد لوله هاي فولادي در همان شرايط، حداكثر 2 سال بوده است.

3- خاصيت انعطاف پذيري مناسب

اين خاصيت باعث سهولت نصب اين لوله های پلی اتیلن و نياز به كاربرد اتصالات كمتر مي‌گردد .شعاع مجاز خمش لوله پلي اتيلن به طور متوسط 20 برابر قطر خارجي آن مي باشد.

4- خاصيت جمعشوندگي (Collapsibility) بسيار بالا در راستاي لوله

5- سبكي وزن

لوله های پلی اتیلن نسبت به لوله هاي فولادي داراي وزن بسيار كمتري بوده، در نتيجه حمل و نقل و انبار نمودن آنها آسانتر بوده و با هزينه كمتري انجام مي‌شود.

6- مقاومت عالي در برابر زمين لرزه و رانش زمين

با توجه به ميزان ضريب كشش بالا در مواد پلي اتيلن و استحكام كافي در برابر فشار ضربه‌اي، لوله هاي پلي اتيلن بهترين مقاومت را در برابر ارتعاشات زمين لرزه و جابجايي لايه هاي خاك نشان مي‌دهند. به عنوان مثال در اطلاعات خسارات وارد بر لوله پلي اتيلني در اثر زلزله کوبه ژاپن میزان خسارات صفر بوده است.

7- قابليت اتصال بسيار محكم، بدون نشتي و در عين حال انعطافپذير

جوش لب به لب يا الكتروفيوژن) اين اتصال قوي به وسيله جوشكاري يا اتصال از طريق فلنج و حاصل می‌گردد (

8- مقاومت بالا در برابر اشعه فرا بنفش خورشيد

9- دارا بودن خصوصيات هيدروليكي بسيار مناسب

به علت سطح داخلي كاملا صاف و صيقلي، لوله های پلی اتیلن در مقايسه با لوله هاي ديگر از افت اصطحكاكي بسيار كمتري برخوردار بوده، در نتيجه در بسياري اوقات براي عبوردادن دبي مشخصي از سيال، در مقايسه با ساير انواع لوله ها خصوصا وقتي طول خط لوله زياد است. موضوع فوق در مقايسه با لوله هاي فولادي، ( قطر كمتري خواهند داشت ) بسيار برجسته مي‌باشد، چرا كه در لوله‌هاي فولادي جهت پوشش داخلي معمولا از يك لايه سيماني استفاده مي‌شود كه اين لايه علاوه بر كاهش سطح مقطع موثر لوله باعث افزايش زبري گشته، افت فشار بالاتري ايجاد مي‌گردد. تامين لوله‌هاي فولادي با قطر بالاتر به تنهايي مي‌تواند بسياري از اختلاف هزينه‌ها خريد لوله را پوشش دهد.

10 – هزينه پايين تعمير و نگهداري

به دليل خصوصيات مناسب لوله هاي پلي اتيلني، معمولا اين لوله ها در يك بازه زماني طولاني نياز به تعمير ندارند و در صورت نياز به تعمير، اين كار با هزينه پايين امكانپذير خواهد بود. اين در حالي است كه تعمير لوله- هاي فولادي با مشكلاتي همراه بوده ( و بالطبع با هزينه بالايي انجام ميشود ). از جمله عدم امكان تعمير پوشش لوله در بستر دريا

خصوصیات لوله‌های فولادی کربن استیل

 لوله‌های کربن استیل از لوله‌های پرکاربرد هستند که از طریق افزودن کروم و کربن به آهن خام تولید می‌شوند. محصولات فولادی مختلف، از طریق افزودن عناصر آلیاژی متفاوت به وجود می‌آیند و هرکدام از آنها خصوصیات مکانیکی و شیمیایی خاصی از خود نشان می‌دهند.

فولاد یکی از آلیاژهای آهن است که از افزودن کربن به آهن خام تولید می‌شود. درصد کربن موجود در هر آلیاژ می‌تواند بسته گرید فولاد متفاوت باشد و اغلب بین 0.2درصد و 2.1 درصد وزنی متغیر است. اگرچه کربن ماده اصلی در آلیاژهای آهن به شمار می‌رود، اما برخی از عناصر دیگر مانند تنگستن، کروم، منگنز نیز می‌توانند برای این منظور استفاده شوند.

انواع و مقادیر عناصر آلیاژی مورد استفاده، سختی، انعطاف‌پذیری و استحکام کششی فولاد را تعیین می‌کنند. درحالی‌که در کربن استیل، کربن عنصر آلیاژی اصلی محسوب می‌شود، اما ممکن است عناصر دیگری نیز به آن افزوده شود و مشخصات مکانیکی و شیمیایی و حتی مقاومت در برابر خوردگی آن را تغییر دهد.

در کربن استیل، خواص آن تابع میزان کربن است و این عنصر نقش مهمی در خصوصیات آن بازی می‌کند، اما عناصر آلی دیگری مانند کروم، منگنز، کبالت و تنگستن نیز می‌توانند حضور داشته باشند که تعریف خاصی برای مقدار آنها وجود ندارد.

مزایای لوله پلی اتیلن بر لوله‌های فولادی کربن استیل

از مقايسه ويژگي هاي ساختاري و عملكرد كوتاه مدت و بلند مدت لوله پلی اتيلن و نيز مقايسه اسـتانداردهايد (AWWA C906 براي لوله پلی اتيلن و استاندارد های AWWA C200 براي لوله‌ فولادی) و همچنين آزمايشات عملي انجام شده انستيتو مواد مركب ساختاري Structural Composites Incو آزمايشگاه مهندسي پلاستيك ،و انیستیتو پلاستیک پایپ PPI و اداره استاندارد صنعتی ایران كه همگي مراكز تحقيقاتي معتبر و صاحب نام میباشند، نتايجي استنباط گرديده كه در ذیل آورده شده است. جهت مقايسه منطقي در آزمايشات از مطلوب‌ترين جنس پلی اتيلن فشرده يعني نوع PE 100 به تصريح استاندارد AWWA C906 استفاده شده است.

این مقایسه بر اساس ویژگی های لوله پلی اتیلن و لوله فولادی گردآوری شده است و مقایسه بر اساس مشخصات ارائه شده سازندگان این نوع لوله ها میباشد که صرفنظر از استانداردهای موجود باید به عنوان مقایسه مورد توجه قرار گیرد .

مزایای کلی لوله پلی اتیلن سنگین نسبت به لوله فولادی

• ارزانی قیمت
• حمل و نقل آسان به علت سبکی
• عدم خوردگی و زنگ زدگی
• یکنواختی ضخامت جدارة لوله ها
• صاف و صیقلی بودن جدارة داخلی و در نتیجه حداقل ته نشین شدن رسوبات
• قابلیت انعطاف حتی در سرمای زیر صفر
• نشکن و ترک برنداشتن در اثر و فشار خارجی
• تولید در سیستم متریک و غیره با قطرهای متنوع و به طول های مورد نظر به صورت حلقه ای شکل
• عایق بودن در برابر حرارت
• سهولت طریقة اتصال آنها به هم؛ یعنی نصب سریع و نیاز کمتر به وسایل اتصال
• عدم لزوم ماشین آلات سنگین و حجیم جهت نصب و جوشکاری