پلاستیک‌ها و لاستیک‌ها

لاستیک‌ها
از ویژگی برجسته لاستیک‌ها مدل آلاستیسیته پایین آنها است همچنین مقاومت شیمیایی و سایشی و خاصیت عایق بودن آنها باعث کاربردهای بسیار در زمینه خوردگی میگردد . مثلا لاستیکها با اسید کلریدریک سازگارند و به همین دلیل لوله ها و تانکهای فولادی با روکش لاستیکی سالهاست مورد استفاده قرار می‌گیرند .
نرمی لاستیک‌ها نیز یکی دیگر از دلایل کاربرد فراوان این مواد می‌باشد مانند شیلنگها، نوارها و تسمه ها ، تایر ماشین ‍‍و …
لاستیکها به دو دسته تقسیم میشوند :
1. لاستیک‌های طبیعی
2. لاستیک‌ها‌ی مصنوعی
بطور کلی لاستیک‌های طبیعی دارای خواص مکانیکی بهتری هستند مانند مدول آلاستیسیته پایینتر ، مقاومت در برابر بریدگی ها و توسعه آنها اما در مو رد مقاومت خوردگی لاستیک‌های مصنوعی دارای شرایط بهتری هستند.

لاستیکها‌ی طبیعی
لاستیک دارای مولکولهای از ایزوپرن ( پلی ایزوپرن ) می‌باشد و به صورت یک شیره مایع از درخت گرفته می‌شود ، ساختمان کویل شکل آن باعث الاستیسیته بالای این ماده می شود (100 تا 1000 درصد انعطاف پذیری) محدودیت حرارتی لاستیک نرم حدود 160 درجه فارنهایت است ، این محدودیت با آلیاژ سازی تا حدود 180 درجه فارنهایت افزایش می‌یابد. با افزایش گوگرد و حرارت دادن لاستیک سخت تر و ترد تر می‌شود. اولین با ر در 1839 چارلز گودیر این روش را کشف کرد و آن را ولکا نیزه کردن نامید ، حود 50% گوگرد باعث جسم سختی بنام ابونیت میگردد که برای ساخت توپ بولینگ مورد استفاده قرار می‌گیرد . مقاومت خوردگی معمولا با سختی نسبت مستقیم دارد .
مدول آلاستیسیته برای لاستیک‌ها‌ی نرم و سخت بین 500 تا 500000 پوند بر اینچ متغیر است.

لاستیکها ی مصنوعی
در جنگ جهانی دوم وقتی منابع اصلی لاستیکها بدست دشمن افتاد نیاز شدیدی برای جایگزینی آن توسط یک ماده مصنوعی احساس می شد. در اوایل دهه 1930 نئوپرن توسط دوپنت بدست آمد ،این ماده پنجمین ماده استراتژیک در جنگ جهانی بود. امروزه لاستیکها ی مصنوعی زیادی شامل ترکیباتی با پلاستیکها وجود دارند.
فیلرهای نرم کننده و سخت کننده مختلفی برای بدست آوردن خواصی چون الاستیسیته ، مقاومت در برابر خوردگی و مقاومت در برابر حرارت با هم ترکیب می شوند که در ادامه به معرفی چند تا از این مواد میپردازیم :
1. نئوپرن و لاستیک نیتریل در مقابل نفت و گاز مقاومند. یکی از اولین کاربردهای آن در شیلنگ‌های پمپ بنزین است .
2. لاستیک بوتیل : خاصیت برجسته این لاستیک عدم نفوذ پذیری در مقابل گازهاست این خاصیت باعث استفاده آن در لوله‌های داخلی و تجهیزات کارخانجات مواد شیمیایی مثلا آبندی تانکرهای حمل گاز می باشد. همچنین این لاستیک مقاومت خوبی در برابر محیطهای اکسید کننده مانند هوا و اسید نیتریک رقیق دارد .
3. لاستیک سیلیکون : مقاومت حرارتی این لاستیک در حدود 580 درجه فارنهایت می باشد .
4. پلی اتیلن کلرو سولفاته شده : دارای مقاومت عالی در محیطهای اکسید کننده مثل 90% اسید نیتریک در درجه حرارت محیط میباشد .
لاستیکهای نرم در مقابل سایش بهتر عمل می کنند . روکشها می توانند از لایه های سخت و نرم تشکیل شوند. 

پلاستیک ها
در 15 سال اخیر کاربرد پلاستیک ها بشدت افزایش یافته است . یکی از انگیزه های اولیه برای بدست آوردن این مواد جایگزینی توپ‌های عاجی بیلیارد بوسیله یک ماده ارزانتر بود.
پلاستیک ها توسط ریختن در قالب ، فرم دادن ، اکستروژن و نورد تولید می شود و به صورت قطعات توپر، روکش، پوشش، اسفنج، الیاف و لایه های نازک وجود دارند . پلاستیک ها مواد آلی با وزن مولکولی بالا هستند که می توانند به شکلهای مختلف در آیند .بعضی از آنها به صورت طبیعی یافت می شوند ولی اکثر آنها به صورت مصنوعی به دست می آیند .
بطور کلی پلاستیک ها در مقایسه با فلزات و آلیاژها خیلی ضعیفتر ، نرمتر ، مقاومتر در برابر یونهای کلر و اسید کلریدریک ، مقاومت کمتر در برابر یونهای اکسید کننده مثل اسید نیتریک ، مقاومت کمتر در برابر حلالها و دارای محدودیت حرارتی پایینتر می باشد . خزش در درجه حرارتهای محیط یا سیلان سرد از نقطه ضعف‌های پلاستیک ها بویژه ترموپلاستها می باشد. 

پلاستیک ها : ترموستها و ترموپلاست ها
ترموپلاست ها با افزایش درجه حرارت نرم می شوند و موقعی که سرد می شوند به سختی اولیه باز می گردند . اکثر آنها را می توان ذوب نمود .
ترموست ها با افزایش درجه حرارت سخت می شوند و با سرد شدن سختی خود را حفظ می کنند و با حرارت دادن تحت فشار شکل می گیرند و تغییر شکل مجدد آنها ممکن نیست ( قراضه آن قابل استفاده نیست)
خواص پلاستیکها را می توان با افزودن مواد نرم کننده ، سخت کننده و فیلر بطور قابل ملاحظه ای تغییر داد . پلاستیکها مانند فلزات خورده نمی شوند .

- ترمو پلاست‌ها
فلورو کربنها :
تفلون و کل اف و فلورو کربنها فلزات نجیب پلاستیکها هستند به این معنی که تقریبا در تمام محیطهای خورنده تا دمای 550 درجه فارنهایت مقاوم هستند . اینها از کربن و فلور ساخته شده اند اولین تترا فلوراتیلن توسط دوپنت تولید شد و تفلون نام گرفت .تفلون علاوه بر مقاومت خوردگی ، دارای ضریب اصطکاک کمی است که می تواند مانند یک روغن کار سطح فلزاتی که بر روی هم سایش دارند از خورده شدن در اثر اصطکاک (خوردگی فیزیکی) محافظت کند.

پلی ونیل کلراید(پی وی سی) :
این ماده اساسا سخت است ولی با اضافه کردن مواد نرم کننده و وینیل استات میتوان آنرا نرم نمود . کاربرد این ماده در لوله ها و اتصالات ، دودکشها ، هواکشها، مخازن و روکشها می باشد .

پلی پروپیلن :
پلی پروپیلن ، پرو فاکس و اسکان برای اولین بار در ایتالیا بوجود آمدند و دارای مقاومت حرارتی و خوردگی بهتری نسبت به پلی اتیل بوده و همچنین از آن سخت تر هستند .برای ساخت والو ها ، بطریهایی که توسط حرارت استریل می شوند و لوله و اتصالات به کار می رود.

- ترموستها
سیلیکونها :
سیلیکونها دارای مقاومت حرارتی بسیار خوبی هستند . خواص مکانیکی با تغییر درجه حرارت تغییر کمی میکند .یکی از مواد تشکیل دهنده این ماده سیلیسیم است که دیگر پلاستیکها چنین نیستند. سیلیکونها بعنوان ترکیبات قالبگیری ، رزینهای ورقه ای و بعنوان عایق در موتورهای برقی استفاده می شود اما مقاومت آنها در مقابل مواد شیمیایی کم است.

پلی استرها :
پلاستیک‌های پلی استر ، داکرون ، دیپلون و ویبرین دارای مقاومت خوردگی شیمیایی ضعیفی هستند .مورد استفاده اصلی پلی استر ها در کامپوزیتها بصورت الیاف می‌باشد . مثلا کامپوزیت پلی استر تقویت شده و شیشه دارای چنان مقاومتی میشود که در بدنه اتومبیل و قایق مورد استفاده می‌گردد. 

فنولیکها :
مواد فنولیکی(باکلیت) ،دارز ، رزینوکس از قدیمی ترین و معروفترین پلاستیک‌ها هستند .این مواد عمدتا بر اساس فنول فرم آلدئیدها هستند. کاربردهای آن عبارتند از : بدنه رادیو ، تلفن ، پریز ، پمپ ، سر دلکو و غلط‌کها.

پلی اتیلن در یک نگاه

پلی اتیلن در نگاه کلی یا پلی اتن یکی از ساده‌ترین و ارزانترین پلیمرها است. پلی اتیلن جامدی مومی و غیر فعال است. این ماده از پلیمریزاسیون اتیلن بدست می‌آید و بطور خلاصه بصورت PE نشان داده می‌شود. مولکول اتیلن دارای یک بند دو گانه است. در فرایند پلیمریزاسیون بند دو گانه هر یک از مونومرها شکسته شده و بجای آن پیوند ساده‌ای بین اتم‌های کربن مونومرها ایجاد می‌شود و محصول ایجاد شده یک درشت‌مولکول است. واکنش تهیه پلی اتیلن تاریخچه تولید پلی اتیلن اولین بار بطور اتفاقی توسط شیمیدان آلمانی "Hans Von Pechmanv" سنتز شد. او در سال 1898 هنگام حرارت دادن دی آزومتان ، ترکیب مومی شکل سفیدی را سنتز کرد که بعدها پلی اتیلن نام گرفت. 

اولین روش سنتز صنعتی پلی اتیلن بطور تصادفی توسط "ازیک ناوست" و "رینولرگیسون" در 1933 کشف شد. این دو دانشمند با حرارت دادن مخلوط اتیلن و بنزالدئید در فشار بالا ، ماده‌ای موم‌مانند بدست آوردند. علت این واکنش وجود ناخالصی‌های اکسیژن‌دار در دستگاه‌های مورد استفاده بود که بعنوان ماده آغازگر پلیمریزاسیون عمل کرده بود. در سال 1935 "مایکل پرین" یکی دیگر از دانشمندهای ICI این روش را توسعه داد و تحت فشار بالا پلی‌اتیلن را سنتز کرد که این روش اساسی برای تولید صنعتی LDPE در سال 1939 شد.

استفاده از انواع کاتالیزورها در سنتز پلی‌اتیلن اتفاق مهم در سنتز پلی اتیلن ، کشف چندین کاتالیزور جدید بود که پلیمریزاسیون اتیلن را در دما و فشار ملایم‌تری نسبت به روش‌های دیگر امکان‌پذیر می‌کرد. اولین کاتالیزور کشف شده در این زمینه تری اکسید کروم بود که در 1951 ، "روبرت بانکس" و "جان هوسن" در شرکت فیلیپس تپرولیوم آنرا کشف کردند. در 1953 ، "کارل زیگلر" شیمیدان آلمانی سیستم‌های کاتالیزور شامل هالیدهای تیتان و ترکیبات آلی آلومینیوم‌دار را توسعه داد. این کاتالیزورها در شرایط ملایم‌تری نسبت به کاتالیزورهای فیلیپس قابل استفاده بودند و همچنین پلی اتیلن یک آرایش (با ساختار منظم) تولید می‌کردند. سومین نوع سیستم کاتالیزوری استفاده از ترکیبات متالوسن بود که در سال 1976 در آلمان توسط "والتر کامینیکی" و "هانس ژوژسین" تولید شد.  

کاتالیزورهای زیگلر و متالوسن از لحاظ کارکرد بسیار انعطاف‌پذیر هستند و در فرایند کوپلیمریزاسیون اتیلن با سایر اولفین‌ها که اساس تولید پلیمرهای مهمی مثل VLDPE و LLDPE و MDPE هستند، مورد استفاده قرار می‌گیرند. اخیرا کاتالیزوری از خانواده متالوین‌ها با قابلیت استفاده بالا برای پلیمریزاسیون پلی اتیلن به نام زیرکونوسن دی کلرید ساخته شده است که امکان تولید پلیمر با ساختار بلوری (تک آرایش) بالا را می‌دهد. همچنین نوع دیگری از کاتالیزورها به نام کمپلکس ایمینوفتالات با فلزات گروه ششم مورد توجه قرار گرفته است که کارکرد بالاتری نسبت به متالوسن‌ها نشان می‌دهند.

انواع پلی اتیلن طبقه‌بندی پلی اتیلن‌ها بر اساس دانسیته آنها صورت می‌گیرد که در مقدار دانسیته اندازه زنجیر پلیمری و نوع و تعداد شاخه‌های موجود در زنجیر دخالت دارد:

HDPE(پلی‌اتیلن با دانسیته بالا) این پلی‌اتیلن دارای زنجیر پلیمری بدون شاخه است بنابراین نیروی بین مولکولی در زنجیرها بالا و استحکام کششی آن بیشتر از بقیه پلی اتیلن‌ها است. شرایط واکنش و نوع کاتالیزور مورد استفاده در تولید پلی اتیلن HDPE موثر است. برای تولید پلی‌اتیلن بدون شاخه معمولا از روش پلیمریزاسیون با کاتالیزور زیگلر- ناتا استفاده می‌شود.

LDPE (پلی‌اتیلن با دانسیته پایین) این پلی‌ اتیلن دارای زنجیری شاخه‌دار است بنابراین زنجیرهای LDPE نمی‌توانند بخوبی با یکدیگر پیوند برقرار کنند و دارای نیروی بین مولکولی ضعیف و استحکام کششی کمتری است. این نوع پلی ‌اتیلن معمولا با روش پلیمریزاسیون رادیکالی تولید می‌شود. از خصوصیات این پلیمر ، انعطاف‌پذیری و امکان تجزیه بوسیله میکروارگانیسمها است

LLDPE (پلی اتیلن خطی با دانسیته پایین) این پلی ‌اتیلن یک پلیمر خطی با تعدادی شاخه‌های کوتاه است و معمولا از کوپلیمریزاسیون اتیلن با آلکن‌های بلند زنجیر ایجاد می‌شود

MDPE پلی اتیلن با دانسیته متوسط است. لوله‌هی پلی اتیلنی کاربرد پلی‌اتیلن کاربرد فراوانی در تولید انواع لوازم پلاستیکی مورد استفاده در آشپزخانه و صنایع غذایی دارد. از LDPE در تولید ظروف پلاستیکی سبک و همچنین کیسه‌های پلاستیکی استفاده می‌شود

HDPE در تولید ظروف شیر و مایعات و انواع وسایل پلاستیکی آشپزخانه کاربرد دارد.

در تولید لوله‌های پلاستیکی و اتصالات لوله‌کشی معمولا از MDPE استفاده می‌کنند. LLDPE بدلیل بالا بودن میزان انعطاف‌پذیری در تهیه انواع وسایل پلاستیکی انعطاف‌پذیر مانند لوله‌هایی با قابلیت خم شدن کاربرد دارد. اخیرا پژوهش‌های فراوانی در تولید پلی اتیلن‌هایی با زنجیر بلند و دارای شاخه‌های کوتاه انجام شده است. این پلی اتیلن‌ها در اصل HDPE با تعدادی شاخه‌های جانبی هستند. این پلی اتیلن‌ها ترکیبی ، استحکام HDPE و انعطاف‌پذیری LDPE را دارند. 

نویسنده : مهندس سینا فریدونی

علت استفاده از دوده در لوله های پلی اتیلن

انواع لوله پلی اتیلن

• لوله تک جداره
• لوله دوجداره

روش تولید لوله پلی اتیلن

مواد PE100

تاریخچه مواد PE100

امروزه، استفاده از مواد پلی اتیلنی (PE) در سیستم های آبرسانی تحت فشار و گاز رسانی رشد فزآینده ای داشته است طبیعی است این رشد چشمگیر در صورتی تداوم خواهد یافت که در گذشت زمان شاهد استفاده از تکنولوژی های جدید در مواد اولیه، فرآیند ساخت و روش های اتصال و نصب این گونه از لوله ها در صنعت باشیم.
در راستای تأمین هدف فوق- با رویکرد مواد اولیه- شاهد تولید گونه های متفاوتی از پلی اتیلن بوده ایم که نسل سوم از این سیر رو به رشد مواد PE100 می باشند که از سال 1990 در اروپا بعنوان گریدی مناسب در صنعت لوله مطرح گردیده است.
در مقایسه نسل سوم مواد پلی اتیلنی (PE100) با نسل دوم (PE80) نکته حائز اهمیت بر اساس تعاریف ISO، میزان حداقل استحکامی است که در دمای کارکرد 20 درجه سیلیسیوس پس50 سال از نصب و راه اندازی لوله انتظار می رود. این حداقل استحکام مورد انتظار برای PE100 برابر 10مگاپاسکال و برای مواد PE80، 8 مگاپاسکال می باشد.
در نگاه کلی مزایای استفاده از مواد PE100 را در مقایسه با گونه های قبلی به شرح ذیل می توان خلاصه نمود. 

• فرآیندپذیری بهتر و میزان خروجی بالاتر و کاهش هزینه های تولید 
• انعطاف پذیری بهتر برای کلاف پیچی، نگهداری و نصب لوله-ISO 13469, Version 1997
• مقاومت بالاتر در برابر رشد ترک آرام و ضریب ایمنی بالای محصول (آزمون SCG) 
• مقاومت بالاتر در برابر رشد ترک سریع آزمون ( ISO13469, Version RCP 1996 ) 
• مقاومت هیدروستاتیکی بالای PE100 در مقایسه با PE 80 (آزمون بر اساس استانداردISO 1167)

فرآیند پذیری بهتر:

منشأ این پدیده در روش تولید گونه PE100 نهفته می باشد بطوریکه توزیع وزن مولکولی در این پلیمرها از یک توزیع دوقله ای (bimodal) پیروی می کند، در واقع با این توزیع، می توان در حین اینکه بدلیل حضور وزن های مولکولی پایین می توان فرآیند پذیری راحتتری را از مواد داشت، حضور وزن های مولکولی بالا خواص مهندسی محصول نهایی را تضمین نموده و برآیندی از خواص فیزیکی مکانیکی مطلوب با شرایط فرآیند تولید آسان را در کنار هم خواهیم داشت.
در واقع استفاده از گونه Bimodal PE 100، این امکان را به مشتری می دهد که در حین حفظ خواص مهندسی نظیر چقرمگی، سفتی و رفتار مکانیکی بلند مدت قابل قبول، فرآیند تولید آسانتری داشته که نهایتاً این امر خود را در هزینه های تولید پایین تر و عرضه محصول با قیمت های کمتر نشان می دهد.

انعطاف پذیری بهتر:

خواص مهندسی بالای PE100 در مقایسه با PE80 سبب شده که بطور مثال در یک فشار کاری ثابت بتوان لوله ای با ضخامت پایین تر با حفظ خواص مکانیکی در حد معین تولید نمود که نتیجه ،محصولی با خواص یکنواخت تر در ضخامت لوله خواهد بود. همچنین مقاومت خزشی بالاتر این گرید در مقایسه با PE80 سبب شده که در لوله هایی با قطر بالا نشست یا خمش لوله (Sagging) کمتری داشته باشیم،
در جمع بندی نهایی استفاده از گرید PE80، تضمینی برای اطمینان از خواص نهایی محصول در تولید لوله های با قطر بالا، در فشار کاری بالا و ضرایب اطمینان بالا می باشد.

مقاومت بالای رشد آرام ترک:

از نظر فنی، کارایی لوله در بلند مدت عموماً با مقاومت آن در برابر رشد آرام ترک تخمین زده می شود زیرا که حضور ترکهای ریز در حین نصب یا حمل لوله غیر قابل اجتناب می باشد. گونه های جدید PE100 محدودة دمایی وسیعتری برای کاربری لوله پیش بینی می کند که این امکان از طریق انتقال دمای تغییر نوع مکانیزم شکست ( از شکست چقرمه به شکست ترد) به دماهای بالاتر در مقایسه با PE80 اتفاق می افتد. بدیهی است که مکانیزم قابل قبول برای شکست لوله های پلی اتیلنی شکست چقرمه(نوک قناری) می باشد.

مقاومت بالا در برابر رشد سریع ترک (RCP)

در اثر فشار داخلی لوله و انرژی پتانسیل ذخیره شده در آن، احتمال رشد ترک در جهت طول لوله با سرعت بالا ( در حدود 400 - 200 متر بر ثانیه) وجود داشته و غیر قابل اجتناب می باشد. در جهت کاهش بروز این پدیده, شناخت عوامل موثر بسیار مهم باشد، می دانیم شکست RCP تحت تأثیر قطر لوله, ضخامت دیواره, دما و فشار داخلی لوله می باشد.
افزایش ضخامت در سایز مشخصی از لوله (در دمای کاربری مشخص) احتمال بروز RCP را افزایش داده, از این رو استفاده از مواد PE 100 که امکان کاهش ضخامت جداره با حفظ خواص مهندسی را می دهد حرکتی مثبت در جهت بهبود رفتار مکانیکی لوله می باشد. گراف ذیل نیز مقایسه ای از نسل های متفاوت پلی اتیلن در این مورد را نشان می دهد. (در نسبت های مختلف قطر به ضخامت دیواره)

مقاومت هیدرواستاتیکی بالا

مهمترین ویژگی لوله های تحت فشار, مقاومت در برابر فشارهای هیدروستاتیکی می باشد که در واقع طول عمر لوله را بر حسب فشار داخلی اعمالی نشان می دهد.
در این آزمون میزان فشار قابل تحمل در دما و بازه های زمانی متفاوت بر روی لوله مورد ارزیابی قرار میگیرد که جدول مقایسه ای بر حسب نوع مواد در ذیل ارائه میگردد.
(مقادیر گزارش شده میزان تنش اعمالی بر حسب مگا پاسکال می باشد.)

همانطور که ملاحظه می گردد PE 100 رفتار مکانیکی بهتری در دماها و زمان های بالاتر از خود نشان می دهد.

در جمع بندی نهایی, با توجه به اینکه خواص نهایی محصول علاوه بر نوع ماده اولیه (PE 100, PE 80, ....) تابع نوع پراکنش دوده در ساختار پلی اتیلن می باشد.

از این رو جهت دستیابی عملکرد بلند مدت و چقرمگی مناسب و تکرار پذیری محصول استفاده از مواد پایه خود رنگ توصیه میگردد.

در صورتی که اختلاط مستربچ, با مواد طبیعی (Natural) در حین فرآیند تولید لوله صورت پذیرد, عدم توزیع و پراکنش مناسب دوده در پلی اتیلن می تواند به عنوان هسته اولیه برای شروع ترک در سطح لوله عمل کرده و استحکام لوله را در بلند مدت به مخاطره بیاندازد.

همچنین ضرورت حضور مواد خود رنگ, زمانی که در تولید محصول از ضرایب ایمنی پایین تر (25/1) و یا فشارها ی کاری بالا استفاده می گردد, بسیار پر رنگ تر می باشد.

در این راستا رجوع به استانداردهای جدید اروپایی EN 12201 و EN 1555 که شاخص سطوح جدید کاربری لوله های پلی اتیلنی بوده و تإکید بر استفاده از مواد خود رنگ در این لوله ها را دارند ضروری به نظر می رسد. 
«مقاله دلیل استفاده از دوده را از اینجا دنبال کنید»

لوله های پلی اتیلن دریچه دار آبیاری سطحی
روش نوین آبیاری
 
استفاده از لوله های دریچه دار جهت بهبود روشهای آبیاری سطحی به ویژه آبیاری ردیفی ازدهه 1960میلادی دردنیا رواج یافت. لوله های اولیه ازجنس آلومینیوم ساخته می شدند، اما با پیشرفت صنایع پتروشیمی و تولید مواد پلیمری و پی وی سی ، به تدریج این مواد جایگزین آلومینیوم شده وسیستمی بسیار مقرون به صرفه ، سبک وکارآمد را پدیدآوردند که قادر بود جایگزین جوی ها وکانال های سنتی درسیستم رایج آبیاری سطحی گردد. لوله دریچه دار پلی اتیلن
 
لوله های دریچه دار عبارتست از لوله های پلی اتیلن مجهز به دریچه های قابل تنظیم که بعنوان مجاری درجه 4 می توانند جایگزین مناسبی برای کانالهای خاکی گردند . در این سیستم آب بجای نهر خاکی در لوله جریان داشته و تلفات ناشی از نشت آب در کانالهای خاکی به حداقل خواهد رسید . این لوله ها که در کلاف های 100 و 200 متری ساخته می شود ، بوسیله گیره مخصوص به دهانه خروجی آبگیر و یا به یکدیگر متصل شده و در امتداد طول قطعه آبیاری به طول مناسب مستقر می گردد . لوله ها در فواصل معین مجهز به دهانه های خروجی آب ( دریچه ) می باشند و مقطع دهانه هر دریچه بوسیله کلاهک مخصوص قابل تنظیم است . بطوریکه مقدار جریان خروجی از هر دریچه را می توان متناسب با مقدار مورد نیاز با مقدار مورد نیاز ( حداکثر 5/2 لیتر در ثانیه ) تنظیم نمود .
 
نتایج و مباحث ارائه شده در این مقاله بیانگر این مطلب می باشد که استفاده از لوله های دریچه دار ابزار اصلی برای بهبود سیستم های آبیاری سطحی بشمار می آید . طراحی مناسب لوله های دریچه دار به همراه تسطیح دقیق ، می تواند یکنواختی توزیع آب و ذخیره آب آبیاری را در اراضی زراعی و باغی بهبود ببخشد . در حالیکه تولید محصول نیز در مقایسه با روش آبیاری سطحی سنتی به طور چشمگیری افزایش می یابد . بعبارت دیگر در مقابل روش های آبیاری سطحی سنتی ، سیستم لوله های دریچه دار دارای مزایای همچون یکنواختی بیشتر در توزیع آب ، کاهش مقدار آب آبیاری و همچنین حفظ انرژی بدون تاثیر در بازدهی محصول را می باشد . همچنین این سیستم دارای قابلیت فراوانی از جمله انعطاف پذیری ، بهره برداری آسان ، نیاز کم نیروی کارگری و جابجایی آسان می باشد. لوله پلی اتیلن دریچه دار
 
از آنجا که در بسیاری از مناطق کشور آب با کیفیت پایین ( فیزیکی – شیمیایی ) بعنوان یک منبع آب قابل دسترس برای استفاده در محصولات کشاورزی مطرح می باشد که سیستمهای آبیاری تحت فشار (قطره ای و بارانی ) بدلیل غلظت بالای مواد نمی توانند برای آبیاری با این نوع آب ها مورد استفاده قرار گیرند ، سیستم لوله های دریچه دار برای آبیاری اراضی تحت پوشش می تواند بدون کاهش راندمان و مشکلات تخریب سیستم ، برای اینگونه آبها به ویژه با غلظت مواد رسوبی با اطمینان بکار برده شود
 
استفاده ازلوله های دریچه دار در کشت های ردیفی دارای مزایای متعددی است که درذیل به تعدادی ازآنها اشاره می شود:
 
    1- لوله‌های دریچه‌دار به علت کاهش نفوذ عمقی وتبخیر سطحی آب حین انتقال وتوزیع درزمین های زراعی ، موجب حداقل 35-30 درصد صرفه جویی درمصرف آب می گردند.به این ترتیب راندمان آبیاری ردیفی به 70-60درصد افزایش یافته و با حذف کانال ها وجوی های خاکی مورد نیاز در آبیاری سنتی ،10درصد به سطح زیرکشت مزرعه افزوده می‌گردد.
 
    2- لوله‌های جدید ازجنس مواد پلیمری بسیار سبک وکم حجم بوده ، به راحتی قابل انتقال وجا به جایی هستند. می‌توان پس از اتمام یک فصل کشت آنها راجمع آوری ودر محلی نگهداری نمود ودرفصل بعد مجدداً مورد استفاده قرارداد. استفاده ازلوله پلی اتیلن نیاز به ایجاد آب بند، خرید سیفون و کارگذاشتن پلاستیک در دهانه جوی ها را برطرف می‌کند. لوله پلی اتیلن دریچه دار
 
    3- درآبیاری با استفاده ازلوله‌های دریچه‌دار پلی اتیلن برخلاف جوی‌های سنتی ، مشکل آب بردگی و.... ایجاد نشده و به علت سهولت و سرعت کاربرد، یک نفرآبیار قادر است کار سه نفر را انجام دهد. همچنین مانع از انتقال بذر و علف هرز از طریق جریان آب به مزرعه می‌شود و هزینه‌های خرید علف کش، سمپاشی و دفع مکانیکی علف‌های هرز در مزرعه کاهش می‌یابد.
 
    4- لوله‌های دریچه‌دار پلی اتیلن از فرسایش سطحی خاک جلوگیری می‌کند. به دلیل صیقلی بودن جداره داخلی لوله ها سبب انتقال سریع آب در زمین زراعی شده ، راندمان آبیاری را افزایش می‌دهند. نوع آب از نظر املاح و مواد نامحلول موجود درآن ، هیچ گونه تأثیری درکارکرد این سیستم ندارد. نیازی به استفاده ازموتور و پمپ نداشته ، آب با استفاده از نیروی شیب ثقلی زمین و با حداقل فشار ممکن درمزرعه منتقل می‌شود.
 
    5- لوله های دریچه‌دار پلی اتیلن قادرند عمل توزیع و انتقال کودهای شیمیایی را از طریق جریان آب به انجام رسانده ،راندمان مصرف کود را افزایش دهند. به این طریق هزینه‌های خرید کود و کودپاشی درمزرعه تا 40 درصد کاهش می‌یابد. همچنین مانع از ایجاد رطوبت ناخواسته درسطح مزرعه و باغ گردیده و درنتیجه ازشیوع بیماریهای قارچی ، انگلی ، و... درمزرعه ممانعت می‌گردد. لوله پلی اتیلن دریچه دار
 
نصب ،راه اندازی وکاربرد این سیستم بسیار آسان است و نیاز به دوره های آموزشی خاصی ندارد و هزینه تعمیر و نگهداری آن ناچیزاست . همچنین لوله ها پس از استهلاک قابل بازیافت بوده ، بقایای آن سبب آلودگی محیط زیست نمی‌گردد. این لوله ها در زراعت‌های مختلف وهمچنین در باغات میوه جهت آبیاری قابل استفاده است . می توان از آنها بدون نصب دریچه وصرفا برای انتقال آب درصنایع ، کاخانجات ، دامداریها و گلخانه ها نیز استفاده کرد. لوله های دریچه دار در مقایسه با سایر سیستم های نوین آبیاری، بسیارکم هزینه بوده واجرای آن تقریبا برای کشت تمامی محصولات زراعی و حتی درزمین های کوچک و خرده مالکی مقرون به صرفه است.
مقایسه کارایی روش آبیاری سطحی با لوله های دریچه دار
 
ردیف
     
 
روش آبیاری سطحی (ردیفی) معمولی
     
 
روش آبیاری سطحی با لوله های دریچه دار
 
1
     
 
به احداث کانال و جوی خاکی به عرض 4-3 متر و به طول سرتاسر مزرعه نیاز دارد
     
 
به کانال و جوی خاکی نیازی نیست و بجای آنها می توان از لوله های دریچه دار استفاده نمود
 
2
     
 
نفوذ عمقی و تبخیر سطحی آب در کانالهای و جویهای خاکی فراوان است
     
 
نفوذ عمقی و تبخیر سطحی آب با استفاده از لوله های پلی اتیلن وجود ندارد
 
3
     
 
راندمان مصرف آب حداکثر 40-35 درصد می باشد
     
 
دراثر حذف کانالها و جویهای خاکی داخل مزرعه راندمان مصرف آب به بیش از 70درصد افزایش می یابد
 
4
     
 
سرعت آبیاری کم است
     
 
سرعت آبیاری بخصوص درخاک آب مزرعه بالا می باشد
 
5
     
 
آبیاری شبانه بسیار مشکل و با راندمان کمتر از روز انجام پذیر است
     
 
آبیاری شبانه بسیار راحت و تفاوتی با راندمان آبیاری روزانه ندارد
 
6
     
 
توزیع کود در مزرعه مشکل و با راندمان پایین میسر است
     
 
امکان استفاده از روش کود آبیاری و تزریق کود داخل شبکه و در نتیجه پخش یکنواخت آن وجود دارد
 
7
     
 
کانالها و جویهای خاکی بخصوص وقتی خیس و گل آلود باشند مانعی درجهت رفت و آمد تراکتور و ادوات کشاورزی خواهند بود
     
 
به علت حذف جویهای خاکی ، رفت و آمد تراکتور و ادوات کشاورزی بسیار آسان خواهد شد
 
8
     
 
آبیاری با استفاده از پلاستیک و سیفون و غیره مشکل است
     
 
سهولت آبیاری فقط با باز و بسته کردن دریچه های هیدروگیت امکان پذیر می گردد
 
9
     
 
بذر علفهای هرز توسط جویهای خاکی داخل مزرعه در سرتاسر مزرعه منتشر خواهد شد
     
 
به علت حرکت آب درداخل لوله پلی ایتلن بذر علفهای هرز در مزرعه پخش نخواهد شد
 
 
 
لوله‌های پلی ایتلن دریچه دار به سرعت و سادگی قابل نصب است و بر اساس آمارهای گرفته شده برای محصولات مختلف نتایج زیر را بدست داد : لوله دریچه دار
 
• تقریباً 25 تا 30 درصد صرفه جویی در مصرف آب و انرژی.
• تقریباً 30 درصد صرفه جویی در مصرف کود .
• تقریباً 40 درصد صرفه جویی در هزینه های کارگری .
• تقریباً 10 درصد محصول بیشتر به لحاظ آبیاری مناسب .
• کاهش مصرف علف کش ها .
• راحتی بکارگیری ماشین آلات در مزارع به لحاظ اینکه مانعی در سطح مزرعه وجود ندارد
 
«برگرفته شده از انجمن علمی گروه مهندسی آب رازی کرمانشاه »
 
روش اتصال لوله و اتصالات پلی اتیلن
    مقاله لوله های دریچه دار آبیاری سطحی را از اینجا دانلود کنید

Butt Fusion Joining Guidelines for PA-11 Gas Pipe and Fittings

 راهنمای سریع جوش لب به لب لوله و اتصالات پلی اتیلن مخصوص انتقال گاز   
 

(Butt Fusion Joining Guidelines (Download Here

مواد اولیه پلی اتیلن 

مواد اولیه پلی اتیلن مورد استفاده در لوله و اتصالات پلی اتیلن از تنوع زیادی برخوردار است و دارای استانداردهای مختلفی است که اگر این استانداردها با حداکثر حساسیت رعایت شود محصول خروجی می تواند دارای مزایای متعدد لوله و اتصالات پلی‌اتیلن باشد .تائیدیه‌هائی که برمورد تائید بودن استفاده از لوله و اتصالات پلی اتیلن تاکید دارد برای نمونه در زیر آورده شده است که می تواند دید اولیه مثبتی برای استفاده از لوله و اتصالات پلی اتیلن را در پروژه‌های اجرائی ایجاد نماید .

پلی اتیلن

شیمی ماکرومولکول‌ها (پلیمرها) برای اولین بار توسط مطالعات و تحقیقات پروفسور H.Staudinger در بین دو جنگ جهانی اول و دوم پا به عرصه وجود گذاشت و مانند سایر ایده‌های نوین با نظریات انتقادی شدید مواجه گشت که اکنون همگی فراموش شده‌اند مگر آنهایی که از آن پشتیبانی کردند و این علم را به ترقی افتخار آمیز امروز رسانیدند. این علم به کارشناسان شیمی آلی این امکان را داده است که بتوانند تعداد بسیار متنوعی از پلیمرها را از طریق سنتز بدست بیاورند.

اتیلن (اتن) با فرمول H2C=CH2 بیشترین حجم را در تولید بسیاری از ترکیبات پتروشیمی دارد. اتیلن سبک ترین الفین است،که گازی بی رنگ، قابل اشتعال و با بویی تقریبا شیرین است. پلی اتیلن پلیمری است که از اتیلن درست می‌شود. انواع زیادی از پلی اتیلن وجود دارد، تفاوت ها عمدتا از شاخه هایی که طبیعت مواد را تغییر می دهد ناشی می‌شود. در حالت جامد، وجود شاخه‌ها و نقص‌ها سطح کریستالی شدن را کاهش می‌دهد. رزین‌های پلی اتیلن با دامنه وسیعی از ویژگی‌های فیزیکی، باعث تولید تعداد زیادی از محصولات می‌شود. 
  

Borstar pipe grades-Approvals and Certificatons
Innovative PE100 material improves the quality and productivity of injection moulded fittings

دامنه کاربرد فلنج ها در لوله کشی (piping) به عنوان یکی از اجزای اتصالات (Fittings)،که معمولا در تغییر مسیر یا تغییر قطر لوله استفاده می‌شوند، می‌باشد.فلنج ها معمولا توسط فرآیندهای ریخته گری ،ماشین کاری قطعات یا قالب گیری تولید می‌شوند.
فلنج‌ها یکی از اتصال دهنده‌های لوله‌ها، شیر آلات ودستگاه‌ها به یکدیگر می‌باشد.آب بندی بین دو فلنج توسط لای(Gasket) که در بین آنها قرار داده می‌شود انجام می‌گیرد.
مطابق استاندارد، مشخصات فلنج پلی ایتلن که شامل موارد ذیل می‌باشد باید بر روی فلنج حک گردد:
1- نام تجاری تولید کننده فلنج

2- سایز اسمی لوله - قطر خارجی لوله پلی اتیلن که فلنج پلی اتیلن به آن جوش داده خواهد شد 

3- مقدار فشار قابل تحمل توسط فلنج پلی اتیلن - به آن کلاس فلنج هم گفته می‌شود 

4- شکل سطح فلنج - شکل سطح فلنج پلی ایتلن مهمترین قسمت تشکیل دهنده یک فلنج می‌باشد 

5- سوراخ‌ها - گاهی بعنوان ضخامت دیواره نیز بیان می‌گردد 

6- مواد تشکیل دهنده فلنج پلی اتیلن - مطابق استاندارد ASTM این عدد بیان کننده مشخصات مواد خام مورد استفاده برای تهیه فلنج می‌باشد 

7- شماره یا کد مربوط به عملیات حرارتی صورت گرفته بر روی فلنج پلی اتیلن .

به طور کلی پنج نوع فلنج پلی اتیلن در خطوط لوله با جوش لب به لب بکار می‌روند که در زیر آورده شده اند: 
1- Weld Neck Flanges نوع معمولی و بلند
2-Slip-on Flanges
3- Reducing Flanges
4- Increaser Flanges
5- Lap-Joint Flanges,Van Stone

انواع فلنج

1-فلنج با سطح ساده (FLAT FACE) :
در این نوع از فلنجها سطح یک فلنج که باید در مقابل سطح فلنج دیگر قرار گیرد صاف می باشد . معمولا فلنجهای چدنی و یا فولادی که در فشارهای کم کاربرد دارند از این نوع ساخته می شوند.

2- فلنج با سطح برجسته (Raised face) :
در این نوع فلنجها سطح فلنج که درمقابل فلنج دیگر قرارگرفته و بر روی آن لایی قرار داده می شود نسبت به سطح کلی فلنج برجسته تر ساخته می شود . بر اساس استاندارد مقدار برجستگی درتمام اندازه ها برای کلاسهای 150و 300 برابر 1.6 mm وکلاسهای بالاتر برابر 6.4 mm می باشد.
در قسمت برجستگی ممکن است سطح کاملا صیقلی (smooth finish) و یا دارای شیار (serrated finish) باشد واین شیارها یابصورت هم مرکز ویا حلزونی می باشد که روش ساخت آن در استاندارد (mss-sp-6) مشخص گردیده است (معمولا عمق شیارها 0.4mm وفاصله آن از هم 0.8 mm می باشد)

3-فلنج نر وماده (Male & Female) :
صفحه این نوع فلنجها که بصورت جفت وجود دارد یکی دارای برامدگی (به ارتفاع 6.4mm ) و دیگری تو رفتگی (به عمق 5 mm) می باشد.

4- فلنج با صفحه دارای زبانه و شیاردار (Tongue & Groove facing) :
این نوع فلنج نیز بصورت جفت وجود دارد و همانند فلنج نر و ماده بوده با این تفاوت که قطر داخلی زبانه و شیار تا سوراخ فلنج (مسیر جریان) ادامه ندارد و بنابراین لایی (gasket) را روی قطر داخلی و خارجی خود نگه می دارد و همین باعث می شود لایی (gasket) از خوردگی و فرسودگی محفوظ بماند. ساختمان زبانه و شیار مینیمم سطح لایی نوع مسطح را ایجاب می کند و بنابراین تحت فشار پیچها کمترین بار و ماکزیمم راندمان اتصالی (joint efficiency) ممکنه برای لائیهای مسطح را خواهد داشت. دراین نوع اتصال میزان برامدگی زبانه 6.4mm و میزان عمق شیار برابر 5mm می باشد.