شرایط استاندارد مواد اولیه لوله های پلی اتیلن

مشخصات استاندارد، روش های آزمون و کدهای استاندارد سیستم های خطوط لوله پلی اتیلن

 مشخصات فنی، طراحی و نوع کاربرد سیستم های لوله های پلی اتیلن توسط تعدادی از مشخصات استاندارد، روش های آزمون وکدهای استاندرد که توسط ارگان هایی از قبیل جامعه بین المللی ASTM ، انجمن امور آب آمریکا ( AWWA )، انجمن استاندارد کانادا ( CSA) و همچنین گزارش های فنی ( TR ҆s ) و یادداشت های فنی ( TR s҆ ) منتشر شده توسط مؤسسه PPI وضع شده اند، ارائه می گردند.

به خوانندگانی که علاقمند به کسب اطلاعاتی درباره لوله های با ساختار دیواره کاروگیت هستند، توصیه می شود از وب سایت مؤسسه PPI به آدرس http://plasticpipe.org/drainage/index.html دیدن فرمایند. در ادامه همچنان با شرکت توسن صنعت آپادانا تولیدکننده و ارائه کننده انواع لوله های پلی اتیلن، لوله آبیاری، نوار آبیاری و لوله دریپردار همراه باشید.  

شرایط استاندارد مواد اولیه لوله های پلی اتیلن – ۱

همانطور که در فصل ۳ گفته شد، پلی اتیلن یک پلیمر پیچیده است که می توان خواص آن را با توجه به کاربرد نهایی مورد نظر، بهینه سازی نمود. چنین تغییراتی تحت تأثیر انتخاب سیستم کاتالیست، شرایط پلیمریزه شدن و استفاده از مقادیر اندکی کومونومر (یک مونومر یا مونومرهایی غیر از اتیلن) قرار دارند. انجام همه این تغییرات موجب بهینه سازی پلی اتیلن برای طیف گسترده ای از فرآیندها و شرایط عملکردی می شود.

انجمن ASTM به منظور دسته بندی این طیف گسترده از تغییرات خواص که در کاربردهای لوله کشی مورد استفاده قرار می گیرند، اقدام به انتشار استاندارد D 3350 با عنوان »مشخصات استاندارد مواد اولیه لوله ها و اتصالات پلاستیکی پلی اتیلنی « نموده است. در این استاندارد ۶ خاصیت اصلی که در ساخت لوله های پلی اتیلن، جوش گرمایی آن ها و تعریف ظرفیت های عملکردی دراز مدت این لوله ها، مهم تلقی می شوند، مورد شناسایی قرار گرفته اند. هر خاصیت به منزله یک »سلول « در نظر گرفته شده و هر سلول شامل تعدادی »دسته «است. شماره سلول بیانگر یک طیف باریک از کل بازه گسترده ای است که توسط »سلول «ِ خاصیت مورد پوشش قرار می گیرد. این سلول ها و طبقه های خواص استاندارد D3350 در جدول ۵- ۱ نشان داده شده اند.

 

به علاوه، استاندارد ASTM D3350 ، با استفاده از یک کد حرفی مشخص می کند که ماده اولیه حاوی رنگدانه هست یا خیر و همچنین نوع پایدار کننده ای که برای محافظت از ماده در برابر آثار احتمالی اشعه ماوراء بنفش نور خورشید، در ترکیب آن بکار رفته است را بیان می نماید. جدول ۵- ۲ حاوی کدهای حرفی بکار رفته در استاندارد D3350 و مفهوم آن هاست.

برای نامگذاری یک ماده پلی اتیلنی بر حسب استاندارد ASTM D3550 می بایست شماره سلول هر خاصیت را از جدول ۵- ۱ بیابیم. سپس کد حرفی متناسب با رنگ و پایدار کننده UV را از جدول ۵- ۳ قراردهیم. نمونه ای از این سیستم نامگذاری مواد، برای ماده پلی اتیلنی با کد نام PE445574C در جدول ۵- ۳ ارائه شده است.

ماده ای پلی اتیلنی که با نامگذاری سلولی جدول ۵- ۳ مطابقت دارد، یعنی ماده ای با کد نام PE445574C ، دارای چگالی بالاتر (بلورینگی بیشتر) و شاخص ذوب پایین تر (وزن مولکولی بالاتر) است و مقاومت منحصر به فردی در برابر رشد آرام ترک از خود نشان می دهد. بعلاوه این ماده برای آب در دمای ( ۷۳ᵒF (23ᵒC دارای پایه طراحی هیدرواستاتیک۱۱/۰۳ MPa) 1600 (HDB) psi 1 ) می باشد. نهایتاً این ماده مشکی خواهد بود و حاوی حداقل ۲% کربن سیاه است. سیستم طبقه بندی سلولی ابزاری سودمند را در طراحی مهندسی و به منظور تعیین الزامات مواد پلی اتیلنی مورد استفاده در پروژه های لوله کشی فراهم می کند.

کد نامگذاری استاندارد مواد اولیه لوله های پلی اتیلن

اگرچه در همه استانداردهای لوله های پلی اتیلن، حداقل الزامات مواد بر اساس الزامات سلولی استاندارد ASTM D3350 مشخص می شوند، اما در ASTM کد نامگذاری ساده تر و مختصرتری هم وجود دارد که معمولاً برای شناسایی مهم ترین خواص مهندسی مواد اولیه لوله های پلی اتیلن بکار می رود. یکی از جنبه های مهم این کد نامگذاری آن است که با استفاده از آن می توان حداکثر تنش طراحی ۱ Hydrostatic design basis هیدرواستاتیک ( HDS ) ماده را برای آب و در دمای ۲۳ᵒC) 73ᵒF ) بدست آورد. این کد نامگذاری در ابتدا برای استفاده در موادی بود که قرار بود در لوله کشی های تحت فشار کار کنند. با این حال اکنون می دانیم که حتی در کاربردهای غیر فشاری هم تنش هایی بوجود می آیند که ما را مجاب به استفاده از موادی می کنند که از نظر تنش قابل تحمل، درجه بندی شده باشند. این موضوع باعث کاربرد متداول این کدهای نامگذاری برای شناسایی سریع همه مواد اولیه لوله پلی اتیلن مورد استفاده در ساختار لوله های تک جداره و لوله های با دیواره پروفیلی شده است.

این کد نامگذاری در استاندارد ASTM F412 با عنوان »واژگان استاندارد مرتبط با سیستم های لوله های پلاستیکی « و در ذیل مطلب تعریف کدها و نامگذاری مواد اولیه لوله های گرمانرم، تشریح شده است. این نامگذاری شامل حروف مخفف تأیید شده ASTM برای مواد لوله ای، و سپس ۴ رقم می باشد (مانند PE4710 ). اطلاعاتی که از این کد منتج می شود، از قرار زیر است:

– حروف مخفف مخصوص مواد لوله ای که در استاندارد ASTM شناخته شده است. این حروف مخفف در مورد مواد پلی اتیلنی عبارت است از .PE

– اولین رقم نشاندهنده چگالی رزین پایه بکار رفته در ماده، بر اساس استاندارد ASTM D3350 است. همانطور که در فصل ۳ بحث شد، چگالی یک پلیمر پلی اتیلنی، انعکاسی از سطح بلورینگی پلیمر است، و بلورینگی به نوبه خود عامل اصلی تعیین کننده خواص استحکام و سفتی ماده است.

– دومین رقم، میزان مقاومت آمیزه در برابر رشد آرام ترک ( SCG ) را برا اساس استاندارد ASTM 3350 نشان می دهد. مقاومت یک ماده در برابر SCG ارتباط تنگاتنگی با چقرمگی دراز مدت ماده دارد، خاصیتی که ظرفیت ماده برای مقاومت ایمن در برابر اثر افزایش تنش های موضعی را نشان می دهد.

– دو رقم آخر نشاندهنده طبقه مربوط به حداکثر تنش طراحی هیدرواستاتیک ( HDS ) توصیه شده ( ۱) ماده برای آب در دمای ۲۳ᵒC) 73ᵒF ) است. این مقادیر با درنظرگرفتن عوامل مختلفی ارائه شده اند که مهم ترین آن ها عبارت اند از: ظرفیت مقاومت ایمن در برابر تنش های توزیع شده ناشی از فشارهای داخلی و ظرفیت مقاومت ایمن در برابر آثار جانبی ناشی از افزایش موضعی تنش ( ۱).

در ادامه این فصل، بیشتر روی این موضوعات بحث خواهیم کرد.

کدهای نامگذاری استاندارد موادی که تا زمان نوشتن این کتاب توسط CSA ،AWWA ،ASTM و سایر استانداردها شناسایی می شوند، در جدول ۵- ۴ لیست شده اند. این جدول، توضیح مختصری راجع به اهمیت رقم های کد می دهد. باید بدانیم که ممکن است مواد جدیدی به بازار ارائه شوند که گواهی کد نامگذاری خاصی را کسب نمایند که این کد جدید در زمان نوشتن این کتاب، هنوز شناخته شده نباشد. خواننده می تواند برای دسترسی به لیستی از تازه ترین کدهای نامگذاری، به گزارش TR-4 مؤسسه PPI که بصورت دوره ای به روز می شود، مراجعه نماید. با مؤسسه PPI از طریق پایگاه اینترنتی آن ها به آدرس www.plasticpipe.org در تماس باشید.