تولید لوله های پلی اتیلن آبرسانی و مقاوم سازی آنها

کاربرد لوله هاي پلي اتيلن در شبکه هاي توزيع آب و گاز در سرتاسر جهان از دهه هاي گذشته رايج شده است. عواملي نظير کويري بودن مساحت زيادي از ايران و اينکه ايران دومين توليد کننده گاز در دنيا ست، سبب شدند تا در كشورمان از حدود دو دهه ي قبل، اقدامات عملي و اجرايي استفاده از لوله هاي پلي اتيلن در شبكه هاي توزيع آب و گاز آغاز گردد، درحاليکه مطالعات علمي اوليه مربوط به اين موضوع به سال هاي قبل از آن باز مي گردد
از مهم ترين مزاياي لوله هاي پلي اتيلن در مقايسه با لوله هاي فولادي مي توان به سرعت و سهولت در اجرا، آموزش ساده ، مقرون به صرفه بودن و مهم تر از آنها عدم خوردگي و در نتيجه عدم نياز به پوشش وحفاظت از زنگ زدگي اشاره نمود. با درنظرگرفتن موارد فوق الذکر و با توجه به معضلات و مشكلات موجود در اجرا و نگهداري لوله هاي فولادي، استفاده از لوله هاي پلي اتيلن در خطوط انتقال آب بدون هيچ گونه تامل و ترديدي، گزينه اي منطقي و معقول به نظر مي رسد. اما بهرحال لازم است در خصوص شناسايي مشكلات و معضلات خاص لوله هاي پلي اتيلن و اتخاذ تدابيرلازم در مواجهه و برخورد با اين مسائل احتمالي با رويكردي پيشگام و نگرشي پيشگيرانه اقدام نمود.در اين مقاله يک مورد از مشكلات بالقوه در لوله هاي پلي اتيلن يعني موضوع صدمه ديدن لوله هاي پلي اتيلن توسط جوندگان مورد بررسي قرار گرفته و راه حل علمي و عملي آن، يعني مقاوم سازي لوله در حين توليد شرح داده شده است
ذکر اين مطلب الزامي است که خواص نهايي محصولات پليمري به شدت وابسته به فرايند شكل دهي آن ها ست و امروزه در صنايع توليد لوله هاي پلي اتيلن علاوه بر اصلاح و بهبود خواص مهندسي پلي اتيلن، نحوه ي شكل دهي آن نيز مدنظر توليدكنندگان پيشرو اين محصولات قرار گرفته است. يكي از روش هاي موثر بهبود فرايند شكل دهي صنعت ساخت لوله، روش چند لايه سازي توسط بكارگيري مكانيزم توليد كواكستروژني است.در اين روش که هم اکنون درشرکت توليدي لوله و اتصالات پلي اتيلن سمنان مورد استفاده قرار مي گيرد، خواص لوله به طور هم افزاينده توسط بر هم كنش لايه هاي مختلف آن بهبود مي يابد. همچنين مي توان محصولاتي توليد كرد كه توافق بيشتري با نيازهاي مصرف كنندگان در صنايع مختلف از جمله صنعت آب و فاضلاب داشته باشد
در سالهاي اخير و پس از استفاده از لوله هاي پلي ايتلن در شبکه هاي مختلف آب و گاز کشور، مواردي مبني بر ايجاد خسارت بر اين لوله هاي در برخي استان ها مشاهده گرديد هو پس از تحقيق، علت صدمه ديدن لوله هاي پلي اتيلن، برخي جوندگان ( موش ، موريانه ) تشخيص داده شده اند.
اين تخريب و تهاجم بسته به شرايط اقليمي كه لوله هاي پلي اتيلن در آن بكار گرفته مي شوند، متفاوت است. درواقع، جوندگان نه تنها بعلت استفاده از آب موجود در لولوهاي آبرساني، بلکه بعلت طعم مطلوب محصولات پليمري نيز به سمت لوله هاي پلي اتيلني جذب مي شوند. در شرايط خاص كاربرد به عنوان لوله هاي انتقال آب در برخي موارد حساس، ميزان اين تهاجم بسيار خطرناك بوده و مي تواند سبب وقوع حوادث جبران ناپذيري شود
بعلت ايجاد چنين مشکلاتي در لوله هاي پلي ايتلن مصرفي در شبکه هاي انتقال آب و فاضلاب و با عنايت به گستردگي اين شبکه ها در کشور، رفع معضل صدمه ديدن لوله ها توسط جوندگان در استانهاي مختلف کشور از اهميت و اولويت بالايي برخوردار مي باشد.

براي حل اين مشکل، يکي از ساده ترين راه ها براي لوله هاي درحال استفاده، بهينه سازي خاک اطراف لوله به روشهاي مختلف از جمله استفاده از موانع فيزيکي مانند توري و سنگريزه مي باشد، اما بهتر آن است که از ابتدا و در حين توليد بتوان در جهت عدم آسيب پذيري لوله هاي پلي اتيلن در برابر عوامل خارجي نظير جوندگان، گامي علمي برداشت و لوله هايي مقاوم در برابراين عوامل مخرب خارجي را توليد نمود .
براي توليد چنين لوله هايي، بايد به لوله هاي پلي اتيلن، افزودني هاي ضدجوندگان اضافه شود، اما اين كار داراي اشكالاتي مي باشد. نخست آن كه تمامي افزودني هاي ضد جوندگان كه توسط مكانيزم هاي مختلف بر روي آن ها اثرگذاري دارند در بالك لوله يعني ناحيه ي مياني از ضخامت لوله به سبب سرعت سرمايش پايين در هنگام توليد، ايجاد نواحي فومي يا اسفنجي مي كنند.اين مسئله بر روي خواص فيزيكي و مكانيكي لوله تاثير منفي دارد. مسئله ي دوم، قيمت بسيار بالاي مواد ضد جوندگان است كه توليد لوله هاي پلي اتيلن را عملا ً از نظر اقتصادي ناممكن مي سازد.كليد حل مشكلات فوق در فرايند توليد لوله هاي چندلايه نهفته است.در اين شرايط لايه ي خارجي لوله ها به ضخامت 500 تا 1000 ميكرون داراي مواد ضد جونده مي شود. مزيت اين سيستم در آن است كه لايه ي خارجي به محض خروج از قالب پس از عبور از كاليبراتور شروع به خنك شدن مي كند و سرعت خنك كاري در اين حالت از سينتيك اسفنجي شدن مواد ضدجونده بسيار سريع تر بوده و بدين سبب اين مواد را درجا در پوسته ي خارجي لوله منجمد مي سازد و آن ها را از نظر مكانيزم رهايش در موقعيت رهايش كنترل شده كه تابعي از قوانين انتقال جرم است قرار مي دهد. اين رهايش با سرعتي بسيار كم و در مدتي بسيار طولاني انجام مي شود
تلفيق مواد ضدجونده با بستر پليمري ترموپلاستيك بر اساس مكانيزم كامپاندينگ مي باشد و مواد ضدجونده توسط اين مكانيزم به فيلرهاي عامل دار شده،با ابعاد نانو توسط عوامل شيميايي متصل مي شود وكامپاند گرديد. اختلاط مستربچ فوق با پلي اتيلن گريد لوله منجر به ايجاد يك كامپاند يكنواخت و يك فاز غني از مستربچ در پوسته ي كامپاند مي شود. مستربچ ساخته شده به مواد پلي اتيلن اضافه و به اكسترودر لايه ي خارجي خوراك دهي مي شود. بدين ترتيب لوله پلي اتيلن آبرساني با خاصيت ضدجوندگي توليد مي گردد
ماده ضدجونده اي که در شرکت توليدي لوله و اتصالات پلي اتيلن سمنان مورد استفاده قرار گرفته است، رودرپل ) ( Rodrepel مي باشد. اين ماده ، ماده اي است غير سمي و غير خطرناک. ماده رودرپل درکشور هند توليد شده و حاصل از فن آوري هوشمند و شيمي سبز مي باشد، لذا استفاده از اين ماده در توليد لوله هاي ضد جونده براي مصارف آبرساني امکانپذير است. از ماده ضدجونده رودرپل که در لوله هاي پلي اتيلن شرکت توليدي لوله و اتصالات پلي اتيلن سمنان مورد استفاده قرار گرفته است، نتايج مثبتي مشاهده شده است. در صورت استفاده از اين ماده در لوله هاي پلي اتيلن، جوندگان کشته نمي شوند، بلکه جوندگان بوسيله مکانيسم هاي حسي ( طعم بسيار تلخ و تحريک پوستي ) از لوله هاي کارگذاري شده دوري مي جويند. بسياري از شرکتهاي توليد کننده لوله و اتصالات پلي اتيلن در ساير کشورها نيز ( نظير امريکا ) از ماده مذکور استفاده نموده اند و نتايج مثبتي درخصوص دوري جوندگان و حتي برخي پرندگان را ثبت نموده اند. لازم به ذکر است، ماده ضد جونده رودرپل، هم بصورت گرانول جامد و هم بصورت مايع توليد مي شود و علاوه بر لوله هاي پلي اتيلن، در محصولات توليد شده ازپلي اورتان، پلي پروپيلن، پي وي سي، کابلها و فيبرهاي نوري نيز کاربرد دارد.
بدين ترتيب مي توان بدون كاهش خواص فيزيكي و مكانيكي لوله، لايه ي خارجي لوله را با استفاده از مكانيزم رهايش کنترل شده در برابر حملات جوندگان مقاوم نمود. ماده ضد جونده رودرپل، داراي عمري بين 5 تا 40 سال مي باشد.همچنين از مزاياي ديگر اين ماده آن است که تا دماي 1400درجه سانتيگراد پايداري حرارتي دارد و درصورت استنشاق خطري در پي نخواهد داشت. بدست آمدن نتايج مثبت، نشان مي دهد که ماده ضدجونده رودرپل مي تواند علاوه بر لوله هاي آب شرب، در لوله هاي گازرساني نيز مورد استفاده قرار گيرد.
علاوه بر تست هاي گروه CEN EN-1555 که مختص لوله هاي پلي اتيلن گاز مي باشد، جهت تست هاي ميداني، مي توان آزمايشهاي ذيل را انجام داد:
الف- لوله ي ضدجونده در قفس موش هاي موسوم به Rat قرار مي گيرد كه اجتناب اين جانوران از لوله ي فوق كاملاً مشاهده ميشود، در حالي كه موش ها به نمونه ي شاهد ( يك لوله ي معمولي ) عکس العمل متفاوتي دارند.
ب- لوله ي ضدجونده به مدت 24 ساعت در دماي 110 درجه ي سانتيگراد قرار داده مي شود و سپس آزمايش قبل تكرار مي گردد كه نتيجه ي آن اجتناب مجدد جوندگان از لوله ضدجونده و نزديك نشدن به آن مي باشد.
لازم به ذکر است، صرفه جويي در زمان و پول، مقاومت بيشتردر برابر سايشهاي خارجي، همچنين کيفيت بالاي سطح روي لوله و مناسب جهت الکترفيوژن از ديگر ويژگيهاي اين لوله هاي پلي اتيلن توليدي مي باشد که در آنها ماده ضد جونده رودرپل بکار رفته است.  

تولید و ساخت صنعتی