لوله‌های تک لایه پلی‌پروپیلنی چه مزایایی دارد؟
یکی از مهم ترین و پرکاربردترین لوله ها در صنعت ساختمان، لوله های پلی‌پروپیلن یا لوله PP هستند. این لوله های پلی‌پروپیلنی در سایزهای مختلف و در کاربردهای مختلف تولید می شوند. دو دسته کاربرد و موارد استفاده لوله‌های تک لایه پلی‌پروپیلن PP بسیار رایج هستند، دسته اول لوله های پلی‌پروپیلن مورد مصرف در آبرسانی ساختمان که به لوله سفید معروف هستند و معمولا در سایزهای 20 الی 63 تولید می شوند. دسته دوم لوله های پلی‌پروپیلن فاضلابی که در قطرهای بالاتر تولید شده و در تخلیه فاضلاب ساختمان کاربرد دارند.
لوله های پلی‌پروپیلن آبرسانی علاوه بر لوله سفید به لوله های PP-RC نیز معروف هستند که به معنای استفاده از مواد پلی‌پروپیلن رندوم کوپلیمر می باشد. البته استفاده از سایر مواد پلی‌پروپیلن مانند پلی‌پروپیلن همو پلیمر (PP-H)، پلی‌پروپیلن بلاک (PP-B) و پلی‌پروپیلن RCT نیز مجاز است. معمولا برای تولید لوله‌های تک لایه پلی‌پروپیلنی خرید مواد PPR60 و یا خرید مواد PPMR230 , PP ZR230 پیشنهاد میشود.
موارد استفاده لوله پلی‌پروپیلن
لوله های پلی‌پروپیلن کاربردهای فراوانی دارد که مهم ترین آن ها عبارتند از شبکه های آب آشامیدنی سرد و گرم ساختمان (لوله سفید یا PP RC)، انتقال فاضلاب ساختمانی، انتقال فاضلاب مدفون در خاک، شبکه های آبرسانی شهری و آبیاری صنعتی تحت فشار، انتقال هوای فشرده، تاسیسات حرارت مرکزی و تهویه مطبوع و …
تفاوت لوله پلی‌پروپیلن و پلی‌اتیلن و مزایای لوله پلی‌پروپیلن
پلی‌اتیلن همانگونه که در بخش ساخت لوله های پلی‌اتیلن و مشخصات مواد پلی‌اتیلن توضیح داده شد، خواص مکانیکی و فیزیکی خوبی دارد اما نه در برابر حرارت، به همبن دلیل برای انتقال آب گرم در ساختمان ها استفاده از لوله‌های تک لایه پلی‌پروپیلن یا به اصطلاح بازار لوله سفید مرسوم است. البته با ورود تکنولوژی لوله های چندلایه PEX نیز که مقاومت بالایی در برابر آب گرم دارد، این لوله ها به تدریج مخصوصا در کاربردهای رادیاتور و سیستم گرمایش از کف جای خود را به لوله های چندلایه PEX می دهند. اما با توجه به قیمت بالای لوله‌های چندلایه، و استفاده گسترده از لوله های پلی‌پروپیلنی همچنان این لوله ها کاربرد بسیار زیادی در صنعت ساختمان دارند.
کاربرد بعدی لوله های پلی‌پروپیلن که مصرف بسیار زیادی نیز دارند استفاده در فاضلاب ساختمان و زیرزمینی می باشد. که هم اکنون با توجه به مقاومت شیمیایی بالای این لوله‌ها، سبک بودن نسبت به لوله های فاضلابی از جنس PVC و همچنین چقرمه تر بودن و مقاومت بالاتر در برابر ضربه در این نوع لوله ها، استفاده از ان ها بسیار زیاد است.
از دیگر مزایای لوله های پلی‌پروپیلنی می توان به زنگ نزدن، قالبت تماس با آب آشامیدنی و بهداشتی بودن، تحمل فشار مناسب، مقاومت به اسید و باز، افت فشار بسار ناچیز، مقاومت به نفوذ گاز، فرم دهی و اتصال آسان، نصب سریع و آسان، وزن پایین و سبک بودن، مقاومت به یخ زدن و … شاره کرد. سایز و اندازه قطر خارجی پرکاربرد لوله های پلی‌پروپیلنی در مصارف آبرسانی بسته به نوع و محل کاربرد، معمولا قطر خارجی 20 و 25 میلیمتر می‌باشد و همچنین اندازه پر کاربرد این لوله ها در مصارف فاضلابی، 110 و 125 میلیمتر می باشد. هنگام اجرا و نصب لوله های پلی‌پروپیلنی باید دقت کرد که لوله ها در معرض نور مستقیم آفتاب قرار نگیرد و سعی شود پس از نصب روی آن پوشانده شود، در سیستم روکار حتما از از بست با فواصل مناسب استفاده شود.
مشخصات خط تولید لوله پلی‌پروپیلن
ابعاد مرسوم و رایج لوله پلی‌پروپیلن که در کشور تولید می شود معمولا از قطر خارجی 20 الی 63 میلیمتر می باشد. مشخصات زیر برای تولید این ابعاد آورده شده اند.
1- اکسترودر و دای تولید لوله پلی‌پروپیلن
- اکسترودر موردنیاز یک دستگاه تک پیچه، توانایی تولید از سایز 20 الی 63 می باشد.سیلندر و مارپیچ باید از جنس فولاد سخت باشد.
- ظرفیت خروجی مناسب و مرسوم برای اکسترودر حداقل 180 کیلوگرم بر ساعت است.
- هیتر به کار رفته از نوع سرامیکی
- در این اکسترودر ها معمولا 5 عدد فن خنک کن با توان 120 وات به کار می رود.
- گیربکس باید توان حداقل 50 کیلو وات داشته باشد.
- قطر مارپیچ مناسب 65 میلیمتر و نسبت L/D نیز 34 می باشد.
- هد و قالب سایز های 20 تا 63 باید بر روی اکسترودر قرار گیرد و همچنین کالیبراتور های مناسب هر سایز نیز تعبیه شود.
- بهترین جنس برای کالیبراتور ها آلیاژ های برنز و برنج می باشد.
2- مخزن وکیوم
خط تولید باید دارای یک وان وکیوم به طول حداقل 6 متر باشد به یک عدد پمپ وکیوم با توان حداقل 7 کیلووات یا 110 مترمکعب نیاز است پمپ آب پاش برای خنک سازی لوله تولیدی نیز باید دارای همین توان باشد.
3- وان خنک‌کننده
- وان خنک کننده 2 عدد به طول حداقل 6 متر نیاز است، خنک سازی از طریق سیستم آب پاشی انجام می شود.
- جنس وان نیز بهتر است حداقل از جنس گالوانیزه باشد. بهتر است از آب با سختی مناسب استفاده شود تا سوراخ های آب پاش دچار گرفتگی نشود.
4- دستگاه HAUL OFF یا کشنده
دستگاه کشنده معمولا از نوع چرخ دنده زنجیری 2 ریلی می باشد که دارای حدود 70 کفشک می باشند و کنترل آن ها توسط شیر برقی انجام می گیرد.
5- همچنین به تجهیزات جانبی مانند برج خنک کننده، تابلو برق (PLC)، و دستگاه برش لوله نیز می باشد.
نکاتی در مورد پلی‌پروپیلن‌ها
پلی‌پروپیلن نیز مانند ھمه ترموپلاستیک ھای مصرفی در فرآیند تزریق، ویژگی‌ھای خاصی دارد که با تعیین خواص نھایی قطعات قالبگیری شده نقش مھمی در تعیین شرایط بھینه عملیاتی دارند. پلی‌پروپیلن به سه صورت ھمو پلیمر، کو پلیمر رندوم و مقاوم در برابر ضربه عرضه می شود.
قیمت نسبتا پایین، دانسیته پایین و استحکام نسبتا خوب از خواص پلی‌پروپیلن می باشد. خواص و ویژگی ھای پلی‌پروپیلن دانسیته : ھمه انواع پلی‌پروپیلن خام (پر نشده ) دانسیته پایینی دارند (حدود 9.0 گرم بر سانتی متر مکعب) که از ھمه ی ترموپلاستیک ھای تجاری موجود پایین تر می باشد. به دلیل وزن مخصوص پایین پلی‌پروپیلن تعداد قطعات تولید شده از آن در یک وزن مشخص بیشتر می باشد. مقاومت حرارتی: نقطه ذوب نسبتا بالای حدود 167 درجه سانتی گراد اکثر گرید ھای ھمو پلیمر پلی‌پروپیبن باعث شده که بتوان برای کاربرد ھای مورد استفاده بالای 100 درجه (کاربرد در دمای پیوسته 104 درجه سانتی گراد) استفاده کرد. پلی‌پروپیلن در دمای بالای 121 درجه سانتی گراد نرم می شوند. برای افزایش دمای سرویس دھی پلی‌پروپیلن باید به سیستم آنتی اکسیدان مصرفی توجه کرد زیرا ھر محیطی (مانند رطوبت) که سرعت خروج آنتی اکسیدان را بالا ببرد باعث شکست سریع تر پلی‌پروپیلن می شود.
مقاومت شیمیایی پلی‌پروپیلن نیز مانند سایر پلی‌الفین ھا مقاومت خوبی در برابر حلال ھا و مواد شیمایی دارد، پلی‌پروپیلن در برابر حلال ھای قطبی کاملا مقاوم است ولی در معرض حلالھای غیر قطبی مانند تولئن، بنزن، تتراکلرید کربن و … متورم و نرم می شود. مقاومت در برابر ترک ھای محیطی پلی‌پروپیلن در برابر تنش ھای محیطی ایجاد کننده ترک (مانند روغن و شوینده ھا) مقاومت خوبی دارد و فقط برخی اکسید کننده ھای قوی پلی‌پروپیلن را شکننده می کند. مقاومت در برابر نور خورشید و نور ماورای بنفش پلی‌پروپیلن مقاومت کمی در برابر نور UV دارد. با این حال با مخلوط کردن 2 تا 5.2 درصد پیگمنت دوده می توان به مدت 20 سال به راحتی در محیط بیرون نگه‌داری کرد. اگر محصول مورد نظر سیاه نباشد می توان با افزودنی ھای UV این خاصیت را بھبود داد. استریل شدن با تشعشع: به طور کلی رزین ھای پلی‌پروپیلن برای استفاده در جاھایی که تشعشع استریل کننده وجود دارد پیشنھاد نمی شود، تشعشع سبب زرد شدن و کاھش خواص فیزیکی و در نتیجه شکنندگی قطعه می شود.
نکاتی در مورد پلی‌پروپیلن
1- براقیت قطعات تولید شد با PP خوب و قابل قوب است با این حال با افزودن عوامل ھسته ساز براقیت محصول افزایش می یابد، عومال ھسته ساز سرعت کریستاله شدن را افزایش می دھند ھمچنین کریستال ھای تولید شده ریز تر می‌باشند این افزودنی ھمچنین سبب بھبود سختی و ضربه پذیری پلی‌پروپیلن میشود.
2- پلی‌پروپیلن پر نشده کاملا غیر آب دوست است و نیازی به خشک کردن ندارد.
خواص مکانیکی: پلی‌پروپیلن خواص مکانیکی عالی دارد. وجود گرید ھای مختلف ھمو پلیمر و کو پلیمر در مقادیر مختلف سختی و مقاومت در برابر ضربه، رسیدن به خواص مطلوب را در قطعات تزریق ممکن می کند. سفتی: در قطعات تزریقی سفتی با مدول خمشی اندازه گیری می شود. در بین گرید ھای مختلف خانواده پلی‌پروپیلن گرید ھای ھمو پلیمر سختی بالاتری از گرید ھای کو پلیمر رندوم و مقاون در برابر ضربه دارند. کو پلیمر مقاوم به ضربه و کوپلیمر رندوم مدول خمشی مشابه با پلی‌اتیلن با دانسیته بالا دارند. پلی‌پروپیلن سختی متوسطی در مقایسه با پلی‌استایرن و پلی‌اتیلن سنگین دارد. ھمو پلیمر پلی‌پروپیلن می تواند سخت تر از پلی‌استایرن با مقاومت بالا باشد.
مقاومت در برابر ضربه مقاومت ضربه پلی‌پروپیلن را می توان به روش ھای زیر اندازه گیری نمود.
1- اندازه گیری مقاومت ضربه با پاندول
2- آزمایش ضربه سقوط آزاد وزنه روی نمونه قالبگری شده
دما اثر زیادی بر مقاومت ضربه نمونه ھا دارد، در بسیاری از کاربرد ھا پلی‌پروپیلن ھمو پلیمر و کوپلیمر رندوم مقاومت ضربه خوبی دارند با این حال برای کاربرد ھایی که مقاومت ضربه در دمای پایین نیاز است از کوپلیمر مقاوم در برابر ضربه استفاده می شود. PP نیز مانند سایر پلیمر ھای کریستالی تا حدی نسبت به ضربه حساس است، بنابراین در محیط ناچ خورده یا شکاف دار مانند گوشه ھای تیز وجود یک انحنا در گوشه برای کاھش تنش و بھبود مقاومت ضربه ضروری است. خزش در طولانی مدت به توانایی قطعه در برابر تغییر شکل در اثر یک نیروی ثابت در زمان نسبتا طولانی مقاومت خزشی گفته می شود. پلی‌پروپیلن نسبت به سایر پلی الفین ھا مقاومت خزشی بھتری دارد با این حال این خاصیت را می توان با افزودن الیاف شیشه بھبود داد.
گرید ھموپلیمر پلی‌پروپیلن مقاومت خزشی بھتر نسبت به گرید ھای کو پلیمردارند.
خواص رئولوژیکی: اولین عامل مھم در انتخاب مواد مناسب جریان پذیری است که به دو روش انجام می شود.
1- آزمون شاخص جریان مذاب این آزمایش مطابق روش آزمون D1238 ASTM) 1133 ISO) ندازه گیری می شود . شاخص MFR برای پلی‌پروپین در دمای 230 درجه سانتی گراد و وزنه 16.2 اندازه گیری می شود. با وجود محدود بودن این روش به سرعت ھای برشی پایین، از آن به عنوان یک معیار خوب برای تعیین گرید مناسب استفاده می شود.
2- آزمون ویسکوزیته لوله مویین: در این آزمایش از یک رئومتر لوله موئین جھت اندازه گیری ویسکوزیته در سرعت ھای برشی بالا، مشابه با شرایط تزریق استفاده می شود. این روش معیار مناسبی برای ارزیابی قابلیت قالبگیری می‌باشد. پلی‌پروپیلن وقتی تحت سرعت برشی بالا قرار می گیرد( موقع پر شدن قالب) ویسکوزیته آن بسیار کاھش پیدا می کند، این خاصیت ھنگام استفاده از قالب ھایی با مسیر ھای جریان طولانی یا قالب ھای بزرگ بسیار مناسب می‌باشد. با این وجود باید توجه داشت که وقتی پلیمر تحت تنش بالا قرار می‌گیرد، ممکن است خواص نھایی قطعه تغییر کند.
دیدگاهتان را بنویسید