مزایای لوله‌های پلی اتیلن HDPE نسبت به لوله‌های GRP

• مزایایلوله‌های پلی اتیلن HDPE  نسبت به لوله‌های GRP

از مقايسه ويژگي هاي ساختاري و عملكرد كوتاه مدت و بلند مدتلوله های GRPولوله پلي‌اتيلن (HDPE High Density Poly Ethylene )  و نيز مقايسهاسـتانداردهاي AWWAدر هر مورد ( AWWA  C950  براي لوله GRP و AWWA C906 براي لولهپلي‌اتيلن) و همچنين آزمايشات عملي انجام شده انستيتو مواد مركب ساختاري SCI وآزمايشگاه مهندسي پلاستيك و انیسیتو پلاستیک پایپ  كه همگي مراكز تحقيقاتي ايالات متحده مي‌باشند، نتايجي استنباط گرديده كه در زير مي‌آيد.

جهت مقايسه منطقي درآزمايشات از مطلوب‌ترين جنس پلي‌اتيلن فشرده يعني نوعPE 100 به تصريح استاندارد  AWWA C906 استفاده شده است. همچنين لوله‌هايسايز 150 و 600 ميليمتر در هر دسته مورد مقايسه قرار گرفته‌اند.

1- استحكام كششي

استحكام كششيلوله پلی اتیلنحدودا بيش از 24 برابرلوله  GRPمي باشد برخلاف لوله GRP،لوله‌هاي پلي‌اتيلن در مقادير تنش كششي دچار خزش مي‌شوند.در اینگونه موارد لوله GRPاز خود رفتار داکتیل نشان می دهد و می شکند.

هنگام كاهش سرعت بارگذاري رويلوله پلي‌اتيلن، يا هنگامي كه لوله تحت بار ثابت براي مدت زمان طولاني قرار ميگيرد، مولكول‌ها فرصت جداشدن و آزاد شدن از يكديگر را دارند كه اين امر باعث تقليل تنش مورد نياز براي تغيير شكل و جلوگیری از عدم شکست می شود که دامنه کاربرد آن رابرای اجرای پروژه های زیرزمینی با ریسک جابجائی زمین و یا ناصاف بودن آن ساده تر وکاربردی تر می نماید .

2- مقاومت فشاري

مقاومت در مقابل فشارهيدرواستاتيك تركيدگي لوله پلی اتیلن بسیار بیشتر ازلوله GRPاست. مستقيم‌ترين روش جهت اندازه‌گيري مقاومت لوله مقابل فشار، تست هيدرواستاتيك است. تمامي لوله‌هاي پلی اتیلن كه تامرحله شكست تحت فشار قرار گرفتند فقط دچار ترك به طول ٣٧ تا ١٠٠ سانتيمتر شدنددرحالي كه تمامي لوله‌هاي GRPدر این فشار می شکنند .

افزايش دائمي قطرنمونه‌هاي پلي‌اتيلن پس ازآزادشدن فشار داخلي و پايان تست در جدول 1 آمده است. لوله های پلی اتیلن می تواندتا فشار 10mpa  را تحمل نماید و در برابر تغییرات زمین شناسی و زلزله بسیار مقاوممی باشد .ولی لوله های GRP در بربر این تغییرات بسیار شکننده هستند .

هيچ لوله GRP  توليد نشدهاست كه قادر به تحمل فشار اسمي به بزرگي فشار اسمي قابل تحمل توسط لوله پلی اتیلن باشد.

3- استحكام ضربه

استحكام ضربه لوله پلی اتیلن  بسیار بیشتر از لوله GRP است. استحكام ضربه يكي ديگر از مشخصات مهم انتخاب لوله است. اين ويژگي بيشتر از ساير خواص، در شرايط حمل و نقل و نصب موثر است. شكل 5استحكام ضربه لوله پلي‌اتيلن را با لوله GRP مقايسه مي‌كند. آزمايشات به هر دو روش شارپي و ايزود و در دمـــاي 2±21 درجه سانتيگراد انجام شده است.

4-  سازگاری با محیط زیست

تولید لوله های پلی اتیلن هیچگونه آثار زیست محیطی ندارد و لوله های پلی اتیلن نیز در مقابل حمله میکروارگانیسم ها مقاوم می باشند چراکه پلی اتیلن ماده تغذیه کننده ای برای آنها نمیباشد .با توجه به استفاده از الیاف شیشه در تولید لوله های GRP می تواند  به محیط زیست صدمه بزند ولی لوله های پلی اتیلن به عنوان لوله های دوستدار محیط زیست قلمدادمی شوند .

5-  مقاومت دربرابر مواد شیمیائی

لوله های پلی اتیلن ازمقاومت قابل توجهی در مقابل مواد شیمیائی آلی و غیرآلی برحوردار می باشد از این منظر لوله های GRP بخاطر استفاده از مواد رزینی از مقاومت کمتری نسبت به مواد پلی اتیلن برخوردار می باشد .

6- شرايط بستر سازی

نظر به ضعف ذاتي لوله‌هاي GRP، شرايط بستر در مورد اين نوع لوله بسيار مهمتر از لوله پلی اتیلن  مي‌باشد. بستر مناسب براي كنترل اعوجاج كه تنها معيار طراحي لوله های GRP در مقابل بارهاي خارجي است مورد نياز است. استاندارد كارگذاري لوله های GRP بيان مي‌دارد كه بسترلوله بايد شامل ريزترين ذرات ممكن خاك باشد كه بستگي به قطر لوله دارد. بنابراين خاك اطراف لوله بايد بقدري فشرده باشد كه نيروهاي جانبي را به صورت كاملاً يكنواخت به لوله اعمال ننمايد. همچنين خاك بايستي عاري از هرگونه مواد آلي باشد. كف بستربايد مسطح و عاري از سنگ‌هاي بزرگ و كلوخه باشد چون اين سنگ‌ها باعث كاهش استحكام در اثر ايجاد سايش و خراش لوله مي‌گردند. لازم به يادآوريست بسياري از اين تمهيدات در عمل فراهم نمي‌گردد. برعكس بدليل استحكام ذاتي لوله های پلی اتیلن  كف مسطح بدون خاك‌ريزي يا كف مسطح با خاك ريزي سبك براي بسياري از كاربردها در مورد لوله های پلی اتیلن كافي است. هرچند عدم رعایت این توع ترانشه گذاری نیز مشکلی برای لوله های پلی اتیلن فراهم نمی نماید .

7-  اتصالات وقطعات

اتصال پذیری لوله پلی اتیلن ، ارزانتر و سريعتر از لوله GRP است. چون سریعتر آب بندی می شود و نشتی نداردو سرعت پروژه را افزایش می دهد ضمن اینکه استفاده از چسب برای اتصال لوله های GRP با اتصالات عمر و استحکام این اتصالات را پائین می آورد و با کوچکترین تغییری شروع به نشتی می نماید .این مشکل به عنوان یک از یزرگترین مسائل مدیران اجرائی در پروژههای لوله کشی با لوله های GRP می باشد که آنها را برای اجرای یک خط لوله بدون نقص دچار مشکلات زیادی می نماید . با استفاده از مواد پلی اتیلن امکان ساخت انواع اتصالات وجود دارد که با استفاده از انواع روشهای جوشکاری می تواند خط لوله مطمئنی را طراحی و اجرا نمود .

8-  شناوري و اجرای پروژه های دریائی

لوله پلي‌اتيلن روي آب شناور مي‌شود. بنابراين هنگامي كه احتمال آمدن سيل در بستر لوله مي‌رود يا سطح آب‌هاي زيرزميني در محل بالاست، تمهيدات خاصي بايستي انديشيده شود. به اين منظورلوله بايستي مهار شود. اما لوله های GRP با توجه به ماهیت شکننده بودن امکان شناوری را ندارند و عملا استفاده های در پروژه های دریائی ندارند .

9- اثرخراشيدگي

در مقايسه با لوله GRP،پلي‌اتيلن ماده بسيار نرمتري است. بنابراين در مقابل خراش‌ها و ساير صدمات ايجادشده در حين حمل و نقل  کمتر آسيب‌پذيرتر مي‌باشد. در استاندارد لوله GRP علاوه برالزام بر عاري بودن لوله از ترك، بريدگي، سوراخ، حفرات، ناخالصي‌ها يا ساير نقايص،تاكيد شده است كه خراش‌هايي عميق‌تر از ١٠ درصد ضخامت جداره بحراني بوده و لوله باچنين خراش‌هايي قابل استفاده نمي‌باشد و بايستي تعويض شود. به‌دليل استحكام لوله پلی اتیلن  علاوه بر كاهش احتمال ايجاد اينگونه صدمات، خراش روي لوله تاثير چنداني بر استحكام آن ندارد.اما کوچکترین ضربه به لوله GRP می تواند کیلومترها کار اجراشده را نابود نماید .

10- سهولت حمل ونقل

با توجه به مقاومت دربرابر ضربه و سهولت بارگذاری و سهولت در جابجائی لوله های پلی اتیلن حمل و نقل این نوع لوله ها بیشتر بوده و درصد از بین رفتن لوله در اثر حمل و نقل صفر بوده و این نوع لوله ها ضایعات حمل و نقل ندارد .