امروزه لوله و اتصالات PE کاربرد‌های متفاوت و گسترده ای مثل سیستم‌های آبیاری یا سیستم‌های توزیع گاز‌های شهری مورد استفاده قرار میگیرند. اما مواد اولیه لوله پلی اتیلن چیست؟ ادر ادامه این مطلب با ما همراه شوید تا با بررسی‌های بیشتر درباره انواع مختلف آن و ویژگی‌هایشان بیشتر بدانیم.
منظور از مواد اولیه چیست؟
مواد اولیه در بسیاری از محصولات استفاده می‌شود و می‌تواند اشکال مختلفی داشته باشد. مواد اولیه کالاهای ورودی یا موجودی هستند که یک شرکت برای تولید محصولات خود به آن نیاز دارد. به عنوان مثال، فولادی که برای تولید وسایل نقلیه استفاده می‌شود، ماده اولیه برای یک خودروساز محسوب می‌شود. برای شرکت‌های تولیدی، موجودی مواد اولیه نیازمند بودجه بندی دقیق و چارچوب خاصی برای حسابداری در ترازنامه و صورت سود و زیان است.
مواد خام اغلب مربوط به منابع طبیعی است. به همین دلیل ممکن است شرکت‌های تولیدی در زمینه تامین مواد اولیه در اختیار طبیعت مادر باشند. در همین راستا، شرکت‌های تولیدی ممکن است تمایلی به سرمایه گذاری مستقیم در استخراج مواد خام نداشته باشند. به عنوان مثال، در نظر بگیرید که چگونه شرکتی که به نفت یا پلاستیک متکی است، اغلب صاحب دکل حفاری نیست که مواد خام را از گروه استخراج می کند. اگرچه تمام مواد خام به طور طبیعی به دست می‌آیند، اما می‌توان آنها را بر اساس محل تولید به 3 نوع تقسیم کرد.
1- بر پایه گیاه/درخت
موادی مانند سبزیجات، میوه‌ها، گل‌ها، چوب، رزین، لاتکس از گیاهان و درختان به دست می‌آیند.
2- بر پایه حیوانات
موادی مانند چرم، گوشت، استخوان، شیر، پشم، ابریشم همگی از حیوانات به دست می‌آیند.
3- بر پایه معدن
موادی مانند مواد معدنی، فلزات، نفت خام، زغال سنگ و غیره از استخراج زمین به دست می‌آیند. جدا از این، یک واحد تولیدی مواد اولیه را به 2 دسته اصلی تقسیم می کند.
مواد اولیه مستقیم جزء اولیه ای که محصول نهایی از آن ساخته می‌شود مواد اولیه مستقیم نامیده می‌شود به عنوان مثال چوب ماده اولیه مستقیمی است که مبلمانی مانند صندلی، میز، تخت و غیره از آن ساخته می‌شود. نمونه دیگر چرم است که برای ساخت کیف، کفش، کیف و غیره استفاده می‌شود. مواد اولیه غیر مستقیم از سوی دیگر، مواد اولیه غیر مستقیم موادی هستند که در ساخت محصول نهایی از مواد مستقیم تکمیل میشوند، مثلاً چسب، میخ، و… که در ساخت مبلمان چوبی مانند صندلی، میز، تخت و… و غیره همگی مواد اولیه غیر مستقیم هستند. به همین ترتیب سگک ها، حلقه های فلزی، زیپ‌ها، چسب، پارچه آستر، رنگ‌ها و غیره مورد استفاده در ساخت کیف های چرمی، کفش ها و… همگی مواد اولیه غیر مستقیم هستند. از تعریف و معنای فوق مشخص می‌شود که تولید هر محصول نهایی نیاز به مواد اولیه دارد که سپس فرآوری شده و به کالای نهایی تبدیل می شود.
آشنایی با انواع مواد اولیه لوله پلی اتیلن
خط تولید لوله پلی اتیلن از PE به عنوان ماده اولیه اصلی با افزودن آنتی اکسیدان‌ها، کربن سیاه و مواد رنگی ساخته شده است. مدل کاربردی دارای مزایای چگالی کوچک، استحکام ویژه بالا، مقاومت در برابر دمای پایین و همچنین ویژگی آرام ترک است و می‌تواند دمای شکنندگی را به 80 درجه سانتیگراد برسد. پلاستیک PE را می توان از روش‌های قالب گیری، فیلم، ورق، لوله، پروفیل و سایر محصولات استفاده کرد. و برای برش، پیوند و پردازش جوش. پلاستیک به راحتی رنگ می‌شود، می‌توان آن را به انواع رنگ‌های روشن تبدیل کرد.
بیشتر پلاستیک‌ها در برابر خوردگی اسید، قلیایی و نمک نسبت به مواد فلزی و مواد معدنی، به ویژه برای درب‌ها و پنجره‌های کارخانه‌های شیمیایی، کف، دیوارها و غیره مناسب هستند. پلاستیک‌های ترموپلاستیک را نمی توان حل کرد، فقط امکان مجموعه ای از تورم‌های احتمالی وجود دارد. پلاستیک دارای مقاومت خوبی در برابر آب محیطی، مقاومت در برابر خوردگی، جذب آب کم است، می‌تواند به طور گسترده در کارهای ضد آب و ضد رطوبت استفاده شود. به طور کلی مقاومت حرارتی خط تولید لوله‌های PE پلاستیکی بالا نیست؛ دمای بالا باعث نرم شدن، تغییر شکل، حتی تجزیه، دگرگونی می‌شود. فقط تعداد کمی از انواع را می‌توان برای مدت طولانی در دماهای بالاتر از ۱۲۰ درجه استفاده کرد. در دمای 200 درجه سانتیگراد برخی از پلاستیک‌ها به راحتی آتش میگیرند یا می‌سوزند و هنگام سوختن دود سمی زیادی تولید میکنند. ضریب انبساط خطی پلاستک، 3 تا 10 برابر بزرگتر از فلز میباشد. در نتیجه، دما به اندازه‌ای بزرگ است که به دلیل تجمع تنش‌های حرارتی، می‌تواند باعث آسیب‌های مادی شود.
به دلیل عملکرد عالی و ویژگی آرام ترک دمای پایین، مقاومت در برابر وسیله نقلیه و ارتعاش مکانیکی، عمل یخ-ذوب و عملکرد تغییر ناگهانی در آسیب فشار به خوبی عمل می‌کند و می‌تواند برای درج سیم پیچ یا ساخت و ساز شخم، ساخت راحت و هزینه کم استفاده شود. لوله‌های PE با چگالی متوسط و بالا برای خطوط لوله گاز شهری و گاز طبیعی مناسب هستند. لوله پلی‌اتیلن با چگالی کم برای آب آشامیدنی، کانال‌های کابل، خط لوله پاشش کشاورزی، ایستگاه پمپاژ خط لوله و … مناسب است.
دفتر ملی استاندارد بازنگری‌های زیادی در استاندارد جدید GB/T13663-2000 انجام داده است، که تصریح می‌کند که درجات مختلف لوله‌های تامین آب PE80 و PE100 با قدرت فشار متفاوت مطابقت دارند. و خواص استحکام کششی در استانداردهای قدیمی حذف شده، ازدیاد طول در هنگام شکست (بیش از 350٪) افزایش می‌یابد. دقیقاً چقرمگی اصلی به شدت تنظیم شده است. در بین المللی، مواد اولیه لوله پلی اتیلن به طور کلی به 5 گرید PE32، PE40، PE63، PE80 و PE100 تقسیم می‌شود. مواد اصلی مورد استفاده برای لوله گاز PE و لوله تامین آب پلی اتیلن PE80 و PE100 میباشد. قبل از ورود لوله PE به بازار چین، مواد خام درجه PE63 اغلب در خارج از کشور استفاده می‌شد، اما به تدریج با PE80 و PE100 جایگزین شدند.
لوله تامین آب PE لوله تامین آب HDPE100 نامیده می‌شود. لوله تامین آب PE برای انتقال آب لوله کشی استفاده می‌شود. عموماً برای پمپاژ از زیر زمین به زمین و منازل ساکنین به پمپ نیاز دارد. از آنجایی که لوله تامین آب PE باید فشار را هنگام پمپاژ پمپ تحمل کند، لوله تامین آب با توجه به فشار به پنج درجه تقسیم می‌شود که به ترتیب 0.6MPa، 0.8MPa و 1.0MPa،1.25Mpa،1.6Mpa هستند. آنها به ترتیب تحت فشار 6 کیلوگرم، فشار 8 کیلوگرم، فشار 10 کیلوگرم، فشار 12.5 کیلوگرم و فشار 16 کیلوگرم قرار میگیرند. هر چه فشار پمپ پمپ بیشتر باشد، سطح فشار لوله تامین آب PE بیشتر مورد نیاز است.
لوله PE بر حسب مواد اولیه به سه دسته تقسیم می‌شود : pe80 ،pe630 و pe100
با انتخاب نوع مناسب پلی اتیلن برای پروژه‌های مختلف، می‌توان از عملکرد بهتر و عمر طولانی‌تر لوله‌ها بهره‌مند شد. همچنین، انتخاب نوع پلی اتیلن مناسب می‌تواند به کاهش هزینه‌های نگهداری و تعمیر و نگهداری کمک کند.
لوله‌های پلی اتیلن به دلیل مقاومت بالا در برابر خوردگی، عمر طولانی و هزینه‌های نگهداری پایین مورد توجه قرار گرفته‌اند. این لوله‌ها از مواد پلی اتیلن ساخته میشوند که با استفاده از فرآیند اکستروژن تبدیل به لوله میشوند. مواد اولیه اصلی مورد استفاده در تولید لوله‌های پلی‌اتیلن به شرح زیر است:
1- مواد اولیه لوله پلی اتیلن PE63
ضریب ایمنی pe63 = 1/6 .
مواد اولیه لوله پلی اتیلن PE63 از دو دسته بندی دارای وزن و ضخامت بیشتر است که البته تقریبا در بازار تولید نمی‌شود و کاربرد آن به مراتب کمتر شده است. در حال حاضر از مواد PE63 تنها در جهت تولید لوله PE فاضلابی و لوله کاروگیت 4 بار و فقط تا سایز 5 اینچ موجود و استفاده می‌شود؛ علت استفاده از این لوله‌ها آن است که اگر از مواد PE80 و PE100 استفاده شود، ضخامت لوله کم می‌شود و که امکان ترکیدگی لوله PE فاضلابی افزایش می‌باید. این نوع میزان دانسیته کمتری در مقایسه با دو نوع دیگر مواد اولیه لوله PE دارد و هزینه تولید با استفاده از این مواد بیشتر است. PE63 با استانداردهای به روز شده برای تولید لوله PE مطابقت چندانی ندارد.
2- مواد اولیه پلی اتیلن PE80
ضریب ایمنی pe80 = 1/25 است و وزن آن در مقایسه با دو دسته دیگر، در حالت متوسط میباشد.
زمانی که دانسیته مواد اولیه افزایش یابد، می‌توان میزان ضخامت را کمتر و در طی آن وزن لوله Pe را کاهش داد.این موضوع سبب افزایش مقاومت و ماهش هزینه‌های پایان خواهد شد.
3- مواد اولیه پلی اتیلن PE100
ضریب ایمنی pe100 = 1/25 میباشد.
مواد اولیه لوله پلی اتیلن PE100 از به روز ترین و کم وزن ترین مواد اولیه در بین تمامی مواردی که ذکر کردیم، میباشد. همین مسئله در نهایت با حفظ کیفیت، سبب کاهش هزینه‌های تولیدی می‌شود. مقدار دانسیته بالا و کیفیت مطلوب لوله‌های PE ساخته شده از مواد PE100 سبب انعطاف پذیری فوق العاده ای می‌شود که فرایند نصب و نگهداری را برای این لوله ها که به راحتی پیچیده میشوند و به شکل کلاف در می‌ایند، آسان کنند. لوله‌های تولید شده با مواد PE100 از مقاومت و کیفیت بالایی برخوردار هستند و در لوله‌های PE جایگاه بالایی را کسب کرده اند. از سال 1990 میلادی این گروه از مواد اولیه در کشور‌های اروپایی ساخته شد و جزو مواد اولیه استاندارد در تولیدات لوله و اتصالات پلی اتیلن به تاییدات و استانداردهای لازم رسید.
PE80 و PE100 رزین‌های اساسی برای تولید لوله‌های پلاستیکی فشاردار هستند. به ویژه PE100 تنها گرید PE در گریدهای لوله‌های فشار بالا است. این مسئله می‌تواند به طور گسترده ای در لوله‌های آب تحمل کننده فشار، لوله‌های گاز و لوله‌های مختلف صنعتی استفاده شود. PE100 دارای سیالیت مذاب عالی، مقاومت در برابر آب و هوا و پایداری طولانی مدت است. خط لوله تحمل فشار تولید شده به عنوان ماده خام می‌تواند 50 سال عمر مفید را در شرایط 8.0MPa و 20 درجه سانتیگراد تضمین کند.
طرز تهیه مواد اولیه لوله‌های پلی اتیلن
مواد اولیه این لوله و اتصالات به واسطه پالایش نفت ساخته می‌شود. مواد اولیه PE استخراج شده غیر سمی و دوستدار محیط زیست میباشد. لوله PE به تدریج جایگزین سایر لوله‌های پلاستیکی معمولی می‌شود و به جایگاه غالب در بازار تبدیل می‌شود. در ایران، مواد اولیه برای ساخت این لوله و اتصالات استاندارد از طریق پتروشیمی‌های بندر امام و امیرکبیر تامین می‌شود. آنها در ابتدا به شکل سفید رنگ هستند و در طول فرآیند تولید رنگ سیاه به آنها افزوده می‌شود. از این ماده بیشتر در جهت تولید لوله‌های گرید B مورد استفاده قرار میگیرند.
اما باید بدانیم که برای برخی دیگر مواد اولیه لوله PE از خارج از کشور نیز تهیه می‌شود. مانند: ساویک یا بوروژ، که خود رنگ هستند و هزینه‌های بالاتری را در مقایسه با مواد ایرانی در بر میگیرند. از این مواد برای تولید لوله‌های گرید A مصرف شده و توسط پتروشیمی و پالایشگاه‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد. نوع دیگر مواد اولیه PE، از نوع آسیابی میباشد و از طریق آسیاب کردن لوله‌های PE دسته دوم ساخته می‌شود. بعضی از سازندگان لوله با ترکیب مواد آسیابی با مواد اولیه نو اقدام به تولید لوله‌های PE با قیمت پایین تر، میکنند. دسته دیگر مواد اولیه PE از نوع H میباشد و از آن در جهت ساخت لوله‌های PE با کیفیت خیلی پایین استفاده می‌شود. صنعت غرب به عنوان تامین کننده اصلی انواع لوله و اتصالات PE عمل کرده که در نتیجه آن لوله و اتصالات با کیفیت حاصل می‌شود.