لوله پلی اتیلن سایز بزرگ: قیمت، مشخصات + عکس

پیشرفت در صنایع اکستروژن و مواد  در حال حاضر به ما این اجازه را میدهد تا لوله های پلی اتیلن 100 و به قطر 2800 میلی متر تولید کنیم ولی این محصولات تنها برای استفاده های صنعتی مناسب است.

ولی این موضوع با تولید لوله های آبی به قطر 1400 میلی متر که در پاکستان و عربستان سعودی  بهره برداری شده است، تغییر کرده.
این مقاله برداشت مختصری از پیشرفت های بشر در تولید لوله پلی اتیلن سایز بزرگ 100 را ارائه کرده  و به بررسی دو مورد از بزرگترین پروژها تا به امروز میپردازد.

با توجه به افزایش استفاده از سال 1960 ، قطر و اندازه این لوله پلی اتیلن سایز بزرگ هم با گذر زمان و پیشرفت در صنایع اکستروژن افزایش یافت. لوله هایی با پلی اتیلن 100 در حال حاضر در سایزهای متفاوتی تا 2800 میلی متر تولید میشوند. اما تا الان لوله هایی با قطر بیشتر از 630 میلی متر فقط برای مصارف صنعتی و به خصوص مثل سیستم آب رسانی آب سرد و پارک های آبی مورد استفاده قرار میگرفتند.

ولی با افزایش تعداد لوله های پلی اتیلن 100 در سرتاسر آسیا و با کاهش مقدار خمیدگی، قیمت این لوله ها کاهش پیدا کرده و باعث شده تا تمامی نواحی به لوله هایی با قطر بیشتر دسترسی پیدا کنند.

در این مقاله به بررسی کلی در رابطه به نکات ذکر شده در بالا میپردازیم و درمورد دو نمونه از پروژه های انتقال آب در عربستان سعودی و پاکستان صحبت خواهیم کرد.

این لوله ها با قطر های 1200 و 1400 میلی متر با طول بیشتر از 110 کیلومتر در مکان های چالش برانگیزی بهره برداری شده اند.هردو با قطر ضخامت دیواره یکسانی تولید شده تا بتوانند فشار متحمل شده را با کاهش حدالامکان هزینه و مواد مصرفی انجام دهند.در این مقاله به طراحی این لوله ها میپردازیم و نکات به خصوصی از هر پروژه را بازگو میکنیم.

مقدمه

با توجه به اینکه این لوله‌ها از سال 1960 بیشتر مورد استفاده قرار گرفتند، قطر و اندازه این لوله های پلی اتیلن هم با گذر زمان و پیشرفت در صنایع اکستروژن افزایش یافت. 
با پیشرفت در تکنولوژی های همبسته، همانند بررسی المان‌های محدود، و وجود ماشین های جوشکاری برای جوش دادن لوله ها به یکدیگر، امکان ساخت و طراحی لوله هایی با اتیلن 100 را ممکن شده.

لوله های اتیلن 100 امروز در سایزهای مختلفی تا قطر 2800 میلی متر تولید میشوند اما تا به امروز این لوله ها با قطر بیشتر از 630 میلی متر فقط برای صنایع و کاربری های خاص از جمله سیستم آبرسانی سرد و پارک های آبی مورد استفاده قرار میگرفت.

طولانی ترین لوله کشی انتقال آب در خاورمیانه، تا به امروز، خط لوله ای است که در سال 2009 توسط شرکت پخش ابوظبی در عربستان سعودی بهره برداری شده است.

این خط لوله شامل لوله هایی با قطر 710 میلی متر میباشد و در سال 2010 خط لوله ای در اندونزی به دست شرکت هواپیمایی جاکارتا بهره برداری شد. در این خط لوله از لوله های به قطر 1000 میلی متر استفاده شده.

از سال 2016 پیشرفت های چشمگیری در مورد لوله هایی با قطر بزرگ و طولانی تر که در عربستان و پاکستان بهره برداری شده، دیده میشود.
در این مقاله علاوه بر دیدگاهی کلی در مورد پیشرفت هایی که ساخت همچین خطوط لوله ای را ممکن ساخته است، درمورد دو نمونه از بزرگترین پروژه های خطوط لوله و تجربیاتی که در حین کارگذاری لوله ها به دست آمده، حرف خواهیم زد. پیشرفت هایی که ساخت لوله های پلی اتیلن 100 با قطر های زیاد را ممکن ساخته.

در 50 سال اخیر، پیشرفت های چشمگیر استفاده از لوله های پلی اتیلن 100 را برای آب پرفشار ممکن ساخته. برخی از این پیشرفت ها در لیست پایین ذکر شده:

بهبود کیفیت مواد ساخت لوله پلی اتیلن سایز بزرگ

پس از اولین مورد استفاده از این لوله ها در سال 1950، توازن استفاده از مواد استفاده شده در ساخت این لوله ها بیشتر رعایت شد. این لوله ها نه تنها محکم تر شدند بلکه در برابر شکستگی ها مقاوم تر شده وقدرت خمیدگی آنها رشد چشمگیری پیدا کرد.

توضیحی مختصر و کلی از پیشرفت در ساخت این لوله در چارت پایین نمایش داده شده:

تولید لوله های متنوع و تکنولوژی

پیشرفت در صنعت اکستروژن همانند طراحی Die Head و تکنیک خنک کننده داخلی این قابلیت را به تولید کنندگان داده تا خطوط اکستروژن با قط‌رهای بزرگتری ‌را تولید کنند.

تمامی این پیشرفت ها باعث شد تا امروزه قادر باشیم تا بتوانیم لوله هایی به قطر 2800 میلی مترو ضخامت دیواره 120 میلی متر تولید کنیم. همینطور سایزهای بزرگتر در دست ساخت است.

شکل دوم: رشد در سایز لوله های پلی اتیلن با کمک درجه بندی خلا.

درحالی که این پیشرفت ها سعی براین داشتند تا با کمک قابلیت مواد و پیشرفت های تولید، به مرز های جدیدی دست پیدا کنند، استانداردهای بین المللی از جمله ISO 4427 و EN 11201 در طی سال ها نیز پیشرفت کرده اند. برای مثال نسخه اصلی ISO 4427 که در سال  1996 منتشر شده بود فقط تنها لوله هایی با قطر 1200 میلی متر را پوشش داده بود و زمان مد نظر برای شکست خوردن مواد در تست ساخت لوله ها را 165 ساعت در نظر گرفته بود. در مقاله ای که در سال 2007 منتشر شد، لوله هایی با قطر 2000 میلی متر هم پوشش داده شده بودند، و مقدار زمان شکست مواد در تست ساخت لوله 500 ساعت در نظر گرفته شده بود.

از جایی که مصرف کنندگان با  سیستم لوله های پلی اتیلن آشنایی بیشتری پیدا کردند، پیشرفت چشمگیری در گستره و جزئیات دقیق مربوط به طراحی، تولید ، جوشکاری و نصب لوله ها صورت گرفت.

و تمامی این پیشرفت ها با توسعه استانداردهای ISO در مورد پارامتر های طراحی، سیستم های جوشکاری و جوشکاری لوله ها به یکدیگر، شامل CEN/TS 15223, ISO 12176 و ISO 21307 شد.

روش المان محدود و یا طراحی المان محدود شامل متود هایی برای حل مشکلات مهندسی و ریاضی و فیزیک است.
در مورد طراحی ساختار عنصری، شیئی طراحی میشود به چند المان محدود تقسیم شده و واکنش این المان ها با المان های همجوار توسط چندین مسئله جبری تصمیم گیری میشو طراحی ساختار بسته به مسئله های جبری است که توسط یک نرم افزار پاسخ داده میشود

از جایی که جواب این مسئله های جبری  تاثیر مستقیم و به سزایی در المان های همجوار هم دارد، و همینطور ساختار ساده ای لوله میتواند صدها الی هزار المان را شامل باشد، همچین مدل هایی ساعت‌ها و گاها روزها زمان میبرد تا برروی کامپیوتر طراحی شوند.

در حالی که روش المان محدود برای سال های زیادی مورد استفاده قرار گرفته، نتایج آن دلبخش نبوده و هنگام طراحی لوله های پلی اتیلن گاها از مواد ارتجاعی استفاده کرد که رضایت بخش نبوده و با اینکه لوله های پلی اتیلن از مواد مرتجع ویسکو ساخته میشود، اما ویژگی های متفاوتی دارد.
همچین کمبودهایی  توسط موسسات مختلفی مثل موسسه پترولیوم در ابوظبی نمایان شده. موسسه ای که در حال حاضر میتواند لوله هایی با ابعاد و اندازه های مختلفی را تولید کند.

این مورد تولید کنندگان را قادر کرده تا از طراحی بیش از اندازه لوله‌ها دست برداشته و مشتریان را متقاعد میکند تا این سیستم لوله های پلی اتیلن، برای مواد خاصی مورد استفاده قرار میگیرند.

پذیرفتن درخواست های لوله های پلی اتیلن 100 با قطرهای زیاد

در گذشته لوله هایی با قطر های زیاد با قابلیت خنک کردن جریان آب یا توسط فلز کربن ساخته میشدند یا توسط پلاستیک فشرده.
لوله های کربنی به مرور زمان و به خصوص در شرایط جوی مخصوصی مثل کنار دریا پوسیده میشدند برای همین هم لوله های پلاستیکی و فیبری جایگزین فلز کربن شدند. به خصوص در ساخت لوله هایی با قطرهای بزرگتر چون هزینه کمتری دارند.

بخاطر پوشش درونی و بیرونی ژل مانند این لوله ها که معمولا متشکل از پلی استر یا رزین اپوکسی میباشد، نسبت به بسیاری از مواد شیمیایی مقاوم هستند.
متاسفانه این پوشش، ژل شکننده و در برابر خش ضعیف است و بسیار در معرض خطر هستند و باعث شکستگی های تکه ای در سرتاسر لوله میشود و این شکستگی ها میتواند باعث ورورد جریان آب به دیواره لوله ها شده و در آخر باعث ناکارآمدی لوله شده و سرانجام باعث ورقه ورقه شدن لوله ها میشود.
به همین دلیل این لوله پلی اتیلن سایز بزرگ باید با دقت تمام نصب شده و نباید بیشتر از دو درصد از کل قطر لوله را بگیرند ونباید بیشتر از این حد از مرز لوله ها تجاوز کنند.
مورد دوم زمانی که لوله های فیبری پلاستیکی موفق به انتقال جریان آب نمیشوند، به طور فاجعه باری و بدون هشدار قبلی از کار می افتند که این اتفاق باعث میشود، جریان آب شدیدی آزاد شود و خاک اطراف لوله را تا مقدار زیادی با خود میبرد. Borouge اولین پروژه ای است که  تجربه ناکامی این لوله ها را  متحمل شد. 

خطوط  لوله‌ ی استفاده شده در زمین های صنعتی پروژه دوم بروج، که در سال  2010 به پایان رسید، لوله های SDR26 OD با قطر 1600 میلی متر بود و حدود 20 کیلومتر ادامه داشت.

همانطور که در عکس پایین مشاهده میکنید، لوله های استفاده شده در پروژه Borouge سوم، بیشتر از 100 کیلومتر ادامه داشتند و شامل سایزهای مختلفی از 63 تا 2000 میلی متر میشد.
 
به جز چندین مورد،در تمامی پروژه ها از جمله بروج و پروژه هایی که در خاورمیانه و سرتاسر آسیا بهره برداری شده، لوله ها در محل نصب تولید شدند بخاطر اینکه هزینه حمل از اروپا و آمریکا به طور سرسام آوری گران بود.

شرکت هایی مثل صنعت لوله بین الملل در عربستان سعودی از سال  2009 در پروژه های اکستروژن سرمایه گذاری کردند و این باعث شد که در حال حاضر حداقل ده کمپانی در سرتاسر آسیا میتواند لوله هایی به پلی اتیلن 100 بار در قطر های 1600 میلی متر به بالا را تولید کنند.

نبود خطوط اکستروژن سراسری به همراه نبود سراسری رزین و قیمت های بالا باعث شد تا برخی از شرکت های تامین آب به فکر استفاده از لوله های پلی اتیلن به عنوان جایگزین استیل، فلز چکش پذیر، همچنین لوله های فیبری در تولید لوله هایی با قطر های بیشتر، بیافتند.
در ادامه این مقاله  به بررسی دو نمونه از خطوط لوله ای پلی اتیلن در پاکستان و عربستان سعودی خواهیم پرداخت. خطوط لوله سمک از نبیسار تا VEJHAIR در پاکستان.

پاکستان از کمبود فضا برای تولید برق رنج میبرد. برای همین هم ایالت سند با معامله ای با شرکت انگرو متحد شدند تا کمپانی معدن زغال سنگ سند و انگرو را تاسیس کنند.
هدف اصلی کمپانی معدن زغال سنگ سند و انگرو، بررسی معادن زغال سنگ در زیر صحرای تار است که در مجاورت مرز هندوستان قرار دارد. این پروژه در سه فاز بهره برداری میشود. که فاز اصلی این پروژه اجرای طرح گودبرداری سطحی زغال سنگ است که از اینکار 7.6 میلیارد تن کربن به دست میاید و با کمک ان انرژی دو نیروگاه برای تولید انرژی تامین میشود. برای این دوکار نیاز به 85 میلیون لیتر آب نیاز است که همانطور که در عکس زیر نمایش داده شده تامین میشود:

بعد از اینکه آب از کانال نبیسار منتقل شد، اب در مخزن به مدت 15 روز باقی میماند و بعد از آن از فیلتر برعکس حلال آب میگذرد بخاطر اینکه حاوی نمک زیادی میباشد. بعد از آن با سرعت ا متر بر ثانیه از لوله ها عبور میکند.

برای کاهش هزینه ها، تصمیم براین گرفته شد تا لوله ها  در پاکستان تولید شوند . در حالی که لوله های قبلی به کمک فلز کربن تولید شده بودند، وزارت آبیاری و کشاورزی از جایی که با مشکلات زیادی در حوزه فرسودگی و زنگ خوردگی من جمله تعمیرات پیاپی و نشت لوله دست و پنجه نرم کرده بود و برای همین هنگامی که شرکت های معروف به آنها پیشنهاد ساخت لوله های پلی اتیلن 100 را دادند، این پیشنهاد را پذیرفتند.

متاسفانه مشاور ساخت لوله ها، با ساختار لوله ها پلی اتیلین 100 آشنای کافی نداشت و تمامی  60 کیلومتر خطوط لوله را  SDR11 1200mm OD ساختند زیرا مواد سازنده پلی اتیلین 100 در ابعاد و اندازه بالا گران  میشد. برای همین هم از بروج و آکادمی لوله پلاستیکی خلیج خواسته شد در بهبود این طراحی ها به این شرکت کمک کنند.

پس از چندین تغییر بروج توانست، به طرح پایانی اصلاح شده ای برسد که در تصویر زیر نمایان است. این طراحی وزن کلی مواد استفاده شده برای ساخت لوله های پلی اتیلن 100 را از 22,990MT به  15,220MTکاهش داد و حدود 34 درصد از وزن کلی کم شد.این اصلاحیه باعث کم شدن حدودا 12 میلیون دلار آمریکا در هزینه خرید مواد شد. همچنین در هزینه های کلی پروژه حدود 15 میلیون دلار کم شد.

مقدار هزینه کم شده میتوانست بیشتر هم باشد اگر کمپانی معدن زغال سنگ سند و انگرو تصمیم نمیگرفت تا بخش آخر را با طرح اصلی پیش برود و از SDR26 استفاده کند.

برخی از لوله پلی اتیلن های سایز بزرگ

 

. لوله پلی‌ اتیلن ۲۱/۲ اینچ

لوله های ۲۱/۲ اینچی که به ۷۵ میلی متری معروف هستند، در صنایع کشاورزی و آب رسانی مورد استفاده قرار می گیرند. این لوله ها همچنین دارای فشار باری ۵ تا ۲۵ و کلاف ۱۰۰ تا ۱۵۰ متری هستند.
 
لوله پلی ‌اتیلن ۳ اینچ

لوله پلی‌اتیلن ۳ اینچی یا همان ۹۰ میلی‌متری در انواع فشار ۵ تا ۲۵ میلی‌متری تولید می‌ شوند که با دقت به مکانی که از آن ها استفاده می کنند یکی از انواع انتخاب می شود. این لوله ها در صنایعی همچون انتقال آب و گاز به کار می‌روند.   

لوله پلی‌ اتیلن ۸ اینچ

این لوله های پلی‌اتیلن با سایز ۲۰۰ میلی متری به دلیل انعطاف پذیری بالایی که دارند در سیستم‌های توسعه‌ یافته و سیستم های مدرن برای آبیاری کاربرد دارند. این لوله ها نیز دارای فشار بار ۵ تا ۲۵ هستند‌.

لوله پلی اتیلن ۱۶ اینچ

لوله های پلی اتیلن ۴۰۰ میلی متری یا همان ۱۶ اینچی یکی از پر کار برد ترین لوله ها برای انجام نقل و انتقالات مایعات است که برای آب رسانی شهری و همچنین برای فاضلاب ها بسیار به کار می روند. این لوله ها را نیز از پلی اتیلن بسیار سخت و با فشارهای ۶، ۱۰ و ۱۶ اتمسفری می‌سازند.
 
 لوله پلی ‌اتیلن ۲۰ اینچ

لوله های با سایز ۲۰ اینچی یا ۵۰۰ میلی متری یکی از پر مصرف ترین لوله های پلی اتیلنی هستند که با فشار بار ۵ تا ۲۰ و متراژهای ۶ و ۱۲ متری ساخته می شوند. ابن لوله نیز برای انتقال آب و مایعاتی که غیر اسیدی هستند به کار می روند.

لوله پلی ‌اتیلن ۲۴ اینچ

یکی از بزرگ ترین لوله های پلی اتیلنی آن هایی هستند که دارای سایز ۲۴ اینچی یا همان ۶۳۰ میلی متری هستند. این لوله ها بیشترین کاربرد را در زمینه ی آب رسانی و نقل و انتقالات دیگر سیالات دارند که البته برای حجم های بسیار زیاد و زیر زمینی بسیار به کار می روند‌. معمولا برای اتصال این لوله ها به یکدیگر از جوش یا الکتروفیوژن استفاده می‌شود.