مشخصات لوله گازی پلی اتیلن

مشخصات لوله گازی پلی اتیلن

چگالی

خواص پلی اتیلن وابستگی زیادی به چگالی آن دارد. پلی اتیلن ساخت فرآیندهای مختلف ممکن است دارای چگالی در محدوده 90/0 تا 0/98gr/cm^2 باشند. برای ساخت لوله از انواع مختلف پلی اتیلن استفاده می شود ،لیکن دو نوع نیم سنگین (PE.MD) و سنگین (PE.HD)برای ساخت لوله های مورد استفاده در گاز رسانی به کار می روند. بر اساس استاندارد(1988) 4437-ISO چگالی اسمی رزین پلی اتیلن مصرفی در ساخت لوله های گاز رسانی(که نمونه براساس 1872-ISO تهیه و چگالی آن طبق روش ISO-1183اندازه گیری شده است) دست کم باید 0/93gr/cm^2 باشد.اجزای تشکیل دهنده آمیزه این رزین عبارت از مواد ضد اکسنده پایدار کننده ها در برابر پرتو فرابنفش و رنگدانه است. چنین پلی اتیلنی براساس بند 3 در استاندارد 1872-ISO در درجه بندی 4۰3 یا 5 قرار می گیرد.

شاخص جریان مذاب(MFI)

شاخص جریان مذاب معیاری از وزن مولکولی پلی اتیلن است.وزن مولکولی نیز مانند پگلی نقش مهمی در خواص پلی اتیلن دارد ، از این رو شاخص جریان مذاب پلی اتیلن مورد استفاده در ساخت لوله باید مشخص باشد. این خاصیت معمولا مطابق روش 1123-ISO اندازه گیری می شود (مقدار بارگذاری ۵ کیلوگرم در دمای °190C است). شاخص سیالیت مذاب پلی اتیلن برای ساخت لوله های گاز کمتر از یک می باشد.

انقباض گرمایی

آزمون انقباض گرمایی لوله در دمای °110Cبه مدت 30 دقیقه براساس استاندارد ISO-4427 انجام میشود. در این آزمون میزان انقباض نباید بیشتر از3درصد باشد و پس از انجام آزمون نیز لوله باید عاری از هرگونه تاول زدگی و ترک خوردگی باشد.دستور کار آزمون در ISO-2506 مندرج است.

استحکام کششی

در آزمون کششی براساس دستور کار 6259-ISO در دمای °23C، میزان درصد ازدیاد طول تا پارگی نباید کمتر از 350 باشد.در این روش سرعت کشش50mm/min برای لوله با قطر110mm و 100mm/min برای لوله با قطر32mm است. نمونه ها برای آزمون کشش از راه منگنه زنی (punching)لوله ها به دست می آیند.

پایداری شیمیایی

لوله های پلی اتیلن برای گازرسانی باید از پایداری کافی در برابر برخی مواد موجود در گاز طبیعی برخوردار باشند ، زیرا این مواد می توانند در لوله به صورت مایع (مقطر) در آیند. میزان پایداری لوله در برابر این مواد از راه انجام آزمون غشاء داخلی با گاز مصنوعی متراکم (مخلوط تری متیل بنزن و دکان نرمال به نسبت مساوی) در داخل و آب در خارج لوله سنجیده می شود. قبل از انجام این آزمایش لوله برای مدت 1500 ساعت در دمای °C232 و تحت فشار معمولی نگهداری می شود.

براساس استاندارد 4437-ISO لوله پلی اتیلن باید فشار داخلی MPa2 را در دمای °C80 با مواد شیمیایی مورد نظر برای دست کم 30 ساعت تحمل کند. نمونه‌های لوله پلی اتیلن گاز را می‌توان قبل از آزمایش در دمایC°80 به مدت 24 ساعت نگهداری کرد.این آزمایش روی لوله های به قطر 32 ، 40 ، 50mm و SDR11 انجام می شود SDR) مخفف standard dimension ratio و نسبت قطر اسمی خارجی لوله به ضخامت دیواره آن است). معمولا نتیجه آزمایش پایداری شیمیایی به صورت نمودار های تغییرات تنش حلقه ای (hoop stress) برحسب زمان در دماهای مختلف نشان داده می شود.

استحکام هیدروستاتیک لوله

میزان تحمل لوله در برابر فشار داخلی روی لوله به قطر32mm (SDR11)در دماهای مختلف °20C ،°60C و ° 80Cاندازه گیری می شود. محیط داخل و خارج لوله در این آزمون آب است و بر اساس استاندارد ۴۴۳۷-ISO استحکام هیدروستاتیک دراز مدت لوله برای زمان شکست 100 هزار ساعت در دمای°20C باید دست کم 8MPaتنش حلقه ای باشد. این آزمون ممکن است در دماهای بیشتر و به صورت تسریع شده انجام گیرد. در این صورت برای زمان شکست 50سال استحکام هیدروستاتیک لوله باید دست کم 6/5MPa باشد.

در اندازه گیری استحکام هیدروستاتیک کوتاه مدت باید تمام انداز های مختلف لوله تولید شده مورد آزمایش قرار گیرند. در استاندارد جهانی ISO 4437 لوله های پلی اتیلن بر پایه میزان استحکام هیدروستاتیک در شرایط مختلف به سه دسته تقسیم میشوند. همان طور که ملاحظه می شود لوله های دسته الف در دمای معمولی استحکام بیشتری دارند در حالی که لوله‌های دسته به در دمای زیاد استحکام بیشتری نشان می دهند. لوله های دسته ج در دمای زیاد عملکردی نظیر دسته Aدارند ، ولی در دمای عادی ضعیفتر از آن عمل می کنند. دستور کار انجام آزمایش تعین استحکام هیدروستاتیک لوله در سند ISO-1167 ارائه شده است. دوام و استحکام دراز مدت لوله از طریق برون بابی (Extrapolation)نتایج به دست آمده در آزمون فشار داخلی در دمای°C20 تعیین می شود و آزمون ترکیدن(Burst) در دمای °C60 انجام می گیرد. در صورتی که در دمای °C60 و تنش محیطی 5MPa ترکیدن لوله بیش از 10 هزار ساعت طول بکشد ، تعیین استحکام در °C20 از طریق انجام آزمون در دماهای °60C و °80C و تعمیم آن بر پایه قانون آرنیوس ضروری خواهد بود.