آزمایشات تولید لوله پلی اتیلن

مواد تشکیل‌دهنده لوله‌های پلی اتیلن

پلی اتیلن برای اولین بار در سال ۱۸۹۸ توسط شیمی‌دانی آلمانی کشف شد و تولید صنعتی آن در سال ۱۹۳۳ توسط دو شیمی‌دان معروف با حرارت دادن مخلوط اتیلن و بنزالدئید در فشار بالا شروع شد. این ماده که یکی از ارزان‌ترین پلیمرها به حساب می‌آید، جامدی مومی و غیر فعال است. اتیلن ماده سازنده آن از ترکیب نفت خام و گازهای طبیعی به‌وجود می‌آید. پلی اتیلن صنعتی که حاصل پلیمریزاسیون اتیلن است و به‌صورت PE نشان داده می‌شود اکثرا برای ساخت ترکیبات پلاستیکی استفاده می‌شود.

لوله‌های پلی اتیلن

لوله‌های پلی اتیلن در حال حاضر بهترین لوله‌های موجود بازار برای سیستم‌های آبیاری به‌شمار می‌رود. این لوله‌ها باید بتوانند مقاومتی بسیار بالا درمقابل شرایط سخت و آب‌وهوایی از خود نشان بدهند و توانایی حفظ خود در دماهای بالا و پایین نیز داشته باشند.

آزمایشات تولید لوله پلی اتیلن

برای تولید لوله‌هایی که قابلیت استفاده در صنایع مختلف را داشته باشند، موسسه‌های معتبر بین‌المللی استانداردها و آزمایشات تولید لوله پلی اتیلن را تدارک دیده‌اند تا از کارکرد بهینه آن در صنعت اطمینان حاصل شود.

آزمایشات تولید لوله پلی اتیلن به ۱۰ قسمت تقسیم می‌شود که شامل آزمایش شاخص جریان مذاب (iso 1133)، آزمایش تعیین چگالی (ISO 1183)، آزمایش تعیین تست کربن (ASTM D 1603)، آزمایش کشش (ASTM D 2412)، آزمایش فشار هیدرواستاتیک (EN 921)، آزمایش فشار ترکیدگی (ASTM D 1599)، آزمایش برگشت حرارتی (ISO 2505)، اندازه‌گیری ابعاد و بررسی ظاهری لوله (ISO 11922)، آزمایش O.I.T و آزمایش فشردگی (ISO 4437) است. در این مطلب ما تعدادی از این آزمایشات لوله پلی اتیلن که توسط شرکت توسن صنعت آپادانا تولید کننده لوله پلی اتیلن ، لوله آبیاری ، نوار آبیاری و لوله دریپردار  برای تولید باکیفیت‌ترین محصول نهایی استفاده می‌شود را به شما معرفی می‌کنیم.

روش تولید لوه‌های پلی اتیلن به‌صورت کلی شامل تهیه مخلوط مواد اولیه پلیمری و مواد اضافیه و در مرحله دوم قالب‌گیری است. پس از قالب‌گیری و انتقال به انبار مرحله تست کنترل کیفیت برای این لوله‌ها اجرا می‌شود. به‌طور معمول لوله‌هایی با گرید PE80 و PE100 تولید می‌شود که هرکدام دارای استانداردهای خاص خود هستند. در بخش کنترل کیفیت استانداردهای متنوعی وجود دارد، استاندارد ISO الزامات خاصی برای لوله‌های پلی اتیلن دارد به‌جز ISO، استانداردهایی مانند ASTM استاندارد انجمن مواد و آزمون آمریکا، DIN موسسه استاندارد آلمان و … نیز آزمایشات تولید لوله پلی اتیلن را تدارک دیده‌اند.

آزمایش شاخص جریان مذاب (MFI)

این آزمایش تولید لوله پلی اتیلن طبق استاندارد ISO 1133 است که هدف آن اندازه‌گیری سرعت جریان ماده ذوب شده در دمای ۱۹۰ درجه سانتی‌گراد است و برای آزمایش کیفیت مواد سازنده، استحکام کششی و مقاومت پارگی پلی اتیلن استفاده می‌شود.

آزمایش تعیین چگالی

این آزمایش تولید لوله پلی اتیلن قبل از هر آزمایش دیگری انجام می‌شود و هدف آن اندازه‌گیری چگالی مواد اولیه ساخت لوله پلی اتیلن است که بر اساس استاندارد ISO 1183 سنجیده می‌شود. این آزمایش در قالب مواد بسته‌بندی شده یا مواد آماده شده خام و همچنین مواد پودری و ریزدانه‌ها انجام می‌شود. لازم به ذکر است که عدد این آزمایش نشان‌دهنده کیفیت مواد اولیه تولید لوله‌های پلی اتیلن است.

آزمایش تعیین درصد کربن

شاید یکی از مهمترین آزمایشات تولید لوله پلی اتیلن آزمایش تعیین درصد کربن باشد که طبق استاندارد ASTM D4218 و ASTM D1603 انجام می‌شود. روش انجام این آزمایش بدین‌گونه است که نمونه‌ای از لوله در محفظه احتراق قرار می‌گیرد و این مجفظه تا ۶۰۰ درجه سانتی‌گراد داغ می‌شود و اکسیژن خالص و نیتروژن در آن دمیده می‌شود. بعد از گذشت زمان مشخصی محفظه احتراق و مواد سوخته شده توسط نیتروژن خنک می‌شوند و وزن آن اندازه‌گیری می‌شود. این کربن به‌جا مانده همراه با اکسیژن خالص سوزانده می‌شود تا درصد خاکستر مواد و میزان همگنی آن بررسی شود. اگر در قسمت‌هایی از لوله تجمع کربن بیشتر از درصد مجاز باشد، تمرکز تنش در آن نقطه ایجاد می‌شود و اگر کمتر باشد استحکام لوله درمقابل نور خورشید کاهش می‌یابد.

آزمایش کشش

آزمایش تولید لوله پلی اتیلن شامل بخش‌های شیمیایی و فیزیکی می‌شود. در آزمایشات بالا بیشتر ساختار مواد و بخش شیمیایی مورد بررسی قرار می‌گرفت اما در آزمایش کشش با استفاده از دستگاه‌های تخصصی آزمایش که از استاندارد ASTM D2412 گرفته شده است خواص مکانیکی لوله‌های پلی اتیلن از جمله حد نهایی استحام درمقابل بار خارجی، میزان تغییر طول در نقطه پارگی و ضریب الاستیسیته را اندازه‌گیری کرد و عملکرد محصول درمقابل فشارهای خارجی را به‌صورت دقیق بررسی کرد.

آزمایش فشار هیدرواستاتیک

آزمایش فشار هیدرواستاتیک نیز از آزمایش‌های فیزیکی است که جهت بررسی استحکام محصول نهایی درمقابل فشارهای هیدرواستاتیکی طراحی شده و مبنای آن استاندارد EN 921 و ISO 1167 است. در این آزمایش تولید لوله پلی اتیلن نمونه‌های انتخاب شده را دمایی مشخص قرار می‌دهند که می‌تواند سه صورت آزمایش «آب در آب»، «آب در مایع» و «آب در هوا» اجرا شود. این آزمایش بیشتر برای لوله‌های PE 100 استفاده می‌شود. در آزمایش «آب در آب»‌ نمونه‌ لوله را پس از غوطه‌ور کردن در حوضچه آب به مدت ۱۰۰ ساعت در درمای ۲۰ درجه (یا به مدت ۱۶۵ ساعت در دمای ۸۰ درجه) قرار می‌دهند و هرگونه نقص ایجاد شده بر روی لوله پس از این مدت به معنای کیفیت پایین آن است و قابلیت استفاده در صنعت را ندارد.

آزمایش ابعاد و بررسی ظاهری

مجموعه استاندارد ISO 11922 استاندارد‌های آزمایش ظاهری لوله‌های پلی اتیلن است که شامل تحمل فشار خارجی لوله، ظاهر خارجی و قوس لوله و ضخامت لوله در طول‌های مختلف آن می‌شود. ضخامت دقیق جداره لوله را با کولیس‌ در برش‌های مختلف و با ضخامت‌سنج اولتراسونیک در طول لوله اندازه می‌گیرند. قطر خارجی لوله را با استفاده از سیکرومتر در طول لوله اندازه‌گیری شده و مقدار میانگین آن درنظر گرفته می‌شود.

آزمایش فشار ترکیدگی

این آزمایش تحت استاندارد ASTM D 1599 قرار می‌گیرد و برای اندازه‌گیری فشار و رفتار ترکیدگی کوتاه‌مدت لوله‌های پلی اتیلن استفاده می‌شود. در این آزمایش تولید لوله پلی اتیلن نمونه‌هایی با طول معین را به دستگاه فشار متصل می‌کنند و هوای داخل آن را تخلیه می‌کنند. سپس دستگاه پرس فشار را افزایش می‌دهد تا نمونه لوله پلی اتیلن دچار نقص شود. این آزمایش باید ۶۰ تا ۷۰ ثانیه طول بکشد و در غیر این‌صورت با تنظیمات فشار جدید تکرار خواهد شد.

آزمایش  برگشت حرارتی

این آزمایش برای استقامت لوله‌های پلی اتیلن توسط استاندارد ISO 2505 طراحی شده است که در آن در نمونه‌ لوله‌ای به طول ۳۰ سانتی‌متر هوای داغ ۱۱۰ درجه به مدت یک تا سه ساعت می‌دمند و در نهایت نباید تغییرات طولی لوله بیش از ۳ درصد طول نمونه شود.