المواد الخام لأنابيب البولي ايثيلين

المواد الخام لأنابيب البولي ايثيلين
المواد الأولية لأنابيب البولي إيثيلين للمياه والغاز والنفط والصرف الصحي البلدي والصناعي هي عادة مواد HDDE ويتم استخدام أنواع PE80 و PE100.
من أجل إنتاج أنابيب البولي إيثيلين يجب أن تكون ماكينة إكسترو بأفضل جودة في كل حالة حتى يحصل المنتج المنتج على الجودة المطلوبة.
يجب أن تكون المواد الخام المستخدمة جديدة وخالية من أي إضافات باستثناء الدفعة الرئيسية المطلوبة في الأنبوب،إن طريقة الإنتاج الصحيحة والمضبوطة تمنع أكسدة مواد البولي إيثيلين ولا تحترق المواد، مما يزيد من خصائص جودة أنابيب البولي إيثيلين بما في ذلك المقاومة والقوة ضد الكسر.
يجب أن تكون نسبة السخام في أنابيب البولي إيثيلين موحدة وقت الإنتاج، وهذا سيمنع ضعف قوة الشد للأنبوب في الأماكن التي يكثر فيها تراكم السخام.يجب أن يكون لأنبوب البولي إيثيلين الهيلي نفس السماكة أثناء الإنتاج ويجب أن يكون الأنبوب مستديرًا ومستديرًا بدون أي شكل بيضاوي.يتم إنتاج أنابيب البولي إيثيلين في فروع 6-9 و 12 متر حتى حجم 125 في لفائف 100 متر.

سبب وجود السخام في أنابيب البولي ايثيلين
من البيئات العدوانية للبولي إيثيلين هي الأشعة فوق البنفسجية، فتعرض المنتجات البلاستيكية مثل أنابيب البولي إيثيلين للأشعة فوق البنفسجية لساعات طويلة، خاصة في ظل وجود الأكسجين والأوزون، يؤدي إلى تحللها كيميائياً تحت وجود آليات مختلفة في بنيتها.
وأخيرًا، من خلال إضعاف الخواص الميكانيكية للمنتج، سينخفض ​​عمر الخدمة، ولا يمكن لأنابيب البولي إيثيلين أن تظهر المقاومة اللازمة ضد الأشعة فوق البنفسجية المنبعثة من الشمس ومصادر الضوء الموحدة وحدها، كما أن الأشعة الضارة فوق البنفسجية تسبب تدميرها.
يمكن منع مقاومة الأشعة فوق البنفسجية من خلال وجود أصباغ في مادة البولي إيثيلين المرغوبة من اختراقها إلى كتلة المادة، ومن بين أنواع الصبغات السوداء أو البيضاء أو الزرقاء أو الخضراء يعتبر أسود الكربون هو الخيار الأفضل لزيادة مقاومة الأشعة فوق البنفسجية ضوء.
ولذلك، لمنع اختراق هذه الإشعاعات، يقومون بإنشاء ستارة مضادة للضوء مصنوعة من السخام كأرخص مضاد للأشعة فوق البنفسجية في هذه المنتجات.
للحصول على الأداء الأمثل لهذه الستارة، يجب توزيع (2%) على الأقل من السخام بالتساوي في الأنبوب.
نسبة منخفضة من هذه الكمية من السخام (2%) تسبب اضطراب في الأداء الأمثل للستارة المضادة للضوء، ومستوى أعلى من ( 3% ) يسبب اضطراب في الخواص الفيزيائية والميكانيكية الأخرى لهذا المنتج.
هذه الكمية من الخلط تتم بطريقة فيزيائية، وفي أغلب الأحيان لا يحصلون على خليط متجانس، وعمليا في بعض الأجزاء يمكن أن يكون السخام أقل أو أكثر من الحد المسموح به.
ولذلك، فإن أفضل طريقة لتحقيق أقصى قدر من الجودة هي استخدام المواد الخام السوداء (أي الحبيبات التي تحتوي على مضادات للأشعة فوق البنفسجية) من أجل مساواة الظروف لجميع أجزاء الأنبوب ومنع التدهور الجزيئي الناجم عن أشعة الشمس.

عامل الثقة:
يحدد هذا المعامل المذكور في المعايير الوطنية لإيران وألمانيا درجة سلامة وموثوقية الحياة.بمعنى آخر، أنبوب ذو عامل موثوقية  (1.25) يعني أن تحمل الضغط الفعلي في هذا الأنبوب أعلى بنسبة 25% من ضغطه الاسمي.
لكن في الواقع، يتضمن هذا المعامل حالات خاصة، مثل تحمل ضغوط المقاطع العرضية أعلى من حدها الاسمي أو العيوب غير المرئية أو غير المحسوسة التي تحدث أثناء الإنتاج والنقل والتحميل والتخزين.المعاملات المحددة في المعيار هي 1.25-1.6-2 وللحالات العامة تستخدم المعاملات 1.25 و1.6 و2 في الحالات ذات الحساسية العالية مثل الشرايين الرئيسية أو خطوط النار.وتجدر الإشارة إلى أن سماكة ووزن الأنابيب تختلف باختلاف المعاملات وفي وقت التصميم والتعاقد والإنتاج ومراقبة الجودة والتركيب يعتمد على هذا المعامل.
يعد اختبار تحديد نسبة أسود الكربون في البوليمر أسود الكربون من أهم المواد المضافة التي تضاف إلى قاعدة البولي إيثيلين لزيادة مقاومة الأنابيب ضد العوامل الجوية وخاصة الأشعة فوق البنفسجية.يتم قياس السخام باستخدام الفرن الكهربائي وطريقة الانحلال الحراري.
النسبة المسموح بها للكربون في أنابيب البولي إيثيلين هي 0.25-+2.25% بالوزن ويجب توزيعها بشكل موحد في جميع الأنحاء.في المناطق التي يزيد فيها تراكم الكربون عن النسبة المسموح بها، سيحدث تركيز الإجهاد ويصبح الأنبوب عرضة للخطر، وإذا كانت كمية الكربون أقل من الحد المسموح به، فإن قوة الأنبوب ستنخفض أمام أشعة الشمس فوق البنفسجية.في هذه الطريقة، يتم قياس السخام المتبقي من الاختبار في فرن بدرجة حرارة تتراوح من 500 إلى 600 درجة مئوية، تحت وجود غاز النيتروجين.وبعد ذلك، عند درجة حرارة 850 درجة مئوية، يتم حرق كمية الكربون المتبقية تحت تأثير الأكسجين لتحديد نسبة الرماد (المواد المضافة) في النموذج الأولي.
يتم استخدام هذه الطريقة لتحديد كمية السخام في البولي إيثيلين والبولي بروبيلين والبولي بيوتيلين.
لا يُنصح باستخدام هذا مع المواد البلاستيكية المعدلة بمونومرات الأكريليك أو المونومرات القطبية الأخرى لأنها قد تؤثر على الاختبار.لا يمكن استخدام هذه الطريقة للمركبات التي تحتوي على أصباغ أو مواد مالئة غير متطايرة باستثناء الدخان.

المواد الخام لأنابيب البولي إيثيلين:
البولي إيثيلين أو البولي إيثيلين القابل للتصرف، وهو أبسط البوليمرات وأرخصها.مادة البولي إيثيلين مادة صلبة وشمعية وغير نشطة، ويتم الحصول على هذه المادة من بلمرة الإيثيلين وتظهر باختصار على أنها PE.يحتوي جزيء الإيثيلين على رابطة مزدوجة c = c. في عملية البلمرة، يتم كسر الرابطة المزدوجة لكل من المونومرات وبدلاً من ذلك يتم تشكيل رابطة بسيطة بين ذرات الكربون في المونومرات، والمنتج الناتج هو بوليمر جزيئي كبير.اليوم، يتزايد استخدام مواد البولي إيثيلين (PE) في أنظمة الضغط والتغويز، ومن الطبيعي أن يستمر هذا النمو الكبير إذا شهدنا بمرور الوقت استخدام التكنولوجيا الجديدة في المواد الخام وعملية التصنيع وطرق التوصيل والربط. تركيب هذا النوع من الأنابيب في الصناعة.
ومن أجل تحقيق الهدف أعلاه – مع التوجه للمواد الخام – شهدنا إنتاج أنواع مختلفة من البولي إيثيلين، وهي الجيل الثالث من مادة PE100، والتي تم اقتراحها كدرجة مناسبة في صناعة الأنابيب منذ عام 1990 في أوروبا.عند مقارنة الجيل الثالث من مواد البولي إيثيلين (PE100) مع الجيل الثاني (PE80)، هناك نقطة مهمة بناءً على تعريفات ISO وهي الحد الأدنى من القوة المتوقعة عند درجة حرارة تشغيل تبلغ 20 درجة مئوية بعد 50 عامًا من تركيب الأنابيب وتشغيلها.هذا الحد الأدنى من القوة المتوقعة لـ PE100 يساوي 10 ميجا باسكال وبالنسبة لمادة PE80 فهو 8 ميجا باسكال.

البولي إيثيلين هي عائلة من الراتنجات التي يتم الحصول عليها من خلال بلمرة غاز الإيثيلين (C2H4).
من خلال طريقة المحفز والبلمرة لهذه المادة، يمكن التحكم في خصائص مختلفة مثل الكثافة ومؤشر تدفق الذوبان (MFI) والبلورة والدرجة والتفرع وتكوين الشبكة والوزن الجزيئي وتوزيع الوزن الجزيئي.
تستخدم البوليمرات ذات الوزن الجزيئي المنخفض كمواد تشحيم(lubricant).
في بعض الأحيان، بدلاً من ذرات الهيدروجين الموجودة في الجزيء (البولي إيثيلين)، يتم ربط سلسلة طويلة من الإيثيلين بذرات الكربون، والتي تسمى البولي إيثيلين المتفرع أو البولي إيثيلين الخفيف (LDPE).
لأن كثافته انخفضت بسبب شغله لحجم أكبر.في هذا النوع من البولي إيثيلين، ترتبط جزيئات الإيثيلين ببعضها البعض عشوائيًا وتخلق شكلًا غير منتظم للغاية.تتراوح كثافته بين 0.910 و 0.925 ويتم إنتاجه تحت ضغط ودرجة حرارة عالية وغالبًا ما يستخدم بلمرة الفينيل الحرة الجذرية.وبطبيعة الحال، يمكن استخدام بلمرة زيجلر-ناثانيز لتحضيره.عندما لا يكون هناك فروع في الجزيء، فإنه يسمى البولي إيثيلين الخطي أو البولي إيثيلين الثقيل (HDPE).
البولي إيثيلين الخطي أصعب من البولي إيثيلين المتفرع، لكن البولي إيثيلين المتفرع أسهل وأرخص في التصنيع.شكل وشكل هذا البوليمر بلوري للغاية.البولي إيثيلين الخطي هو منتج عادي بوزن جزيئي يتراوح بين 200.000 إلى 500.000، والذي يتبلمر تحت الضغط ودرجات حرارة منخفضة نسبيًا.تتراوح كثافته بين 0.941 و 0.965 ويتم تحضيره في الغالب بعملية صعبة تسمى بلمرة زيجلر ناتا.وهناك أيضًا البولي إيثيلين الذي تكون كثافته بين كثافة هذين البوليمرين، أي في حدود 0.926 إلى 94%، ويسمى بالبولي إيثيلين شبه الثقيل أو المتوسط.
يُطلق على البولي إيثيلين الذي يتراوح وزنه الجزيئي بين 3 و6 ملايين اسم البولي إيثيلين عالي الوزن الجزيئي أو UHMWPE ويتم إنتاجه عن طريق بلمرة المحفز المعدني.هذه المادة لديها قابلية معالجة أكثر صعوبة، ولكن خصائصها ممتازة.ستكون هذه المادة مُصلبًا حراريًا حقيقيًا مع قوة شد جيدة، وخصائص كهربائية وقوة تأثير على نطاق واسع من درجات الحرارة عن طريق المعالجة أثناء أو بعد القولبة.
يستخدمونها لصنع ألياف قوية جدًا لتحل محل الكيفلار (نوع من البوليمر) في السترات الواقية من الرصاص؛كما يمكن استخدام ألواحها الكبيرة بدلاً من ملاعب التزلج على الجليد.عن طريق البلمرة المشتركة لمونوميثيلين مع مونومر ألكيل متفرع، يتم الحصول على بوليمر مشترك بتفرعات هيدروكربونية قصيرة، وهو ما يسمى البولي إيثيلين الخطي منخفض الكثافة أو LLDPE، وغالبًا ما يستخدم لصنع أشياء مشابهة للأفلام البلاستيكية. استخدم الفريزر.

تنقسم أنابيب البولي إيثيلين إلى ثلاث فئات من حيث المواد الخام:

أنابيب البولي إيثيلين بمادة pE63
كانت مواد PE63 ذات كثافة منخفضة مقارنة بالمواد الأحدث وبالتالي فهي تتمتع بوزن وسمك أكبر، مما يجعل تكلفة إنتاج أنابيب البولي إيثيلين بمواد PE63 أعلى بكثير من المواد الأحدث، لذا فإن استخدام هذه المواد غير مبرر اقتصاديًا وهي خارج الخدمة حاليًا من أجل.

لوله پلی اتیلن با مواد PE80:
أنابيب البولي إيثيلين بمادة PE80
أصبح استخدام مواد PE80 لإنتاج أنابيب البولي إيثيلين شائعًا بعد أن أدركت الشركات المصنعة أنه من خلال زيادة كثافة المواد الخام، يمكن إنتاج أنبوب ذو مقاومة أكبر للضغط وسعر أرخص بسماكة ووزن أقل.

لوله پلی اتیلن با موادPE100:
أنابيب البولي ايثيلين مع مادة pE100:
مادة PE100 هي جزء من أحدث نوع من المواد الخام لإنتاج أنابيب البولي إيثيلين، والتي تعتبر مادة عالية الجودة.تتميز أنابيب البولي إيثيلين PE100 بكثافة أعلى، ووزن وسمك أقل، ويمكنها تحمل المزيد من الضغط.مزايا أنابيب البولي إيثيلين PE100 مقارنة بالمواد الخام الأخرى.

مزایای لوله پلی اتیلن pe100نسبت به دیگر مواد اولیه؛
مزايا أنابيب البولي إيثيلين PE100 مقارنة بالمواد الخام الأخرى:
☆إمكانية معالجة أفضل وإنتاج أعلى وخفض تكاليف الإنتاج.
☆مقاومة أعلى لنمو تشققات أرامكو، وارتفاع عامل سلامة المنتج.
☆مقاومة أعلى لنمو الكراك السريع.
☆مقاومة هيدروستاتيكية أعلى.

نصائح أساسية:
لا يمكن استخدام مواد PE100-PE80 في إنتاج أنابيب الصرف الصحي المصنوعة من البولي إيثيلين 4 بار حتى حجم 125 (5 بوصات) ويجب استخدام مواد PE63 فقط في الشركات المصنعة.لأن سماكة الأنابيب قليلة جداً واحتمالية انفجار وكسر الماسورة عالية جداً،لكن مواد PE100-PE80 لإنتاج الأنابيب ذات الحجم الكبير وخاصة ضغوط العمل 10 بار و 16 بار.على سبيل المثال، أنبوب البولي إيثيلين 3 بوصة 10 بار، الذي يتم إنتاجه بمادة PE63، يبلغ سمكه 218 ووزن كل متر 2.2
الآن، بالنسبة لأنبوب البولي إيثيلين PE80 مقاس 3 بوصة، فإن السمك هو 5.6 والوزن 1.77 على التوالي، وبالنسبة لأنابيب البولي إيثيلين مع مادة PE100، فإن السمك هو 716 والوزن 1.46.لا يمكن لصق أنابيب البولي إيثيلين بسبب عدم توفر المذيب، كما أنها لا تمتلك هذه القدرة، وفي هذا الصدد فهي تختلف عن أنابيب PVC، ويتم توصيلها عن طريق اللحام الحراري للأنبوب بالأنبوب أو لحام الأنبوب بالوصلات الملحومة أو مع مفاصل الضلع.