کاربرد لوله پلی اتیلن در شبکه های توزیع آب و گاز در سراسر جهان از دهه های گذشته رایج شده است.

تولید لوله های پلی اتیلن آبرسان
کاربرد لوله پلی اتیلن در شبکه های توزیع آب و گاز در سراسر جهان از دهه های گذشته رایج شده است. عواملی نظیر کویری بودن مساحت زیادی از ایران و اینکه ایران دومین تولید کننده گاز در دنیاست سبب شدند تا در کشورمان از حدود دو دهه قبل، اقدامات عملی و اجرایی استفاده از لوله های پلی اتیلن در شبکه های توزیع آب و گاز آغاز گردد، درحالیکه مطالعات علمی اولیه مربوط به این موضوع به سال های قبل از آن برمی گردد.
از مهم ترین مزایای لوله های پلی اتیلن در مقایسه با لوله های فولادی می توان به سرعت و سهولت در اجرا، آموزش ساده، مقرون به صرفه بودن و مهم تر از آنها عدم خوردگی و در نتیجه عدم نیاز به پوشش و حفاظت از زنگ زدگی اشاره نمود. با در نظر گرفتن موارد فوق الذکر و با توجه به معضلات و مشکلات موجود در اجرا و نگهداری لوله های فولادی،استفاده از لوله های پلی اتیلن در خطوط انتقال آب بدون هیچ گونه تامل و تردیدی، گزینه ای منطقی و معقول به نظر می رسد. اما به هر حال لازم است در خصوص شناسایی مشکلات و معضلات خاص لوله های پلی اتیلن واتخاذ تدابیر لازم در مواجهه و برخورد با این مسائل احتمالی با رویکردی پیشگام و نگرشی پیشگیرانه اقدام نمود. در این مقاله یک مورد از مشکلات بالقوه در لوله های پلی اتیلن یعنی موضوع صدمه دیدن لوله های پلی اتیلن توسط جوندگان (موش)مورد بررسی قرار گرفته و راه حل علمی آن، یعنی مقاوم سازی لوله در حین تولید شرح داده شده است.
ذکر این مطلب الزامی است که خواص نهایی محصولات پلیمری به شدت وابسته به فرایند شکل دهی آنهاست و امروزه در صنایع تولید لوله های پلی اتیلن علاوه بر اصلاح و بهبود خواص مهندسی پلی اتیلن، نحوه ی شکل دهی آن نیز مدنظر تولیدکنندگان پیشرو این محصولات قرار گرفته است. یکی از روش ها موثر بهبود فرایند شکل دهی صنعت ساخت لوله، روش چند لایه سازی توسط بکارگیری مکانیزم تولید کواکستروژنی است. در این روش خواص لوله به طور هم فزاینده توسط بر هم کنش لایه های مختلف آن بهبود می یابد.
همچنین می توان محصولاتی تولید کرد که توافق بیشتری با نیازهای مصرف کنندگان در صنایع مختلف از جمله صنعت آب و فاضلاب داشته باشد.
در سال های اخیر و پس از استفاده از لوله های پلی اتیلن در شبکه های مختلف آب و گاز کشور، مواردی مبنی بر ایجاد خسارت بر این لوله ها در برخی استان ها مشاهده گردید و پس از تحقیق، علت صدمه دیدن لوله های پلی اتیلن، برخی جوندگان (موش،موریانه) تشخیص داده شده اند.
این تخریب و تهاجم بسته به شرایط اقلیمی که لوله های پلی اتیلن در آن به کار گرفته می شود، متفاوت است. در واقع، جوندگان نه تنها بعلت استفاده از آب موجود در لوله های آبرسانی، بلکه به علت طعم مطلوب محصولات پلیمری نیز به سمت لوله های پلی اتیلنی جذب می شوند. در شرایط خاص کاربرد به عنوان لوله های انتقال آب در برخی موارد حساس، میزان این تهاجم بسیار خطرناک بوده و می تواند سبب وقوع حوادث جبران ناپذیری شود.
به علت ایجاد چنین مشکلاتی در لوله های پلی اتیلن مصرفی در شبکه های انتقال آب و فاضلاب و با عنایت به گستردگی این شبکه ها در کشور، رفع معضل صدمه دیدن لوله ها توسط جوندگان در استان های مختلف کشور از اهمیت و الویت بالایی برخوردار می باشد.
برای حل این مشکل، یکی از ساده ترین راه ها برای لوله های در حال استفاده، بهینه سازی خاک اطراف لوله به روش های مختلف از جمله استفاده از موانع فیزیکی مانند توری و سنگریزه می باشد، اما بهتر آن است که از ابتدا و در حین تولید بتوان در جهت عدم آسیب پذیری لوله های پلی اتیلن در برابر عوامل خارجی نظیر جوندگان، گامی علمی برداشت و لوله هایی مقاوم در برابر این عوامل مخرب خارجی را تولید نمود.
برای تولید چنین لوله هایی، باید به لوله های پلی اتیلن، افزودنی های ضد جوندگان اضافه شود، اما این کار دارای اشکالاتی می باشد. نخست آن که تمامی افزودنی های ضد جوندگان که توسط مکانیزم های مختلف بر روی آنها اثرگذاری دارند در بالک لوله یعنی ناحیه ی میانی از ضخامت لوله به سبب سرعت سرمایش پایین در هنگام تولید، ایجاد نواحی فومی یا اسفنجی می کنند. این مسئله بر روی خواص فیزیکی و مکانیکی لوله تاثیر منفی دارد. مسئله ی دوم، قیمت بسیار بالای مواد ضد جوندگان است که تولید لوله های پلی اتیلن را عملا از نظر اقتصادی ناممکن می سازد. کلید حل مشکلات فوق در فرآیند تولید لوله های چند لایه نهفته است. در این شرایط لایه ی خارجی لوله ها به ضخامت 500 تا 1000 میکرون دارای مواد ضد جونده می شود. مزیت این سیستم در آن است که لایه خارجی به محض خروج از قالب پس از عبور از کالیبراتور شروع به خنک شدن می کند وسرعت خنک کاری در این حالت از سینتیک اسفنجی شدن مواد ضد جونده بسیار سریع تر بوده و بدین سبب این مواد را درجا در پوسته ی خارجی لوله منجمد می سازد و آن ها را از نظر مکانیزم رهایش در موقعیت رهایش کنترل شده که تابعی از قانون انتقال جرم است قرار می دهد. این رهایش با سرعتی بسیار کم و در مدتی بسیار طولانی انجام می شود.
تلفیق مواد ضد جونده با بستر پلیمری ترموپلاستیک بر اساس مکانیزم کامپاندینگ می باشد و مواد ضد جونده توسط این مکانیزم به فیلرهای عامل دار شده، با ابعاد نانو توسط عوامل شیمیایی متصل می شود و کامپاند گردید. اختلاط مستربچ با پلی اتیلن گرید لوله منجر به ایجاد یک کامپاند یکنواخت و یک فاز غنی از مستربچ در پوسته ی کامپاند می شود.
مستربچ ساخته شده به مواد پلی اتیلن اضافه و به اکسترودر لایه خارجی خوراک دهی می شود. بدین ترتیب لوله پلی اتیلن آبرسانی با خاصیت ضد جوندگی تولید می گردد.
ماده ضد جونده ای که در اغلب شرکت های تولیدی لوله و اتصالات پلی اتیلن مورد استفاده قرار می گیرد، رودرپل (Rodrepel) می باشد. این ماده، ماده ایست غیر سمی و غیر خطرناک. ماده رودرپل در کشور هند تولید شده و حاصل از فناوری هوشمند . شیمی سبز می باشد. لذا استفاده از این ماده در تولید لوله های ضد جونده برای مصارف آبرسانی امکانپذیر است. از ماده ضد جونده رودرپل نتایج مثبتی مشاهده شده است. در صورت استفاده از این ماده در لوله های پلی اتیلن، جوندگان کشته نمی شوند. بلکه جوندگان به وسیله مکانیسم های روحی (طعم بسیار تلخ و تحریک پوستی) از لوله های کارگذاری شده دوری می جویند. بسیاری از شرکت های تولید کننده لوله و اتصالات پلی اتیلن در سایر کشورها نیز (نظیر امریکا) از ماده مذکور استفاده نموده اند و نتایج مثبتی در خصوص دوری جوندگان و حتی برخی پرندگان را ثبت نموده اند.
لازم به ذکر است، ماده ضد جونده رودرپل هم به صورت گرانول جامد و هم به صورت مایع تولید می شود و علاوه بر لوله های پلی اتیلن در محصولات تولید شده از پلی اورتان، پلی پروپیلن، پی وی سی، کابل ها و فیبرهای نوری نیز کاربرد دارد.
بدین ترتیب می توان بدون کاهش خواص فیزیکی و مکانیکی لوله، لایه خارجی لوله را با استفاده از مکانیزم رهایش کنترل شده در برابر حملات جوندگان مقاوم نمود. ماده ضد جونده رودرپل، دارای عمری بین 5 تا 40 سال می باشد. همچنین از مزایای دیگر این ماده آن است که تا دمای 1400 درجه سانتیگراد پایداری حرارتی دارد و در صورت استنشاق خطری در پی نخواهد داشت. بدست آمدن نتایج مثبت، نشان می دهد که ماده ضد جونده رودرپل می تواند علاوه بر لوله های آب شرب در لوله های گاز رسانی نیز مورد استفاده قرار گیرد.
علاوه بر تست گروه CEN EN-1555 که مختص لوله های پلی اتیلن گاز می باشد، جهت تست های میدانی، می توان آزمایش های ذیل را انجام داد:
الف- لوله ی ضد جونده در قفس موش های موسوم به Rat قرار میگیرد که اجتناب این جانوران از لوله ی فوق کاملا مشاهده می شود، در حالی که موش ها به نمونه شاهد (یک لوله معمولی) عکس العمل متفاوتی دارند.
ب- لوله ی ضد جونده به مدت 24 ساعت در دمای 110 درجه سانتیگراد قرار داده می شود و سپس آزمایش قبل تکرار می گردد که نتیجه آن اجتناب مجدد از لوله ضد جونده و نزدیک نشدن به آن می باشد.
لازم به تذکر است، صرفه جویی در زمان و پول، مقاومت بیشتر در برابر سایش های خارجی، همچنین کیفیت بالای سطح روی لوله و مناسب جهت الکتروفیوژن از دیگر ویژگی های لوله های پلی اتیلن بولیدی می باشد که در آنها ماده ضد جونده رودرپل بکار رفته است