اختصاصی بسپار/ طول عمر لوله‌های پلیاتیلن در شبکه‌های توزیع آب چه قدر است؟ عوامل موثر بر آن کدامند؟
گروه ترجمه و تولید محتوا در بسپار/ ایران پلیمر با افزایش نگرانی در مورد تاسیسات آبی، در سراسر جهان تمایل زیادی به انجام اقدامات لازم جهت حفظ یکپارچگی شبکه‌های توزیع آب، وجود دارد. این مقاله، مطالعه روی یکپارچگی لوله‌های توزیع آب پلی‌اتیلنی در مقابل اثر کلر موجود در آب را گزارش می‌دهد. لوله‌های مورد استفاده در شبکه‌های توزیع آب در معرض تنش‌های محیطی، عملکردی و دیگر تنش‌‌ها هستند. طول عمر کاری آن‌ها تا حد زیادی به میزان حفظ مواد پاداکسنده‌‌ی آن‌ها، بستگی دارد. پلیاتیلن در هوای خشک، می‌تواند خواص خود را برای چندین دهه حفظ کند. با این حال، هنگامی که لوله‌های پلیاتیلن در شبکه‌های توزیع آب مورد استفاده قرار می‌گیرند، مهاجرت و از دست دادن پاداکسنده از سطح داخلی لوله افزایش می‌یابد. هنگامی که کلر در آب وجود دارد، می‌تواند وارد مواد شود و از طریق مواد پخش شود تا آهنگ کاهش (depletion) توده پاداکسنده را افزایش دهد. در این تحقیق، طول عمر نمونه‌های مواد لوله و مقاطع لوله‌های تولید شده مورد ارزیابی قرار گرفته‌اند. همچنین، روش‌‌های مدل‌سازی برای شبیه‌سازی کاهش پاداکسندهها در مواد لوله ابداع شدند و برای تحقیق در مورد احتمالات مختلف از جمله تغییر غلظت عوامل مخرب مورد استفاده قرار گرفتند.
واژگان کلیدی: پیرش، کلر، پلیاتیلن، طول عمر.
1- مقدمه
لوله‌های پلیاتیلن سبک هستند و درجه انعطاف‌پذیری خوبی دارند و این ویژگی برای نصب لوله بسیار مفید است. لوله‌ها را می‌توان با طول‌های بلند تولید و نصب کرد تا تعداد اتصالات مورد نیاز کاهش یابد. انعطاف‌پذیر بودن خط لوله هماهنگی آن با پستی و بلندی زمینی که قرار است لوله‌ها در آن دفن شوند را آسان میکند. همچنین لوله‌های انعطاف‌پذیر در برابر حرکات کوچک زمین، ناشی از نیروهای طبیعی و انسانی مقاومت خواهند کرد. مزیت دیگر پلیاتیلن این است که خورده نمی‌شود، بنابراین سطح داخلی لوله صاف باقی می‌ماند، تا عملکرد هیدرولیکی در طول عمر لوله به خوبی حفظ شود.
برای مقاومت در برابر تخریب، مواد لوله پلیاتیلن در هنگام تولید با پاداکسندهها اشباع می‌شوند. پاداکسنده‌های مورد استفاده به تامین‌‌کننده پلیاتیلن بستگی دارند. در هنگام ساخت لوله، حفظ درجه زیادی از پاداکسنده در پلیاتیلن مهم است. حفظ پاداکسنده در طول عمر مفید لوله‌ها، زمانی که لوله‌ها، آب کلردار تحت فشار را منتقل می‌کنند، مهم‌ترین موضوع در این مطالعه است. وادادگی نهایی لوله‌های پلیاتیلن اغلب با ایجاد ترک‌های محوری مویی در سطح داخلی لوله آغاز می‌شود. این مطالعه بر تخریب ضخامت ۲ میلی‌متر اول دیواره لوله که از سطح داخلی اندازه‌گیری شده است، تمرکز دارد. در این مطالعه، به طور خاص، از دست دادن پاداکسنده از سطح خارجی لوله‌ها یا اثر ورود عوامل تخریب از طریق سطح خارجی لوله در نظر گرفته نشده است.
پاداکسندهها زنجیر‌های بسپاری را از اثرات شکافت و دیگر اثرات اکسنده محافظت می‌کنند. این در نواحی اَریخت (آمورف) ماده است، زیرا نواحی بلوری نسبت به نفوذ اکسیژن مقاوم‌تر هستند. مشکل این است که عوامل پاداکسنده در پلیاتیلن به طور مداوم به سطح ماده مهاجرت می‌کنند و از بین می‌روند. متاسفانه، جریان آب به حذف پاداکسنده از سطح ماده کمک میکند که منجر به افزایش قابل‌توجهی در از دست دادن پاداکسنده از بسپار می‌شود. همچنین نفوذ پاداکسنده در بسپار تحت‌تاثیر قرار می‌گیرد، چون بسپار آب را جذب میکند. Studsvik Material AB، کاهش پاداکسندهها از لوله‌های پلیاتیلن پر شده با آب داغ بدون کلر را مورد مطالعه قرار داده‌است. از این مطالعات شتاب یافته، تخمین زده شد که لوله‌های پلیاتیلن می‌توانند عمر حدود ۵۰ سال در سیستم‌های توزیع آب داشته باشند. با این حال، این تحقیق شامل به دست آوردن داده‌های مربوط به طیف گسترده‌ای از تنش‌های دینامیکی، استاتیکی و محیطی که سامانه‌‌های توزیع آب می‌توانند در معرض آن‌ها قرار گیرند، نمی‌شود. همچنین، حضور کلر و دیگر عوامل تصفیه در آب و عوامل مخرب در خاکی که لوله‌ها در آن دفن شده‌اند، در نظر گرفته نشده است. این مطالعه به منظور بررسی اثر کلر در شبکه توزیع آب تحت فشار بر طول عمر لوله‌های پلیاتیلن انجام شد.
روش تحقیق ابداع شده این بود که لوله‌های پلیاتیلن تحت تنش و فاقد تنش و مواد لوله را تحت آب کلردار قرار داده شود تا زمانی که تعداد قابل توجهی از نمونه‌ها واداده شدند. در پایان آزمایش، تغییرات خواص نمونه‌ها تعیین شد. شرایط ارزیابی برای فشارهای مختلف و درجات مختلف غلظت کلر در آب بود. این آزمایش‌‌ها در دمای زیاد برای دستیابی به تخریب شتاب‌‌یافته انجام شد.
برگردان: دکتر متینه اسدیان
مدیر فنی آزمایشگاه اکرودیته صانع مشهد
[email protected]
(ادامه دارد …)
متن کامل این مقاله را در شماره ۲۲۴ ماهنامه بسپار که در نیمه خرداد ماه ۱۴۰۰ منتشر شده است بخوانید.
در صورت تمایل به دریافت نسخه نمونه رایگان و یا دریافت اشتراک با شماره های ۰۲۱۷۷۵۲۳۵۵۳ و ۰۲۱۷۷۵۳۳۱۵۸ داخلی ۳ سرکار خانم ارشاد تماس بگیرید. نسخه الکترونیک این شماره از طریق طاقچه و فیدیبو قابل دسترسی است.
