عوامل موثر بر کیفیت تولید لوله های پلی اتیلن کدامند؟

به طور کلی عوامل موثر بر کیفیت تولید لوله های پلی اتیلن متفاوت هستند. فرایند تولید لوله پلی اتیلن شامل مراحل مختلفی است که در این مقاله سعی داریم ضمن مرور این مراحل، بر عوامل موثر بر کیفیت محصول نهایی حین فرایند تولید نگاهی بیندازیم.

1- مواد اولیه

کیفیت و نوع مواد اولیه در کارآیی و خواص مکانیکی لوله های پلی اتیلن، نقش مهمی را ایفا می نماید. عواملی نظیر دانسیته، توزیع وزن مولکولی، میزان کربن، نوع کربن، حداکثر اندازه ذرات کربن، چگونگی پخش کربن، همگونی در دانه بندی گرانول ها و میزان رطوبت در آنها می توانند نقش موثری در کیفیت لوله ها داشته باشند.
وقتی مذاب پلی اتیلن خنک می شود به صورت کریستال در می آید هر چه زنجیره های مولکولی پلی اتیلن کوتاه تر و درجه شاخه شدن آنها کمتر باشد، کریستالیزاسیون بهتر صورت می گیرد و دانسیته بالاتر می رود. با بالاتر رفتن دانسیته، مشخصه های زیر بهبود می یابند:
– نیروی کششی
– ضریب الاستیسیته
– مقاومت در برابر حلال ها و مواد شیمیایی
– نفوذ ناپذیری در برابر گازها
علاوه بر این، مقاومت لوله های پلی اتیلن در برابر نور ماوراء بنفش خورشید، به میزان کربن، نوع کربن، اندازه ذرات آن و چگونگی پخش آنها بستگی دارد و چون اختلاط دوده موجود در مستربچ با پلیمر پایه بی رنگ در داخل اکسترودر (حتی در اکسترودرهای مرغوب اروپائی با قابلیت مخلوط سازی بسیار خوب) به طور کامل انجام نمی شود، توزیع یکنواختی از کربن به وجود نخواهد آمد و لوله در فضای باز، آسیب پذیر خواهد شد.

بنابر دلایل فوق، پلی اتیلن سیس پلاست سعی نموده است که حتی الامکان از گرانول هایی در تولید لوله استفاده نماید که در کارخانجات پتروشیمی و در طی فرآیندهای صحیح، دارای حد مجاز کربن با توزیع مناسب شده باشند.
در صورتی که استفاده از پلیمر بی رنگ اجتناب ناپذیر باشد، بایستی حتما از مستربیچ هایی استفاده نمود که پلیمر پایه آنها از نوع پلی اتیلن سنگین ( PE-HDپایپ گردید) بوده و دارای 35 تا 40 درصد وزنی، کربن خالص باشند.

2- ماشین آلات

برای تولید لوله پلی اتیلن با کیفیت مرغوب باید از ماشین آلاتی استفاده شود که طراحی و ساخت آنها بر اساس استاندارد بوده و صرفا به منظور این نوع تولید طراحی شده باشند. امروزه تعداد زیادی از شرکت های اروپایی و آسیایی در امر تولید انواع اکسترودر فعالیت دارند، اما تعداد سازندگان معتبر و موفق در ساخت تجهیزات و علی الخصوص اکسترودر مربوط به تولید لوله پلی اتیلن، انگشت شمار می باشند.
فرآیند اکستروژن در تولید لوله پلی اتیلن از حساسیت بالایی برخوردار بوده و نحوه عملکرد آن، بر کیفیت محصول در طولانی مدت تاثیر به سزایی دارد.
به طور خلاصه عوامل موثر در کارایی مناسب خط تولید پلی اتیلن به شرح زیر می باشد:
– هماهنگی و دقت زیاد میان گیربکس و موتور اکسترودر به منظور خروج یکنواخت مواد اولیه از انتهای اکسترودر یا قالب
– طول سیلندر و مارپیچ به منظور هماهنگی حرکت و پخت مواد اولیه
– طراحی مارپیچ در مورد کام های مارپیچ و سیستم میکسینگ که بر روی مارپیچ تعبیه می گردد و سبب می شود تا مواد پخته شده خیلی خوب میکس و فشرده از اکسترودر خارج شوند.
– استفاده از هیترها، ترموستات ها، و ترموکوپل های کالیبره شده با حداکثر خطای c2+
– طراحی مناسب قالب ها از محل ورود مواد پخته شده تا خروج از سر قالب به نحوی که حرکت مواد به صورت مارپیچ بوده و ضمن عبور از موانع مشخص و توری های ریز به فشردگی لازم برسند.
– تنظیم دقیق سر قالب با کالیبراتور و تانک خلاء می بایست به صورتی انجام پذیرد که هیچ گونه شوکی به مواد اولیه وارد نگردد زیرا چنانچه بعد از خروج مواد مذاب از تانک وکیوم، لوله به سرعت سرد شود، در اثر تنش های به وجود آمده ساختار مولکولی آن شکننده خواهد شد و چنانچه سیستم خنک کننده به درستی عمل نکند اشکالاتی در قطر و ضخامت لوله به وجود خواهد آمد که خارج از حدود استانداردهای تعریف شده می باشد.
– تعداد تانک های خنک کننده و فواصل مناسب آنها یکی دیگر از عوامل موثر بر کیفیت می باشد.
– سیستم دستگاه های کشنده یا کاترپیلار نیز بایستس با اکسترودر هماهنگی کافی داشته باشد و همچنین آلیاژ زنجیرهایی که لوله را در بر می گیرد و به جلو هدایت می نماید و تعداد فک ها و سیستم برش لوله (یا دستگاه اره) تمامی از عوامل موثر بر کیفیت تولید لوله پلی اتیلن می باشند.

عوامل موثر بر طول عمر لوله های پلی اتیلن

به صورت کلی در تولید لوله های پلی اتیلن چند مورد اصلی وجود دارد که کیفیت لوله های پلی اتیلن را ارتقا یا تنزل می بخشد. در مبحث تولید لوله های پلی اتیلن مهم ترین اصل کیفیت مواد اولیه است که خلوص و اصالت مواد پلی اتیلن مصرفی می تواند طول عمر لوله های پلی اتیلن را تحت شرایطی مناسب ارتقا بخشد و به ۵۰ سال برساند.
اما در این میان یکی از مهم ترین مباحث بخش تولید رقابت در قیمت تمام شده لوله های پلی اتیلن است که متاسفانه برخی از شرکت های تولیدی ترکیبات مواد پلی اتیلن را به اصطلاح دستکاری کرده و مواد ضایعاتی را چاشنی ترکیبات لوله های تولیدی می کنند و این مسئله تا جایی پیش می رود که متاسفانه در برخی موارد لوله های پلی اتیلن تولید شده در محل پروژه یا به یکدیگر جوش نمی خورند و یا در مدت زمان کوتاهی ترک خورده و می شکنند به اینگونه از لوله ها لوله های OFF گرید یا لوله های بازیافتی می گویند که عموما جهت کاورینگ خطوط فیبر نوری و یا موارد مشابه مورد استفاده قرار می گیرند.
لوله های پلی اتیلن در شرایط مختلف آب و هوایی نیز مقاومند به شرط اینکه استانداردهای لازم جهت نگهداری لوله های پلی اتیلن رعایت گردد. از جمله این استانداردها دفن لوله های پلی اتیلن به فاصله حداقل یک متری عمق زمین که این مسئله سبب می شود که لوله های پلی اتیلن از گرما و سرما مسون بمانند.
در پاره ای از مواقع به علت برودت و سرمای بالا لوله های پلی اتیلن دچار یخ زدگی می گردند که در این صورت پیشنهاد می گردد حجم آب داخل لوله ها را به حداقل رساند به طوری که در صورت یخ زدگی حجم یخ داخل لوله باعث شکاف و یا ترکیدیگی لوله نگردد.
لوله های پلی اتیلن همان طور که می دانید از انواع پلیمرهای صنعتی می باشند که خاصیت گرما نرمی دارند و در برابر گرما واکنش نشان داده و نرم می گردند از این رو پیشنهاد می گردد لوله های پلی اتیلن را در دمای کاری حداکثر تا ۶۰ درجه سانتیگراد مورد استفاده قرار داد چرا که به جهت گرمای مداوم شکل ظاهری لوله ها به شدت تغییر کرده و در دراز مدت باعث آسیب جدی به جداره لوله می گردد.