مقاومت لوله‌های کاروگیت پلی‌اتیلن در شرایط سخت

مقدمه

لوله‌های کاروگیت پلی‌اتیلن (که به‌طور معمول به عنوان لوله‌های پلی‌اتیلن با سطح ممتد یا خم‌دار شناخته می‌شوند) از مزایای مقاومت بالا در برابر شرایط متنوع خدماتی بهره‌می‌برند و اغلب در مقایسه با مواد سنتی مانند فولاد و بتن عمر مفید بیشتری دارند. پلاستیک‌ها به عنوان موادی معروف به خاطر مقاومت در برابر سایش و خوردگی شناخته می‌شوند و این ویژگی‌ها معمولاً باعث طولانی‌تر شدن عمر خدماتی آنها نسبت به مواد رقیب می‌شوند.

به عنوان مثال، اولین لوله‌ی پلی‌اتیلن کاروگیت عرضی برای عبور از جاده‌ها در ایالت اوهایو در شهر نوبل در سپتامبر سال 1981 نصب شد. انتخاب این نوع لوله به دلیل شرایط خاکی تندروی‌آور و اسیدی در آنجا صورت گرفت (شرایطی که شامل جریان‌های معدنی ساییده‌کننده و اسیدی با محدوده‌ی مقادیر pH از 2.5 تا 4.0 بود). این شرایط سبب تخریب سریع مواد سنتی دیگر مانند فولاد و بتن شده و باعث شکست آنها در عرض چند سال شد.

با وجود گذشت حدود چهل سال از نصب، لوله‌ی پلی‌اتیلن کاروگیت در آن مکان همچنان بدون هیچ تغییر و نشانه‌ای از ساییدگی یا کاهش عملکرد عمل می‌کند. نمونه دیگری که دوام و قدرت لوله‌های کاروگیت پلی‌اتیلن را نشان می‌دهد، مربوط به مطالعه عمیق در ایالت پنسیلوانیا است که در آن یک لوله کاروگیت پلی‌اتیلن با قطر 24 اینچ (600 میلی‌متر) در سال 1987 زیر بزرگراه ای-279 شمال پیتسبورگ نصب شد.

نصب آزمایشی این لوله شامل 576 فوت (160 متر) طول لوله با حداکثر ارتفاع پرش 100 فوت (30.5 متر) بود. این نصب تست موضوع مطالعات و ارزیابی‌های متعددی بوده و همچنان در مکان خود باقی مانده است، به عنوان مثالی از توانایی این نوع لوله در مقابل شرایط حدی.

در این مقاله، به بررسی عوامل مؤثر بر مقاومت لوله‌های کاروگیت پلی‌اتیلن پرداخته خواهد شد، به ویژه عواملی مانند ترک‌های کرنشی، تابش فرابنفش و اکسیداسیون که عوامل اصلی تعیین‌کننده عمر مفید آنها هستند. همچنین، روش‌های تعیین عمر مفید برای لوله‌های کاروگیت پلی‌اتیلن ساخته‌شده از مواد اولیه، لوله‌های کاروگیت پلی‌اتیلن حاوی مواد بازیافتی و لوله‌های پلی‌پروپیلن کاروگیت نیز شرح داده خواهد شد.

عوامل مؤثر بر مقاومت

ترک‌های کرنشی (شکاف‌های کرنشی کند)

ترک‌های کرنشی، همچنین به عنوان رشد شکاف کند یا Slow Crack Growth نیز شناخته می‌شوند، عوامل کلیدی در تعیین مقاومت لوله‌های کاروگیت پلی‌اتیلن هستند. این ترک‌ها زمانی شکل می‌گیرند که ماده به تنش و کرنش معرض شود، که انتخاب مواد و رفتار صحیح در برابر ترک‌های کرنشی بسیار مهم است.

تابش فرابنفش (UV)

تابش فرابنفش از نور خورشید می‌تواند سطح لوله‌های کاروگیت پلی‌اتیلن را در طول زمان تخریب کند. تولیدکنندگان اغلب مواد افزودنی مقاومتی به مواد اولیه اضافه می‌کنند تا از این اثر جلوگیری کنند. همچنین، نصب صحیح و عمق دفن مناسب می‌تواند از تماس لوله‌ها با تابش فرابنفش خورشید جلوگیری کند.

اکسیداسیون

اکسیداسیون یک عامل دیگر مهم در تأثیر بر مقاومت لوله‌ها است. این عمل شیمیایی ناشی از واکنش پلیمر با اکسیژن است و منجر به تخریب تدریجی ماده می‌شود. آنتی‌اکسیدان‌ها به ترکیبات کاروگیت اضافه می‌شوند تا اکسیداسیون را کاهش دهند. همچنین، شرایط نگهداری صحیح می‌تواند این اثر را کمینه کند.

نتیجه‌گیری

لوله‌های کاروگیت پلی‌اتیلن دارای مقاومت بالایی در برابر شرایط سخت محیطی هستند و در مقایسه با مواد سنتی در شرایط خوردگی و سایشی عملکرد بهتری ارائه می‌دهند. درک عوامل مؤثر بر مقاومت آنها، به ویژه ترک‌های کرنشی، تابش فرابنفش و اکسیداسیون، برای تضمین طول عمر این لوله‌ها در برنامه‌های مختلف بسیار حیاتی است. با انتخاب مواد مناسب، روش‌های نصب صحیح و نگهداری، لوله‌های کاروگیت پلی‌اتیلن می‌توانند در شرایط مختلف به مدت طولانی و با عملکرد قابل اطمینان خدماتی ارائه دهند.