مقدمه

لوله های پنج لایه تلفیقی به علت کارایی بالا در یک دامنه وسیع حرارتی ( زیر صفر تا 100 درجه سانتیگراد) و به علت داشتن ضریب انتقال حرارت ایده آل در لوله کشی آب سرد و گرم آشامیدنی و همچنین سیستم گرمایش و سرمایش کفی ساختمان و تهویه مطبوع و هم به عنوان انتقال اکثر مواد شیمیایی استفاده می شود . این لوله ها به دلیل دارا بودن فلز و پلیمر محاسن دو لوله فلزی و پلیمری را با هم دارد، بنابراین کلیه معایب این دو لوله از بین رفته است .

لوله 5 لایه تلفیقی

ضریب انبساط طولی کم، انعطاف پذیری واستفاده کمتر از اتصالات، مقاومت در برایر سایش، عدم تشکیل رسوبات املاح معدنی وآلی، مقاومت در برابر اشعه UV و مواد شیمیایی، مقاومت بیشتر از سایر لوله ها در برابر ارتعاش وزلزله، قابلیت ردیابی، عایق بودن، دارای زبری سطح و افت فشارناچیز، مقاومت در برابر پوسیدگی از داخل وخارج و نیز دربرابرفشار و گرما، دارا بودن ضریب انبساط حرارتی زیاد، مقاومت مکانیکی مناسب در دمای بالا، تحمل فشار و دمای بالا، طول عمر مفید مناسب و بالا ، وزن کم، عدم نفوذ پذیری نور و اکسیژن، نصب ، وحمل و نقل سریع وآسان، عدم تشکیل شبنم روی سطح لوله، نداشتن صدای ناشی ازضربه قوچی در لوله ها، دارای کاربرد گسترده در لوله کشی آب آشامیدنی (آب سرد و گرم)، از ویژگی های بی نظیر این لوله است که سبب استفاده آن در موتور خانه ، نصب سیستم های گرمایشی وسرمایشی، استخر ، سونا و جکوزی، سیستم های گرمایش از کف و مصارف صنعتی، می باشد . لوله های پنج لایه تلفیقی از دو لایه پلیمر که لایه آلومینیوم در وسط قرار گرفته و دو لایه چسب با ترکیب رزینی مخصوص که سبب پیوستن فلزو پلیمر می باشد، تشکیل شده است.

دلایل استفاده از آلومینیوم در لوله های تلفیقی

بر اساس استاندارد ASTM-E8 لایه میانی از نوع آلیاﮊی می باشد که علاوه بر افزایش استحکام لوله ، قابلیت جوش ونیزقابلیت انعطاف پذیری را افزایش و از نفوذ O2به مایع داخل لوله جلوگیری می کند. و ضریب انبساط حرارتی را نیز کاهش می دهد . با وجود آلومینیم در لوله پلیمری ضریب انبساط حرارتی لوله پایین آمده و در حد لوله های فلزی می باشد. دلیل دیگر در کاربرد لایه آلومینیم ٬جوش طولی آن می باشد. اگر این لایه بدون جوش استفاده شود دیگر هیچ نقشی را در استحکام لوله 5 لایه نخواهد داشت. سیستم جوش لوله های پنج لایه بهتر است “اولتراسونیک” یا “رویهم”باشد ، چون این نوع جوش دارای ضریب اطمینان جوش اولترا خیلی بالاتر از جوش آرگونی می باشد، یعنی درصد خطا در این نوع جوش در حد صفر هست ، چون لبه ورق AL در جوش اولتراسونیک، حدود 2 میلیمتر روی هم جوش می خورد ولی در جوش آرگونی لبه ورق ALنزدیک به هم قرار می گیرد و فاصله بین دو لبه را جوش پر می کند و اگر در یک نقطه کوچک این مذاب جوش فاصله لبه ها را پر نکند و یا ورق دچار اکسیدگی و آلودگی شود ، جوش انجام نمی شود و در نتیجه اطمینان این جوش خیلی کم تر از جوش اولتراسونیک می باشد

دلیل استفاده از جوش اولتراسونیک در لوله های پنج لایه:

لایه آلومینیومی به عنوان لایه میانی در سراسر طول لوله با استفاده از تکنولوژی ultrasonic از یک طرف مانع از نفوذ اکسیژن از طرف دیگر با حفظ حالت لوله در زمان خمش نیاز به مصرف اتصالات گوناگون در حجم زیاد را کاهش داده است . روش جوش آلتراسونیک به علت اینکه در فرایند جوش نیاز به حرارت بالا ندارد علاوه بر اینکه ماهیت و ساختار مواد حفظ می شود هیچ آسیبی به لایه پلیمر داخلی نمی رساند. بطور نمونه در روش جوش آرگون- قوس الکتریکی (TIG) بعضی از شرکت های تولید کننده لوله های پنج لایه که از آن به عنوان تکنولوژی جوش آلومینیوم استفاده می شود، به علت استفاده از دمای بسیار بالا باعث ایجاد شیار جوش روی لایه پلیمری داخلی خواهد شد و در دراز مدت باعث ترکیدگی لوله می گردد در روش جوش TIG از آلومینیوم با ضخامت بالاتر استفاده شود که باعث کاهش انعطاف پذیری لوله می گردد.

* دسته بندی استاندارد ASTM جهت تولید بر اساس نوع جوش و همچنین نوع ماده اولیه مصرفی در لوله می باشد به شرح ذیل است:

ASTM F-1335 نوع جوش لوله تیگ یا لیزر است

ASTM F-1282 نوع جوش آلتروسونیک با مواد پلی اتیلن مقاوم در دمای بالا PERTیا PEX

ASTM F-1281 PEX نوع جوش آلتراسونیک با مواد پلی اتیلن مشبک

ساختار لوله 5 لایه بصورت کلی :

لایه بیرونی:

این لایه متشکل از یک نوع پلی اتیلن مخصوص به نام PE-RT و یا PEX می باشد.

لایه میانی:

یک ورقه آلومنیومی با آلیاژ مخصوص بوده بصورت طولی جوش خورده و به شکل لوله آلومنیومی درآمده است. (Logitudinally over lapped / Butt-welded Aluminum)

لایه چسب:

شامل دولایه چسب مخصوص است که لایه میانی را به لایه بیرونی و داخلی از جنس PE-RT و یا PEX متصل میکند .

لایه داخلی:

در این لایه همانند لایه بیرونی از یک نوع پلی اتیلن مخصوص به نام PE-RT و یا PEX استفاده شده است.

ویژگیهای پلیمر PE-RT

PEX15 به روش سیلان برای لوله های منعطف

از مهمترین تست هایی که بر روی تولیدات لوله های 5 لایه انجام می شود :

• تستهای M.F.I وچگالی در مواد اولیه و محصول

• تست کششی جهت استحکام لوله و جوش جهت ارزیابی مقاومت در برابر جدایش لایه های مختلف لوله

• تست فنر جهت بررسی کیفیت جوش و چسب

• تست کنده شدن جهت بررسی کیفیت چسب

• تست فشارکوتاه مدت بجهت تحمل فشار لوله

• تست فشار بلند مدت بجهت تحمل فشار لوله

• تست پنچری برای بررسی نداشتن سوراخ در رول تولیدی

• تست مارپیچ وپروانه در بررسی ساختار میکروسکوپی لوله

• تست ساچمه برای بررسی کیفیت داخلی لوله

• تست ابعاد برای بررسی کیفیت قطر داخلی٬خارجی و ضخامت دیواره و وضعیت ظاهری لوله

• تست اتصالات لوله

• تست ژل

• تست کشش در آلومینیم ٬بررسیکنترل ضخامت آلومینیم و کنترل کیفیت سطوح آلومینیم

• تست آب بندی لوله و اتصالات

• کنترل نشانه گذاری روی لوله ها و اتصالات

دستگاه تست ژل برای کنترل درصد ژل PEX بعد از تولید (Gel test apparatus for testing gel percentage after production)

مشخصات آلومینیوم مصرفی در این لوله ها بر اساس استاندارد ASTM به صورت زیر می باشد :

الف) استحکام کششی : حداقل Mpa 100 یا Psi14600

ب) درصد افزایش طول در نقطه پارگی : 20%

ج) ضخامت : بین 0/3 – 0/2 میلی متر ( بسته به قطر لوله )

مشخصات لوله و اتصالات PEX-AL-PEX براساس استاندارد ملی ایران

استاندارد شماره 13205-1 : پلاستیک ها – سیستم های لوله کشی برای تاسیسات آب گرم و سرد- پلی اتیلن با پیوند عرضی-(PE_X) قسمت1: اصول کلی

استاندارد شماره 13205-2 : پلاستیک ها – سیستم های لوله کشی برای تاسیسات آب گرم و سرد- پلی اتیلن با پیوند عرضی-(PE_X) قسمت2: لوله ها

استاندارد شماره 13205-3 : پلاستیک ها – سیستم های لوله کشی برای تاسیسات آب گرم و سرد- پلی اتیلن با پیوند عرضی-(PE_X) قسمت3: اتصالات

استاندارد شماره 13205-5 : پلاستیک ها – سیستم های لوله کشی برای تاسیسات آب گرم و سرد- پلی اتیلن با پیوند عرضی-(PE_X) قسمت5: همخوانی مجموعه لوله و اتصال با شرایط کاربری

براساس استاندارد 13205 -2 لوله باید از مواد پلی اتیلنی ساخته شود که در طی یا پس از تولید لوله دارای پیوند عرضی شده باشند قابل ذکر است که ساختار جدید این امکان را فراهم نمی کند که پلیمر را ذوب یا حل کند مگر اینکه ساختار آن ابتدا تخریب گردد بنابراین می توان با اندازه گیری درجه سفت شدگی میزان شبکه ای شدن را اندازه گیری کرد . مواد لوله باید مطابق استاندارد EN ISO 9080 یا معادل آن ارزیابی شود .

مشخصات لوله PEX :

توجه : در صورتی که حین فرآیند شبکه ای شدن لوله پلی اتیلن کدر شود طبق روش آزمون EN578 نباید بیش از 0.2 نور مرئی را عبور دهد .

مشخصات لوله و اتصالات PE-RT براساس استاندارد ملی ایران

استاندارد شماره 13252-1 : پلاستیک ها – سیستم لوله کشی پلاستیکی برای تاسیسات آب گرم و سرد- پلی اتیلن مقاوم در برابر دمای بالا -(PE_RT) قسمت1: اصول کلی

استاندارد شماره 13252-2 : پلاستیک ها – سیستم لوله کشی پلاستیکی برای تاسیسات آب گرم و سرد- پلی اتیلن مقاوم در برابر دمای بالا -(PE_RT) قسمت2: لوله ها- ویژگی ها

استاندارد شماره 13252-3 : پلاستیک ها – سیستم لوله کشی پلاستیکی برای تاسیسات آب گرم و سرد- پلی اتیلن مقاوم در برابر دمای بالا -(PE_RT) قسمت3: اتصالات- ویژگی ها

استاندارد شماره 13252-5 : پلاستیک ها – سیستم لوله کشی پلاستیکی برای تاسیسات آب گرم و سرد- پلی اتیلن مقاوم در برابر دمای بالا -(PE_RT) قسمت5: همخوانی مجموعه لوله و اتصالات با شرایط کاربری – ویژگی ها براساس استاندارد ملی ایران لوله های PE-RT به دونوع تقسیم می گردد که مشخصات آنها در ذیل آورده می شود

PERT برحسب روش تولید و نوع پیوند پلیمری به دو نوع تبدیل می شود و هر دو دارای پیوند اکتن هستند فقط در توزیع مولکولی و نو ع پیوند بین اتصالات با یکدیگر متفاوتند.