دستگاه جوش لوله پلاستیکی: امروزه استفاده از لوله‌های پلی‌اتیلن (پلی‌اتیلن EX3) در صنعت و پروژه‌های عمرانی رو به افزایش است. برای بهره‌مندی از لوله‌های پلی‌اتیلن نیاز به اتصالات پلی‌اتیلن است که براساس کاربرد متفاوت است.

انواع دستگاه جوش لوله پلاستیکی و کاربرد آن‌ها

دستگاه‌های جوش پلی‌اتیلن در سه مدل وجود دارند که بر اساس کاربرد لوله‌های پلی‌اتیلن و شرایط پروژه مورد نظر انتخاب می‌شوند.

1. دستگاه جوش بات فیوژن (Butt fusion) (جوش لب به لب)

جوشکاری به روش لب به لب با صفحه داغ (Butt fusion) در صورت درست انجام شدن یکی از بهترین جوش‌های اتصالات لوله‌های پلی‌اتیلن است.
از این نوع جوشکاری برای لوله‌هایی می‌توان استفاده نمود که از نظر قطر و ضخامت و جنس برابر و یکسان باشند.
از روش بات فیوژن در شبکه‌های توزیع فاضلاب، آبرسانی و آتش‌نشانی در فشارهای مختلف استفاده می‌شود.

2. دستگاه جوش الکتروفیوژن

جوشکاری به روش الکتروفیوژن بیشتر در شبکه های گازرسانی مورد استفاده قرار می‌گیرد. 

3. دستگاه جوش اکسترودر

دستگاه جوش اکسترودر دستگاهی است که به صورت دستی برای ترمیم جوش و اتصالات لوله پلی‌اتیلن (پلی‌اتیلن LLD209) مورد استفاده قرار می‌گیرد. این نوع دستگاه جوش در اندازه‌های مختلف تولید می‌شود.
کیفیت جوش علاوه بر قوانین و اصول جوشکاری که جز نکات پایه است، بستگی به مناسب بودن دستگاه جوش مورد استفاده و تجهیزات و لوازم جانبی دارد.
برای افزایش سرعت کار و کیفیت جوش و کاهش هزینه‌های ناشی از نصب و اجرای لوله و اتصالات پلی‌اتیلن از دستگاه جوش پلی‌اتیلن در این زمینه استفاده می‌شود.

مزایای لوله‌های پلی‌اتیلن

1. مقاومت در برابر خوردگی گالوانیکی

این خصوصیت در واقع مهم‌ترین عامل استفاده ازاین لوله‌ها در دریا می‌باشد چرا که ترکیب هوا و آب خصوصاً آب دریا برای لوله هایفلزی متعارف بسیار خورنده است شایان ذکر است خوردگی گالوانیکی لوله‌های پلی‌اتیلن تقریباً صفر است.

2. مقاومت در برابر پوسیدگی سایش و ضربه

این خاصیت به همراه خصوصیت قبلی عامل افزایش قابل توجه عمر مفید این لوله‌ها نسبت به لوله‌های دیگر می‌باشد.

3. خاصیت انعطاف‌پذیری مناسب

این خاصیت باعث سهولت نصب این لوله‌ها و نیاز به کاربرد اتصالات کمتر می‌گردد.

4. سبکی وزن

این لوله‌ها نسبت به لوله‌های فولادی دارای وزن بسیار کمتری بوده در نتیجه حمل و نقل و انبار نمودن آن‌ها آسان‌تر بوده و با هزینه کمتری انجام می‌شود.

5. مقاومت عالی در برابر زمین‌لرزه و رانش زمین

با توجه به میزان ضرب کشش بالا در مواد پلی‌اتیلن و استحکام کافی در برابر فشار ضربه‌ای لوله‌های پلی‌اتیلن بهترین مقاومت را در برابر ارتعاشات زمین‌لرزه و جابجایی لایه‌های خاک نشان می‌دهند.

6. قابلیت اتصال بسیار محکم بدون نشتی و در عین حال انعطاف‌پذیر

این اتصال قوی به وسیله جوشکاری یا اتصال از طریق فلنج و stub end حاصل می‌گردد.

7. مقاومت بالا در برابر اشعه فرابنفش خورشید

8. هزینه پایین تعمیر و نگهداری

به دلیل خصوصیات مناسب لوله‌های پلی‌اتیلنی معمولاً این لوله‌ها در یک بازه زمانی طولانی نیاز به تعمیر ندارد و در صورت نیازبه تعمیر لوله‌های فولادی با مشکلاتی همراه بوده و بالطبع با هزینه بالایی انجام می‌شود.

معایب لوله‌های پلی‌اتیلن

در هنگام کاربرد لوله و اتصالات پلی‌اتیلن در دریا برای آن‌ها مسائلی همچون امکان تحت فشار بودن جرم‌گرفتگی لوله تخلیه هوا در معرض امواج و جریانات دریایی بودن مطرح می‌باشد که در هنگام طراحی و نصب باید مدنظر قرار گیرند.
همچنین این لوله به تمرکز تنش بسیار حساس است. بنابراین باید در نصب آن‌ها دقت کافی صورت گیرد.

 جوش الکترو فیوژن

• دراین اتصال حرارت لازم برای سیال کردن پلی‌اتیلن توسط المنت‌هایی که با عبور جریان الکتریسیته تولید گرما می‌کنند ایجاد می‌شود المنت پس از انجام اتصال در محل باقی می‌ماند. این اتصال برای لوله‌های با قطر کمتر از 500 مناسب است و برای لوله‌های با قطر زیاد هزینه و مشکلات زیادی به همراه دارد.

دستگاه جوش پلی‌اتلین چیست؟

یک فرآیند ترموفوژن است که شامل گرمایش همزمان انتهای دو بخش لوله و اتصالات پلی‌اتیلن است که باید به آن متصل شوند، تا زمانی که در هر سطح تماس به حالت ذوب برسد. سپس دو سطح با هم تحت فشار کنترل شده برای یک زمان خنک‌کننده خاص جمع می‌شوند و یک همجوشی تشکیل می‌شود. مفصل حاصل به‌طور کامل مقاوم در برابر بارهای خارجی است و عملکرد مشابهی را تحت فشار به لوله خود دارد. یک صفحه الکتریکی بخار برای بالا بردن دما از انتهای لوله به دمای فیوز مورد نیاز استفاده می‌شود. الکتروفیوژن یک روش اتصال MDPE، (پلی‌اتلین سنگین HDPE و دیگر لوله‌های پلاستیکی با استفاده از اتصالات ویژه است که دارای عناصر گرمایش الکتریکی ساخته شده‌اند که برای جوش مشترک با یکدیگر استفاده می‌شوند. برای اتصال لوله‌های پلی‌اتیلن به لوله‌های اندازه‌گیری شده ۹۰ میلی‌متر، می‌توان از متصل کردن بافت استفاده کرد. مفصل حاصل، اگر به درستی ساخته شود، همانند لوله اولیه قوی است و می‌تواند تمام بارهای اعمال شده در طول نصب و عملیات معمول را تحمل کند.

جوشکاری اکسترودر چیست؟

دوجداره فاضلابی ثقلی با سایز بزرگ‌تر از ۸۰۰ میلی‌متر، اتصال لوله‌های پلی‌اتیلن دو جداره فاضلابی ثقلی به آدمرو و ساخت اتصالات دست‌ساز استفاده می‌شود. ابتدا لبه‌های دو لایه یا لوله‌های پلی‌اتیلن CRP100 دو جداره فاضلابی ثقلی و اتصال توسط سشوار حرارت داده می‌شود سپس توسط دستگاه اکسترودر دستی مواد مذاب پلی‌اتیلن بین دو لبه تزریق می‌شود، تغذیه مواد به شکل مفتول بوده و با کمک کاردک مخصوص شکل می‌گیرد. در این روش مهارت و دقت جوشکار حایز اهمیت می‌باشد. جوش اکسترودر بهترین روش اتصال لوله‌های پلی‌اتیلن EX5 دو جداره فاضلابی ثقلی از نظر آب‌بندی و مقاومت مکانیکی می‌باشد ولی این روش نسبت به روش‌های دیگر زمان بیشتری لازم دارد و قابل اجرا در قطرهای کوچک لوله‌های پلی‌اتیلن دو جداره فاضلابی ثقلی نمی‌باشد.
پرکاربردترین روش مورد استفاده برای اتصال لوله‌های پلی‌اتیلن و همچنین اتصال لوله‌ها به اتصالات پلی‌اتیلنی، دستگاه جوش پلی‌اتیلن (بات فیوژن) است. جوش لب به لب باکیفیت به دست اپراتورهای آموزش دیده و با استفاده از دستگاه‌های جوش لب به لب با کیفیت و در شرایط خوب حاصل می‌شوند. دستگاه جوش پلی‌اتیلن باید قابلیت‌های زیر را داشته باشد:

– هم راستا کردن سر لوله‌ها
– نگهداشتن لوله‌ها
– روبرو نگه داشتن سر لوله‌ها به‌صورت موازی و عمود بر خط مرکزی لوله
– حرارت دادن سر لوله‌ها
– اعمال نیروی جوش مناسب

قبل از شروع جوشکاری با دستگاه جوش پلی‌اتیلن باید اطمینان حاصل شود که لوله دارای یک زاویه مستقیم با توجه به محور خود باشد. اگر زاویه مستقیم نبود، باید لوله را با گیوتین برش دهید. انتخاب گسترده‌ای از سیستم‌های اتصال با کیفیت بالا (اتصالات الکترود)، ماشین‌آلات، ابزار و لوازم نماینده یک روش آگاه و راه‌حل برای نیازهای مشتریان برای سیستم‌های فشار بالا است. استفاده از انواع مختلف الکترود جوشکاری برای جوشکار خواص جوش مانند مقاومت آن در برابر خوردگی و مقاومت را تعیین می‌کند. الکترودها جریان را از طریق فلز جوش به منظور پیوستن به دو قطعه ایجاد می‌کنند. این فلز نوع جوشکاری مورد نیاز را تعیین می‌کند.

 علت شکستگی جوش لوله پلی‌اتیلن چیست؟

عدم رعایت استانداردهای روش‌های جوشکاری در پروژه می‌تواند خسارت‌های غیر قابل جبرانی را به بار آورده و عملیات لوله‌گذاری با مشکلات زیادی مواجه شود یک اپراتور جوشکاری می‌بایست دستورالعمل‌ها را به خوبی رعایت و از ماشین جوش خود در عملیات جوشکاری اطمینان کافی را داشته باشد.

• ماشین جوش می‌بایست دارای کالیبراسیون دورای بوده و قطعات مورد استفاده صحیح و سالم باشند.
• عملکرد هیتر می‌بایست با ترمومتر دیجیتال هر روز کنترل و صفحه گرانیتی هیتر بدون خط و خش باشد.
• گیج فشار کالیبره بوده و هیچگونه خطائی در حین عملیات جوشکاری نداشته باشد.
• عملیات رنده‌کاری صحیح و دو سر لوله بعد از عملیات بر روی همدیگر مماس باشند.
• فشار هیدرولیک کنترل و مطابق با جدول جوشکاری انجام شود.

ترفند یک جوش پلی‌اتیلن استاندارد چیست؟

در عملیات جوشکاری دو عامل بسیار مهم و از اهمیت زیادی برخوردار است:
1-دما    2-فشار

یک اپراتور می‌بایست همیشه دمای هیتر را کنترل و مناسب با نوع لوله دما را انتخواب نماید.
فشار در عملیات جوشکاری نقش بسیار مهمی را خواهد داشت با به‌دست آوردن فشار درگ و اعمال فشار جدول جوشکاری می‌توانیم یک جوش با کیفیت را از اوپراتور و دستگاه جوش داشته باشیم. زمان عملیات جوش می‌بایست مطابق با جدول جوشکاری رعایت و دو سر لوله ذوب شده به آرامی و در مدت زمان 10 ثانیه در یکدیگر ممذوج شوند. گرده جوش به‌دست آمده می‌بایست به اندازه ضخامت لوله باشد.

نکات مهم در جوشکاری پلی‌اتیلن چیست؟

1- به‌دست آوردن فشار درگ صحیح و اعمال فشار جدول جوشکاری دو عامل مهم در جوشکاری می‌باشد.
2- روغن مورد استفاده در دستگاه هیدرولیک می‌بایست از نوع بهران 68 هیدرولیک باشد.
3- نوع گرانیت و یا تفلون صفحه هیتر می‌بایست از نوع تفلون صنعتی نسوز با ضخامت 6 میکرون باشد.
4- شفت‌های هیدرولیک می‌بایست سالم و بدون خلل و فرج باشد.
5- نوع تیغه استفاده شده روی رنده می‌بایست از فولاد CK60 و یا CK90 باشد.
6- شاسی دستگاه باید تراز و بدون تابیدگی باشد.
7- شلنگ‌های هیدرولیک باید از نوع فشار قوی و دو نخ باشد.

عوامل مهم در جوشکاری پلی‌اتیلن چیست؟

در عملیات جوشکاری تجهیز کارگاه صورت گرده و با ایجاد یک چادر و موقعیت اجرای لوله‌گذاری مقدمات کار فراهم گردد.
موتور برق مناسب از الزامات شروع جوشکاری پلی‌اتیلن می‌باشد، در عملیات جوشکاری می‌بایست دو سر انتهایی لوله مسدود شده تا کوران باد صفحه هیتر را سرد نکند. بعد از عملیات رنده‌کاری جهت تمیزکاری دو سر لوله از الکل ایزوپروپیل استفاده شود. لوله‌ها حتماً مطابق با استاندارد دپو و بعد از جوشکاری روی غلتک‌های مناسب به جلو هدایت شوندسعی شود همیشه ماشین جوش ثابت و لوله در اختیار دستگاه جوش قرار گیرد. عملیات خنک‌کاری در داخل و خارج دستگاه به‌صورت کامل رعایت شود.

چگونه لوله‌های پلی‌اتیلن جوشکاری شده را خنک‌کاری کنیم؟

در عملیات جوشکاری پلی‌اتیلن حتماً می‌بایست نکات جوشکاری دقیق و مطابق استاندارد رعایت شود با توجه به این‌که آمورف‌های مولکولی در جوشکاری پلی‌اتیلن همدیگر را جذب می‌کنند استفاده از هرگونه مایعات در خنک‌کاری باعث شکستگی و ایجاد تخلخل در جوش خواهد شد و جوش به راحتی ترد و شکننده خواهد شد، لوله جوشکاری شده می‌بایست در مدت زمان مناسب و تحت فشار هیدرولیکی خنک و بعد از اتمام مدت زمان در خارج دستگاه هم زمان خنک‌کاری رعایت شود. استفاده از هر نوع مایعات، دستمال خیس جهت خنک‌کاری ممنوع می‌باشد.

فشار درگ چیست؟

اپراتور جهت جوشکاری لوله پلی‌اتیلن با ماشین جوش می‌بایست بعد از بستن و محکم کردن لوله‌ها در داخل فک‌ها با فشار هیدرولیکی اعمالی جک‌های دستگاه را به حرکت در آورده و در زمانی که جک‌ها به حرکت در آمدند فشار به‌دست آمده را ثبت و به فشار جدول اعمال نمایید فشار حرکتی و فشار هیدرولیکی به‌دست آمده به فشار درگ معروف می‌باشد. با توجه به طول لوله، نحوه بستن فک‌ها (شل یا سفت)، نوع روغن هیدرولیک، فشار درگ در هر بار از جوشکاری قابل تغییر و متفاوت خواهد بود.

ضخامت و اندازه بیده جوش چقدر باید باشد؟

در عملیات جوشکاری لوله‌های پلی‌اتیلن (پلی‌اتیلن 22B02) که در فشارهای مختلف می‌باشد اندازه و ضخامت بیده بسیار متفاوت است. علت متفاوت بودن بیده به دلیل ضخامت لوله پلی‌اتیلن در فشارهای 4-6-10-16 می‌باشد هر چه فشار بیشتر باشد ضخامت بیده می‌بایست بیشتر باشد اندازه ضخامت بیده در حین عملیات جوشکاری امکان‌پذیر خواهد بود. رعایت زمان ایجاد لبه و زمان نفوذ گرمایی می‌تواند در نوع بیده به‌دست آمده تأثیرگزار بوده و لک بیده خوب و مناسب را ایجاد نماید بیده به‌دست آمده در داخل و خارج لوله قابل برداشتن بوده و آسیبی به لوله نخواهد زد.
دمای هیتر جوش پلی‌اتیلن می‌بایست همیشه ثابت باشد.

لوله‌های پلی‌اتیلن در گریدهای PE80 و PE100 قابلیت تولید را در شبکه‌های آب‌رسانی، گازرسانی و فاضلاب دارند. بر اساس نوع مواد استفاده شده در لوله اپراتور می‌بایست دمای هیتر را تنظیم و در جوشکاری استفاده نماید. جهت جوشکاری لوله‌های پلی‌اتیلن با مواد PE80 از دمای 200-210 درجه سانتی‌گراد استفاده شده و لوله‌های گرید PE100 دمای 220-230 درجه سانتی‌گراد می‌باشد، با تغییر قطر لوله و فشار لوله دما به هیچ عنوان تغییر نخواهد کرد و مدت زمان تغییر خواهد داشت. از بالا بردن دمای هیتر در عملیات جوشکاری جداً اجتناب نموده تا مواد UV  داخل پلی‌اتیلن از بین نرود و چسبندگی داخل لوله کاسته نشود.

نوع روغن مورد استفاده در دستگاه چیست؟

دستگاه‌های جوش پلی‌اتیلن به دلیل داشتن سیستم هیدرولیکی و داشتن پمپ روغن می‌بایست از روغن روان و قابلیت هیدرولیکی شدن داشته باشند. بهترین و مناسب‌ترین روغن جهت سیستم یونیت هیدرولیک و جک‌های هیدرولیک، روغن 68 بوده و استفاده از روغن‌های دیگر مثل روغن قرمز هیدرولیک آسیب‌های جدی به قطعات هیدرولیکی وارد خواهند کرد روغن 68 را می‌توانید از نوع بهران و پارس تهیه و در دستگاه‌های خود استفاده نمایید هیدرولیک دستگاه به هیچ عنوان نیاز به تعویض روغن را نخواهد داشت فقط از فول بودن روغن اطمینان داشته باشید.

چرا لوله کاروگیت مسلح را انتخاب کنیم:

لوله‌های کاروگیتی در 4 دسته تولید می‌شوند.

1- لوله کاروگیت
2- لوله کاروگیت اسپیرال
3- لوله اسپیرال
4- لوله کاروگیت اسپیرال مسلح

لوله‌های کاروگیت مدل 1-2-3 معمولاً در فشارهای 31.5 تولید می‌شوند و دارای وزن بالا و مقاومت حلقوی پایین می‌باشند. لوله‌های کاروگیت اسپیرال مسلح 64 کیلو نیوتن با قیمتی معادل لوله‌های کاروگیت با 31.5 کیلو نیوتن بوده و مقاومت حلقوی دو برابری باعث شده این نوع لوله از لوله‌های دیگر ارجح‌تر و در پروژه‌های عمرانی استفاده مورد قبول کارفرمایان و پیمان‌کاران قرار گیرد. لوله کاروگیت اسپیرال مسلح با وزنی کمتر و مقاومتی بالاتر و قیمتی به مراتب مناسب‌تر پیمان‌کاران را ترغیب به استفاده در پروژه‌های عمرانی نموده است. استاندارد مورد استفاده در این نوع 18781 بوده که در سازمان استاندارد ایران تدوین و در دسترس عموم می‌باشد.

برای ساخت مخزن آب پلاستیکی که بسیار هم محبوب شده‌اند، بیشتر از پلی‌اتیلن گرید خوراکی و غذایی استفاده می‌شود. که کاملاً مناسب و بهداشتی برای آب آشامیدنی است. ساخت تانکر آب پلاستیکی با استفاده از مواد پلی‌اتیلن گرید 3840 باعث می‌شود مخازن آب از ماندگاری بالایی برخوردار شوند و از نظر ساختاری قوی باشند. این مخازن پلاستیکی در اندازه و شکل‌های کاربردی و بسیار متنوع در دسترس هستند.
ظروف پلاستیکی، بطری‌ها، کیسه‌ها و اسباب‌بازی‌های پلاستیکی و بیشتر وسایل پلاستیکی اطرافمان همگی از پلی‌اتیلن ساخته شده‌اند. پلی‌اتیلن یکی از محبوب‌ترین مواد گرمانرم است که امروزه به وفور استفاده می‌شود. اما، پلی‌اتیلن چیست؟ از چه چیزی ساخته شده‌است؟ انواع پلی‌اتیلن چیست و از هر کدام برای ساخت چه چیزی استفاده می‌شود؟

پلی‌اتیلن 020 از پلیمریزاسیون مونومر اتیلن (یا اتن) ساخته می‌شود. فرمول شیمیایی پلی‌اتیلن (C2H4) n است. پلی‌اتیلن یک پلاستیک سخت و بادوام با ساختار بلوری متغیر است. و از پلاستیک‌های پرمصرف در جهان است (سالانه ده‌ها میلیون تن از آن در سراسر جهان تولید می‌شود). از آن در کاربردهای مختلف مانند کیسه‌های پلاستیکی، اسباب‌بازی‌ها، تانکر پلی‌اتیلن، لوله پلی‌اتیلن، قطعات پلاستیکی و … در چندین بازار (بسته‌بندی، کالاهای مصرفی، صنایع، خودرو و …) استفاده می‌شود.
برای تولید پلی‌اتیلن، اتن مونومر پلیمریزه می‌شود تا مواد پلی‌اتیلن تشکیل شود. این یعنی مولکول‌های اتن با ایجاد یک واکنش شیمیایی باعث تشکیل پلیمرها می‌شوند. و این زنجیره‌های پلیمری 3 بعدی همان چیزی است که پلی‌اتیلن را تشکیل می‌دهد.

• از مهم‌ترین کاربردهای پلی‌اتیلن استفاده در بسته‌بندی محصولات است. این نوع پلاستیک معمولاً برای تولید کیسه‌های پلاستیکی، بطری‌ها، ژئوممبران و ظروف استفاده می‌شود.
• همچنین از پلی‌اتیلن در جعبه‌ها، سینی‌ها، بطری‌های شیر یا آب‌میوه و سایر محصولات بسته‌بندی مواد غذایی استفاده می‌شود.
• از پلی‌اتیلن با چگالی بالا در ساخت منبع آب پلی‌اتیلن، اسباب‌بازی‌ها، ظروف زباله، قالب یخ و سایر لوازم خانگی نیز استفاده می‌شود. تطبیق‌پذیری این پلاستیک، آن را برای طیف گسترده‌ای از کاربردها ایده‌آل می‌کند.
• از HDPE (پلی‌اتیلن سنگین) در طناب، تورهای ماهیگیری، تورهای کشاورزی و پارچه‌های صنعتی نیز استفاده می‌شود. استفاده از این پلاستیک در سیم‌کشی و کابل نیز غیرمعمول نیست.
• پلی‌اتیلن با چگالی کم (LDPE) (پلی‌اتیلن سبک)، به دلیل انعطاف‌پذیری بالا و هزینه پایین، در تولید بطری‌های فشرده، کیسه‌های زباله، لمینیت‌ها و بسته‌بندی مواد غذایی کاربرد زیادی دارد.
• LDPE در لوله‌ها و اتصالات نیز استفاده می‌شود. به دلیل جذب کم آب و همچنین به دلیل خاصیت پلاستیکی بودن، برای چنین کاربردهایی ایده‌آل هستند.
• از پلی‌اتیلن برای روکش کابل نیز استفاده می‌شود. زیرا عایق خوبی برای جریان الکتریکی است.

 انواع متداول پلی‌اتیلن (PE)

برای بهتر متوجه شدن این که پلی‌اتیلن چیست، باید انواع آن را نیز بشناسید. پلی‌اتیلن را می‌توان بر اساس تراکم پلاستیک و درجه انشعاب در ساختار آن، به چند نوع مختلف طبقه‌بندی کرد. نوع انشعاب و میزان انشعاب تأثیر مستقیمی بر خصوصیات مکانیکی پلاستیک دارد. بنابراین انواع مختلف پلی‌اتیلن خواص مکانیکی مختلفی از خود نشان می‌دهند. برخی از انواع اصلی پلی‌اتیلن در زیر نام برده شده‌ است.

1- نسخه‌های شاخه‌ای

• پلی‌اتیلن با چگالی کم (LDPE)
• پلی‌اتیلن خطی با چگالی کم (LLDPE)

2- نسخه‌های خطی

• پلی‌اتیلن با چگالی بالا (HDPE)
• پلی‌اتیلن با وزن مولکولی فوق‌العاده بالا یا پلی‌اتیلن مدول بالا (UHMWPE)

3- پلی‌اتیلن متقاطع (PEX یا XLPE)

علاوه بر این‌ها، پلی‌اتیلن در انواع دیگری نیز وجود دارد مانند:

• پلی اتیلن با چگالی متوسط (MDPE)
• پلی اتیلن با چگالی بسیار کم (VLDPE)
• پلی اتیلن با وزن مولکولی بالا (HMWPE)
• پلی اتیلن با وزن مولکولی فوق العاده کم (ULMWPE)
• پلی اتیلن کلردار (CPE)

مخازن آب از چه پلی‌اتیلنی ساخته می‌شوند؟

مخازن آب را می‌توان از طیف گسترده‌ای از مواد پلاستیکی ساخت. از متداول‌ترین انواع مواد پلاستیکی مورد استفاده برای ساخت مخزن آب، پلی‌اتیلن و پلی‌پروپیلن (PPMR230) هستند.
همانطور که در توضیح پلی‌اتیلن چیست گفته شد؛ پلی‌اتیلن (PE)، یک ترموپلاستیک سبک و مقاوم در برابر صدمات فیزیکی و شیمیایی است. و به دلیل استحکام و تنوع ساختاری بالا، متداول‌ترین پلاستیک برای تولید مخازن آب است. مقاومت بالای پلی‌اتیلن در برابر طیف گسترده‌ای از مواد صنعتی شیمیایی، خشک، مرطوب و مواد غذایی، آن را برای ساخت مخازن و ظروف ذخیره‌سازی ایده‌آل کرده‌ است.
پلی‌اتیلن شفاف است و رنگ طبیعی آن بسته به ضخامت دیواره و نوع آن، از کمی سفید تا سفید خامه‌ای متغیر است. به مخازن ساخته‌ شده با پلی‌اتیلن، تثبیت‌کننده‌های نور ماوراءبنفش برای استفاده در کاربردهای بیرونی اضافه می‌شود (معروف به مخزن آب ضد جلبک) و همینطور می‌توان آن‌ها را در صورت سفارش به صورت رنگی نیز تولید کرد. مخازن آب پلی‌اتیلن از نظر شکل و ظرفیت متفاوت هستند. از مخزن کوچک زیر 100 لیتر تا مخزن بزرگ آب پلی‌اتیلن که پراستفاده‌ترین آن‌ها تانکر ده هزار لیتری و بیست هزار لیتری است.

پلی‌اتیلن مورد استفاده برای تولید مخازن پلاستیکی

نکته دیگری که می‌توان در توضیح «پلی‌اتیلن چیست» و «کاربرد آن» برای مخازن بیان کرد؛ تمایز اصلی بین پلی‌اتیلن‌های مورد استفاده در مخازن است. در کارخانه ساخت مخازن پلی‌اتیلن از سه مواد: پلی‌اتیلن خطی، پلی‌اتیلن متقاطع و یا پلی‌پروپیلن استفاده می‌شود. در ادامه چند روش برای تشخیص این مخازن آورده شده‌است.

 1- پلی‌اتیلن خطی-پلی‌اتیلن 0075

پلی‌اتیلن خطی استانداردی است که در اکثر مخازن پلاستیکی بهداشتی استفاده می‌شود. این مخازن بیشتر به عنوان مخزن آب خانگی استفاده می‌شوند.
پلی‌اتیلن خطی در انواع چگالی کم، متوسط و چگالی بالا ارائه می‌شود. اکثر مخازن پلی‌اتیلن از پلی‌اتیلن خطی چگالی متوسط (LMDPE) یا پلی‌اتیلن خطی چگالی بالا (LHDPE) ساخته می‌شوند. که دارای خواص مکانیکی برتر، دوام بالا و مقاومت در برابر شرایط خطرناک محیطی (مانند سرما، ترک‌خوردگی، ضربه و …) هستند. محصولات تولید شده از LMDPE و LHDPE، طبق مقررات FDA برای مصارف غذایی و پزشکی تأیید شده‌اند.

برخی از ویژگی‌های منحصر به فرد مخازن تولید شده با پلی‌اتیلن خطی عبارتند از:

مورد تأیید FDA: این پلی‌اتیلن با مقررات USDA و FDA مطابقت دارد. این یعنی می‌توان از آن در ذخیره‌سازی و فرآوری مواد غذایی استفاده کرد و به عنوان بهترین مخزن آب خانگی شناخته می‌شود.

قابل جوشکاری: برخلاف مخازن تولید شده با سایر انواع پلی‌اتیلن، پلی‌اتیلن خطی بسیار انعطاف‌پذیر بوده و امکان جوشکاری را فراهم می‌کند. جوشکاری مخزن یکی از متدوال‌ترین راه‌های تعمیر مخزن پلی‌اتیلن است. پلی‌اتیلن خطی سازگارترین پلی‌اتیلن با اتصالات، در زمینه تولید یک مخزن سفارشی قوی است.
پلی‌اتیلن متقاطع (Cross-Linked) یک پلی‌اتیلن با چگالی بالا است، که با افزودن یک کاتالیزور در هنگام قالب‌گیری، با پلی‌اتیلن واکنش نشان می‌دهد و یک مولکول پیوند خورده مشابه پلاستیک ترموس ایجاد می‌کند. از آنجا که افزودن کاتالیزور، مولکول‌ها را به هم پیوند می‌دهد، به آن پلی‌اتیلن متقاطع می‌گویند. پلاستیک تولیدشده در این روش در برابر ضربه مقاوم است، مقاومت کششی را افزایش می‌دهد و در برابر شکستگی مقاوم است. اما پلی‌اتیلن متفاطع (XLPE) قابل جوشکاری نیست. و مورد تأیید FDA برای مصارف غذایی و آب آشامیدنی نمی‌باشد.

 3- پلی‌پروپیلن

پلی‌پروپیلن (PP) (PP440L) پلاستیکی سفت و محکم است که دارای درجه حرارت عملیاتی بالاتری نسبت به پلی‌اتیلن است. مقاومت شیمیایی خوبی دارد، مقاومت بالایی در برابر فشار منجر به ترک دارد و قابلیت انعطاف‌پذیری دارد. اما پلی پروپیلن برای کاربردهایی در دمای زیر صفر یا در مواردی که نیاز به مقاومت در برابر ضربه باشد، توصیه نمی‌شود. همچنین مخزن پلی‌پروپیلن و مواد ساخته شده با پلی‌پروپیلن دارای یک سطح داخلی ناهموار و نامنظم هستند.
در جواب سوال «پلی‌اتیلن چیست» به‌طور مختصر می‌توان گفت: پلی‌اتیلن یک ترموپلاستیک با کیفیت بالا است. که در برابر آب و هوا، سایش و مواد شیمیایی مقاوم است. دوام پلی‌اتیلن، آن را به یک گزینه عالی برای تولید مخازن پلاستیکی تبدیل کرده‌است. رنگ طبیعی پلی‌اتیلن با توجه به ضخامت دیواره مخزن بین سفید تا زرد خامه‌ای متفاوت است.
مخازن پلی‌اتیلن به دلیل هزینه کم و انعطاف‌پذیری بالا اخیراً محبوبیت زیادی پیدا کرده‌اند. به همین دلیل علاوه بر استفاده از مخزن پلی‌اتیلن برای ذخیره‌سازی آب آشامیدنی، از آن‌ها در صنایع غذایی، مدیریت فاضلاب، تولید مواد شیمیایی و کشاورزی نیز استفاده می‌شود. این مخازن پلی‌اتیلنی به صورت منبع پلی‌اتیلن، بشکه پلی‌اتیلن، سپتیک پلی‌اتیلن، وان پلی‌اتیلن، گلدان پلی‌اتیلن و … تولید و استفاده می‌شوند و اتصالاتی چون فلنج پلی‌اتیلن، رابط پلی‌اتیلن، سه راهی پلی‌اتیلن، زانو پلی‌اتیلن و … نیز کاربرد فراوانی دارد.

برای تولید مخازن پلی‌اتیلن به‌طور کلی از دو روش استفاده می‌شود. روش قالب‌گیری چرخشی (دورانی) یا rotational moulding و روش قالب‌گیری بادی (دمشی).
روش روتیشنال مدلینگ یا همان قالب‌گیری دورانی در تولید مخازن پلی‌اتیلن، منجر به تولید مخزن پلی‌اتیلن به‌صورت کاملاً یکپارچه می‌شود. در این فرآیند تولید، از پلیمر LLDPE (پلی‌اتلین 2102) به عنوان پلی‌اتیلن سازنده تانکر آب پلاستیکی استفاده می‌شود.
روش ساخت مخزن آب پلی‌اتیلن به‌صورت روتیشنال مدلینگ می‌باشد. در روش روتیشنال مولدینگ که به اختصار روتومولدینگ ( Rotomolding ) نامیده می‌شود، از پلیمرهایی با وزن مولکولی بالاتر از 6000 استفاده می‌شود. در این روش، برای فرآیند قالب‌گیری دورانی از یک قالب دو تکه استفاده می‌شود.

تولیدکننده مخازن پلی‌اتیلن برای ساخت مخزن آب با فرآیند روتومولدینگ، از چهار مرحله استفاده می‌کند:

1. پر کردن قالب (charging)
2. حرارت‌دهی (Heating)
3. سرد کردن (Cooling)
4. تخلیه محصول (Demolding)

1- پر کردن قالب

در مرحله اول از ساخت مخزن آب پلی‌اتیلن، مقدار مشخصی از پلاستیک به‌صورت پودر (دانه‌ای) در قالب توخالی (که به شکل مخزن مورد نظر است) قرار می‌گیرد.

2- حرارت‌دهی

قالب در حین گرم شدن در حول دو محور عمود بر هم در داخل کوره با سرعت نسبتاً پایین چرخانده می‌شود. تا پلاستیک محصور شده در قالب به قالب بچسبد و یک لایه یکپارچه بر روی سطح داخلی قالب ایجاد شود.

3- سرد کردن

چرخش قالب در مرحله خنک‌سازی ادامه می‌یابد تا پلیمر دورن آن به پلاستیک جامد تبدیل شود.

4- تخلیه محصول

هنگامی که پلاستیک به اندازه کافی سفت و سخت شد، خنک‌سازی و چرخش قالب متوقف می‌شود. تا امکان خارج کردن مخزن پلاستیکی از قالب فراهم شود. در این مرحله، ساخت مخزن آب با برش و حذف زائده‌ها تکمیل می‌شود.

ساخت مخزن آب به روش روتومولدینگ ساختاری ساده دارد و تنظیم ضخامت یا درجه مقاوت به اشعه ماوراء بنفش در آن به راحتی انجام می‌شود. در انتها تولیدکننده مخزن آب پلی‌اتیلن در بخش کنترل کیفیت آزمایش‌هایی مانند تست تحمل کشش، ضربات، کنترل ضخامت و … را بر روی مخزن انجام می‌دهد تا محصول نهایی مطابق استاندارد راهی بازار شود.
در صورتی‌که مخزن تولید شده، مخزن آب چند لایه باشد که در این صورت می‌تواند مخزن آب ضد جلبک و یا از نوع مخزن آب آنتی‌باکتریال باشد، تست‌های بیشتر نیز انجام می‌گیرد. همچنین در تولید آن‌ها مراحل بیشتری اجرا می‌شود مانند استفاده از رنگ خوراکی به اسم تیتانیوم دی اکساید که خاصیت آنتی‌باکتریال دارد. استفاده از روش اکستروژن و دستگاه اکسترود برای شکل‌دهی بهتر و همگن نمودن رنگ مخزن تولیدی است.
قبل از تولید مخازن پلیمری، ابتدا طراحی مخزن ذخیره آب روی کامپیوتر انجام می‌شود. در طراحی مخازن آب، جزئیات قالب روی کامپیوتر ترسیم می‌شود. این طراحی قالب معمولاً با نرم‌افزارهای Solidwork و Catia برنامه‌ریزی می‌شوند. و طرح نهایی جهت ساخت قالب دورانی به کارخانه تولید تانکر پلاستیکی انتقال داده می‌شود.
در روش روتیشنال مدلینگ یا چرخشی از پلیمرهایی با وزن مولکولی بالاتر از 6000 استفاده می‌شود. ویژگی برجسته استفاده از این روش تولیدی، ساخت مخازن به صورت کاملاً یکپارچه است. در این روش از فرآیند قالب‌گیری دورانی به کمک یک قالب دو تکه استفاده می‌شود.

در ابتدا پلیمر پودری با مواد محافظ اشعه ماوراء بنفش (فیلتر یو وی) و رنگ مجاز ترکیب شده و در درون قالب پخته می‌شوند. گرانول پلی‌اتیلن از شرکت‌های پتروشیمی مورد تأیید سازمان بهداشت، غذا و داروی کشور تهیه می‌شود. این پلیمر گرید غذایی دارد و برای مصارف بهداشتی مورد تأیید است. رنگ خوراکی مورد استفاده، تیتانیوم دی اکساید است که خاصیت آنتی‌باکتریال دارد. برای شکل‌دهی بهتر و همگن نمودن رنگ از روش اکستروژن و دستگاه اکسترود استفاده می‌شود.
در طی فرآیند با چرخش قالب در دو جهت 360 درجه مخلوط حاصل به صورت یکنواخت پخش می‌شود. در ادامه مخزن از قالب، پس از کاهش درجه حرارت در اتاق خنک‌کننده جدا می‌شود. جهت حفظ شکل تانکر آب در زمان سرد شدن نیز دوران ادامه دارد. در این مرحله شکل ظاهری مخزن با برش زائده‌ها تکمیل می‌شود. در زمان‌هایی که ماده اولیه اپوکسی یا رزین پلی‌استر غیر اشباع دارای ماده پخت باشد، از روش‌های گرمایشی و سرمایشی استفاده نمی‌شود. ساختار این مواد اولیه در ماشین‌های قالب‌گیری دورانی بدون حرارت‌دهی به صورت تک لایه انجام می‌پذیرد.
روش روتیشنال مدلینگ بسیار آسان بوده و تنظیم ضخامت یا درجه مقاوت به اشعه ماوراء بنفش با تغییر مقدار مواد اولیه امکان‌پذیر است. در انتها در بخش کنترل کیفیت آزمایش‌های تست تحمل کشش، ضربات مکانیکی، کنترل ضخامت و ... بر روی مخزن انجام می‌شود تا محصول نهایی مطابق استاندارد برای عرضه در بازار آماده شود.

روش تولید و ساخت مخزن‌های سه لایه پلی‌اتیلن

به‌طور کلی روش تولید و ساخت مخزن‌های پلی‌اتیلن با روش‌های قالب‌گیری چرخشی و قالب‌گیری دمشی یا گرما شکل‌دهی دو صفحه‌ای انجام می‌گردد. در بین این روش‌ها، روش قالب‌گیری چرخشی با تولید محصولی کاملاً یکنواخت و عاری از هر گونه نقطه و خط جوش روشی متداول محسوب می‌شود. برای مثال تولید مخازن سه لایه که به فیلتر نوری مجهز هستند، به همین شیوه و در طی سه مرحله انجام می‌پذیرد. در طی این سه مرحله، قالب از کوره خارج و پودر و رنگ داخل آن ریخته می‌شود. سپس قالب به صورت چرخشی در درون کوره قرار می‌گیرد. در این زمان لایه‌های رنگی به‌صورت یکنواخت در قالب ذوب و پخش می‌شود. مخزن ضد جلبک برای داشتن خاصیت ضد جلبکی باید به فیلتر نوری مجهز باشد.