لوله های پلی اتیلن برای انتقال گاز طبیعی

توزیع گاز یکی از اولین کاربردهای لوله های پلی اتیلن با چگالی متوسط ​​بود که در اوایل دهه 1960 معرفی شد. به عنوان یک ماده، چندین مزیت و برتری از جمله مقاومت در برابر خوردگی، انعطاف‌پذیری و فن‌آوری‌های ساده جوشکاری برای اتصالات را ارائه می‌دهد. با پذیرش این ماده توسط ایالات متحده آمریکا و بریتانیا در دهه 1960، سیستم های توزیع گاز پلی اتیلن ایجاد شدند و اکنون راه حل ترجیحی برای شبکه های جدید و جایگزین در سراسر جهان برای فشارهای کاری تا 10 بار هستند. توسعه مستمر مواد در آینده این مرز را به فشارهای بالاتر ادامه خواهد داد. هم گاز متان طبیعی و هم گازهای تولیدی مناسب می توانند تحت فشار از طریق لوله های پلی اتیلن منتقل شوند.

به عنوان یک ماده خطرناک، طراحی تاسیسات مربوط به حمل و نقل گازهای قابل اشتعال تابع مقررات ملی و بین المللی است و به این ترتیب، فقط افراد ذیصلاح باید طراحی و نظارت بر تاسیسات را بر عهده بگیرند.

مقاومت در برابر شکست

انعطاف پذیری ذاتی لوله های پلی اتیلن سطح بسیار بالایی از مقاومت در برابر شکست را فراهم می کند. به عنوان یک معیار ساده، انعطاف‌پذیری لوله به آن اجازه می‌دهد تا سطوح بالایی از بارهای ضربه‌ای مرتبط با فاز ساخت و ساز و لرزش و تنش ناشی از حرکت خاک یا زمین پس از نصب را جذب کند.

انعطاف پذیری و توانایی آنها برای تغییر شکل باعث می شود لوله های پلی اتیلن در شرایط سخت زمینی (زمین بالقوه ناپایدار که معمولاً با فرونشست یا زمین لرزه همراه است) گذاشته شوند، یا در محل سرد خم شوند.

هنگام طراحی یک سیستم حاوی گاز تحت فشار، صرف نظر از مواد، طراح باید اطلاعاتی در مورد رویدادهایی که می تواند منجر به شکستگی مواد لوله شود و عواقب ممکن داشته باشد.

حالت شکست اصلی که خارج از سیستم طراحی شده است، به عنوان انتشار سریع ترک شناخته می شود، رویدادی که در آن یک ترک به مواد لوله وارد می شود و ترکیبی از کیفیت مواد، دما و فشار داخلی تعیین می کند که آیا ترک بیشتر در طول لوله رانده می شود یا خیر و اگر چنین است، چقدر طول میکشد قبل از اینکه نوک ترک کند شده و شکستگی متوقف شود.

مقاومت در برابر خوردگی

پلی اتیلن در دمای عملیاتی که معمولاً با زیرساخت های توزیع گاز زیرزمینی مرتبط است، از نظر شیمیایی بی اثر است. به این ترتیب، واکنش شیمیایی یا الکتریکی با خاک اطراف ایجاد نمی کند که منجر به خوردگی مواد لوله شود.

مقاومت شیمیایی

پلی اتیلن مقاومت خوبی در برابر طیف وسیعی از مواد شیمیایی دارد. منطقه اصلی که باید به آن توجه داشت، تأثیر برخی مواد شیمیایی است که احتمالاً در زمین‌های آلوده، یا در داخل شبکه‌های گاز قدیمی فلزی یافت می‌شوند (مثلاً جایی که ممکن است یک لوله پلی اتیلن جدید وارد شود). به طور کلی، رایج ترین مواد شیمیایی مضر را می توان به 3 دسته، اکسید کننده ها، عوامل ترک و حلال های خاص دسته بندی کرد.

گروه	مثال های کلی	اثرات بر لوله پلی اتیلن
اکسید کننده ها	اسیدهای بسیار قوی و غلیظ	تجزیه شدن
عوامل ترک	مواد شوینده	هنگامی که با دمای بالا ترکیب می شود می تواند ترک خوردگی را تسریع کند
حلال ها	هیدروکربن هایی مانند بنزن (بنزین)	ممکن است جذب دیواره لوله شود و باعث کاهش استحکام حلقه لوله شود

 

اثر مواد شیمیایی خاص (یعنی ترکیبی از پلی اتیلن و یک نوع شیمیایی منفرد) در مشخصات ISO/TR 10358 (1993) “لوله ها و اتصالات پلاستیکی – جدول طبقه بندی مقاومت شیمیایی ترکیبی” در نظر گرفته شده است که مشخصات سه طبقه بندی را تعریف می کند. مقاومت رضایت بخش، مقاومت محدود و مقاومت غیر رضایت بخش. داده ها برای 427 ماده شیمیایی با غلظت های مختلف در دماهای مختلف نصب ارائه شده است. برای ترکیبات خاصی از مواد شیمیایی که ممکن است در مناطق آلوده یافت شوند، ممکن است نیاز به انجام آزمایش های تخصصی تست طول عمر برای ارزیابی مناسب بودن مواد پلی اتیلن باشد. مطالعات قابل توجهی در مورد مکان‌هایی که قبلاً برای تولید گاز استفاده شده است (یعنی کارخانه‌های قدیمی گاز برای تولید گاز شهرها) انجام شده است، و بقایایی که احتمالاً در محوطه سایت و لوله‌های مورد استفاده برای انتقال گازها یافت می‌شوند.

فرسایش در اثر هوا

لوله های پلی اتیلن برای نصب در زیر زمین در نظر گرفته شده اند، مگر در موارد خاصی که ممکن است در داخل یک کانال نصب شوند، به عنوان مثال در یک تونل یا یک گذرگاه پل معلق. بهتر است که لوله های پلی اتیلن در برابر تابش خورشیدی (نور مستقیم خورشید) نباشند، به جز در طول دوره نگهداری قبل از نصب، یا برای مدت زمان کوتاهی قبل از حفاری.

لوله های پلی اتیلن رنگی با استفاده از پکیج تثبیت کننده اشعه ماوراء بنفش داخلی تولید می شوند، از این رو می توان آنها را در فضای باز و در معرض نور خورشید برای مدت حداکثر 12 ماه نگهداری کرد. این توصیه بر اساس سطح نور خورشید معادل سطح انرژی تابش 3.5 GJ (یعنی متوسط 12 ماه نور خورشید در بریتانیا) است. در مواردی که لازم است لوله را در محیط خارج برای مدت بیش از 12 ماه نگهداری کنید، توصیه می شود که لوله با ورقه پلی اتیلن مشکی پوشانده شود که بتواند در هنگام نگهداری در برابر آسیب مقاومت کند. یا اینکه لوله را به انبار نگهداری کنند به طوری که نور خورشید نتواند مستقیماً به مواد بتابد. ورقه ها باید طوری چیده شود که هوا همچنان بتواند از محل نگهداری عبور کند تا از رشد مواد آلی جلوگیری شود که در غیر این صورت باید قبل از استفاده از لوله پاک شود.