خواص فیزیکی – مکانیکی پلی اتیلن



در ساخت لوله گروه صنعتی فراز تجهیز راویس از پلی اتیلن سنگین با مشخصات ذکر شده در استاندارد prEN-13476 استفاده می‌‌شود. بر اساس این استاندارد پلی اتیلن قابل استفاده در تولید لوله دوجداره است که شامل خصوصیات ذکر شده در جدول-۱ باشد. مشخصات عمومی پلی اتیلن مصرفی برای تولید لوله دوجداره را می‌‌توان به صورت کلی (typical) در جدول-۲ بیان نمود.

جدول-۱: الزامات استاندارد پلی اتیلن مصرفی
خصوصیت ملزومات پارامترهای مورد آزمون روش آزمون استاندارد
 مقاومت در برابر فشار داخلی (۱۶۵ ساعته)  باید در طول آزمون بدون نقیصه باقی بماند  – سرپوشهای انتهایی
– دمای آزمون
– جهت‌گیری
– تعداد نمونه‌های تست
– تنش محیطی
– مدت زمان آماده‌سازی
– نوع آزمون
– زمان آزمون
 – نوع A یا B
– ۸۰ درجه سانتی‌گراد
– آزاد
– ۳
– ۳.۹ MPa
– مطابق استاندارد EN:921
– آب-در-آب
– ۱۶۵ ساعت
– نوع A یا B
– ۸۰ درجه سانتی‌گراد
– آزاد
– ۳
– ۳.۹ MPa
– مطابق استاندارد EN:921
– آب-در-آب
– ۱۶۵ ساعت
 EN 921:1994
مقاومت در برابر فشار داخلی (۱۰۰۰ ساعته)  باید در طول آزمون بدون نقیصه باقی بماند  – سرپوشهای انتهایی
– دمای آزمون
– جهت‌گیری
– تعداد نمونه‌های تست
– تنش محیطی
– مدت زمان آماده‌سازی
– نوع آزمون
– زمان آزمون
 – نوع A یا B
– ۸۰ درجه سانتی‌گراد
– آزاد
– ۳
– ۲.۸ MPa
– مطابق استاندارد EN:921
– آب-در-آب
– ۱۰۰۰ ساعت
 EN 921:1994
 شاخص جریان مذاب  < 1.6 g/10min  – دما
– وزنه
 – ۱۹۰ درجه سانتی‌گراد
– ۵ کیلوگرم
 ISO 1133:1997
Cond. T
پایداری حرارتی
(OIT)
 > 20 min  – دما  – ۲۰۰ درجه سانتی‌گراد  EN 728
چگالی  > 930 kg/m3   مطابق استاندارد ISO-1183  ISO 1183:1987

در جدول-۱ دو آزمون ابتدایی جهت اطمینان از گونه لوله (pipe grade) بودن ماده اولیه صورت می‌گیرد و آزمونهای بعدی به منظور ارزیابی مناسب بودن گونه مصرفی در این کاربرد انجام می‌گرد. در کنار این خصوصیات، به علت اینکه این لوله‌ها تا زمان نصب در برابر نور آفتاب قرار می‌گیرند، می‌بایست که در برابر اشعه فرابنفش (U.V.) از پایداری مناسبی برخوردار باشند. برای این منظور از پایدارکننده‌های نوری به صورت مستربچ استفاده می‌شود. از متداول‌ترین پایدارکننده‌های نوری می‌توان به دوده (Carbon Black)

جدول-۲: مشخصات نمونه‌ای (typical) پلی‌اتهلن گونه لوله
مشخصه استاندارد واحد مقدار
 چگالی  DIN 53479  g/cm۳  ۹۵/۰
 شاخص جریان مذاب
(MFI)
 ISO 1133  g/10min  ۴۵/۰
 مدول الاستیک (کوتاه مدت) ISO 178  N/mm۲  ۱۰۰۰
 مدول الاستیک (بلند مدت)  ISO 178  N/mm۲  ۱۷۰
استحکام کشش در نقطه تسلیم  DIN 53495  N/mm۲  ۲۳
تغییرفرم در نقطه پارگی  DIN 53495  %  <600
ضریب انبساط حرارتی  DIN 53752  ۱/˚C ۱.۸*۱۰

اشاره نمود. به علت گستردگی و متداول بودن مصرف دوده بسیاری از شرکتهای تولیدکننده مواد، گونه لوله را به صورت خود رنگ (حاوی دوده) تولید می‌نمایند. برای کارآیی مناسب آمیزه در حین بهره‌برداری میزان دوده می‌بایست بین %۲ – %۵/۲ موجود باشد. لازم به ذکر است که مطابق استاندارد ملی ایران در صورت استفاده از مستربچ این میزان می‌تواند تا %۵/۱ نیز کاهش یابد. مطابق استاندارد prEN-13476 و DIN 16961 رنگ لایه خارجی لوله‌ها ترجیحاً می‌بایست سیاه، نارنجی متمایل به قهوه‌ای و یا خاکستری باشد و البته استفاده از سایر رنگها نیز مجاز است. به غیر از رنگ سیاه در صورت استفاده  از سایر رنگها می‌بایست که از پایدارکننده مناسب در برابر اشعه فرابنفش (Anti U.V. Agent) استفاده گردد. بررسی‌های صورت گرفته در شرکت گروه صنعتی فراز تجهیز راویس بیانگر این مطلب است که استفاده از مستربچ خاکستری به همراه پایدارکننده مناسب نوری خاص این شرکت کیفیت مناسبتری را باعث می‌شود. در بررسی خواص لوله تولیدی از مواد اولیه مختلف شامل پلی اتیلن خالص، آمیزه پلی اتیلن با دوده و پلی اتیلن همراه با مستربچ خاص این شرکت شامل رنگدانه خاکستری و پایدارکننده نوری خاص این شرکت با یکدیگر مقایسه شدند. نتایج این آزمون حاکی از بالاتر بودن کیفیت لوله تولید‌شده با استفاده از مستربچ خاص این شرکت بوده که در شکل-۱ که نشانگر میزان تغییر فرم بعد از ۲۴ ساعت لوله تولید‌شده از مواد مذکور است، این امر کاملا مشهود است.

68