شرکت پلیمر پارس

تفاوت‌های اساسی PE80 و PE100 در صنایع لوله‌سازی

مقدمه

پلی‌اتیلن (PE) یکی از پرکاربردترین مواد پلیمری در صنایع لوله‌سازی آب و گاز است که خود به گریدهای مختلفی تقسیم می‌شود؛ از جمله PE32، PE40، PE63، PE80 و PE100. دو گرید PE80 و PE100 عمده‌ترین انتخاب‌های حال حاضر بازار ایران و جهان برای لوله‌های تحت فشار هستند. اما فرق این دو در چیست؟ چرا PE100 طی سال‌های اخیر جایگزین PE80 شده و در چه کاربردهایی همچنان PE80 انتخاب بهتری است؟

 

منشأ نامگذاری و خواص پایه

نامگذاری PE80 و PE100 بر مبنای حداقل مقاومت مورد انتظار (MRS) این مواد در دمای ۲۰ درجه سانتی‌گراد و پس از ۵۰ سال کارکرد است:

 

PE80:دارای MRS برابر با 8.0 MPa

PE100:دارای MRS برابر با 10.0 MPa

این اختلاف ظاهراً عددی ساده است اما تاثیر بزرگی بر طراحی، وزن، قطر و عمر لوله‌ها دارد.

 

ویژگی‌های ساختاری و فنی

ساختار مولکولی

 

PE80:دارای شبکه آمورف (نامنظم‌تر) و شاخه‌های جانبی بیشتر؛ تراکم مولکولی کمتر.

PE100:دارای شبکه کریستالی منظم‌تر و زنجیره‌های بلندتر؛ تراکم مولکولی و دانسیته بالاتر.

نتیجه:

 

این تفاوت ریشه‌ای یعنی PE100 با همان ضخامت، مقاومت بسیار بیشتری نسبت به PE80 نشان می‌دهد.

 

نکته طلایی:

 

برای ارائه یک لوله با فشار اسمی یکسان (مثلاً PN10)، ضخامت لوله PE100 کمتر از PE80 خواهد بود و در نتیجه وزن لوله پایین‌تر است (در نتیجه مصرف مواد، هزینه حمل و نصب هم کمتر می‌شود).

 

مثال واقعی:

 

برای یک لوله 110 میلی‌متر، فشار PN10:

 

PE80: ضخامت 10.0 میلی‌متر، وزن هر متر 2.4 کیلوگرم

PE100: ضخامت 8.2 میلی‌متر، وزن هر متر 2.0 کیلوگرم

٪ صرفه‌جویی وزنی:

 

۲۵-۱۵٪ کاهش مصرف مواد اولیه!

 

عمر کاری و فشار اسمی

**PE80:**‌ عمر طراحی ۵۰ سال در فشارهای اسمی پایین‌تر (تا PN12.5)، در لوله‌های سایز بزرگ نیاز به ضخامت بیشتر.

PE100: با همان عمر ۵۰ سال می‌تواند فشارهای بالاتری (مثلاً PN16 و حتی بالاتر) را تحمل کند و مناسب لوله‌های فشاری سنگین‌تر یا با سایز بزرگ‌تر است.

کاربردها و بازار

PE80:

 

هنوز هم در بسیاری از پروژه‌های شهری معمولی (آبرسانی و گازرسانی روستایی، آبیاری قطره‌ای، خطوط انتقال پرفشار کم‌حجم) به کار می‌رود. به علت قیمت پایین‌تر مواد اولیه و نیاز به تکنولوژی پایین‌تر (در کارخانه)، هنوز در کشورهایی که فناوری به‌روزی ندارند استفاده می‌شود.

 

PE100:

 

انتخاب اصلی پروژه‌های بزرگ (آبرسانی شهری، شبکه‌های فشار قوی، خطوط زیرزمینی گاز، تصفیه‌خانه‌ها، طرح‌های ملی). همچنین برای پروژه‌های صادراتی، پروژه‌های نفت و گاز و خطوط انتقال با سایز بزرگ به شدت توصیه می‌شود.

 

تفاوت‌های تولید و فرایند اکستروژن

**PE100:**‌ نیازمند دقت و کنترل دقیق دما، سردسازی و سرعت تولید پایین‌تر برای جلوگیری از ایجاد ترک ریز؛ مواد باکیفیت‌تر و تجهیزات پیشرفته‌تر لازم است.

PE80: تولید آسان‌تر، سخت‌گیری پایش کمتر.

آزمون‌ها و استانداردهای مرتبط

PE100 باید در آزمون‌های مقاومت ترک‌زایی محیطی (ESCR)، استحکام درازمدت و پایایی هیدرواستاتیک نمره بالاتری نسبت به PE80 کسب کند تا تأیید شود.

استانداردهای جهانی (ISO 4427, 4437, INSO 14427) به وضوح تفاوت ابعادی و کاربردی این دو تیپ را مشخص کرده‌اند.

مزایا و معایب هر گرید

مزایای PE80:

 

ارزان‌تر (مواد اولیه و هزینه تولید)

تولید ساده‌تر با دستگاه‌های معمولی

مناسب سایزهای کوچک و کاربردهای کم‌فشار

معایب PE80:

 

مصرف مواد بیشتر (وزن بالاتر لوله در فشار اسمی مساوی)

حساس به ترک و شکست زودهنگام

عمر عملیاتی پایین‌تر نسبت به PE100

محدودیت در سایز و فشار بالا

مزایای PE100:

 

استحکام و دوام بسیار بالاتر

امکان تولید لوله سبک‌تر و ضخامت کمتر

عملکرد عالی در فشار و سایز بالا

کاهش هزینه حمل، نصب و اتصال

معایب PE100:

 

قیمت مواد اولیه بالاتر

نیاز به فناوری و کنترل دقیق در تولید

آسیب‌پذیری بیشتر نسبت به اشعه ماوراءبنفش بدون مستربچ مقاوم