متاسفانه چند صباحی است علیرغم تذکر چندین باره به انجمن لوله و اتصالات PVC در مورد تبلیغ و انتشار مطلب محصولات تولیدی اعضای خود ، همچنان مصاحبه ها ، آگهی های تبلیغاتی و تهیه محتوا در جهت تخریب لوله های پلی اتیلنی در بین مصرف کنندگان بزرگ لوله های پلیمری ادامه دارد و تبلیغات وسیعی از طرف این انجمن با عنوان دارا بودن مدول بالای لوله های پی وی سی و ضعف لوله های پلی اتیلنی از این حیث انجام می گردد.
بر آن شدیم یکبار برای همیشه نسبت به بررسی علمی این موضوع در کاربرد لوله های مدفون در خاک در پرداخته تا وزن کیفی مدول الاستیسیته بعنوان یکی از خواص لوله های پلیمری روشن گردد.
در این بررسی تمامی جداول ، آمار و اعداد اعلامی با ذکر منبع و صفحه آن انجام تا تردیدی به بررسی علمی این موضوع وارد نگردد. در بخش اول این بررسی ، ابتدا به بررسی اثر مدول الاستیسیته دو نوع لوله در کاربرد انتقال فاضلاب و در بخشهای بعدی به مقایسه این لوله ها در کاربرد تحت فشار پرداخته می شود .
مهمترین رابطه ای که در طراحی لوله های پلیمری فاضلابی (مدفون در خاک) توسط طراحان و مشاورین مورد استفاده قرار می گیرد ، رابطه ارتقا یافته آیوا می باشد که در آن مقدار تغییر شکل عمودی لوله محاسبه و حد بالایی آن کنترل می گردد . در صفحه 57 کتاب AWWA M55:2006 این رابطه به شکل زیر آمده است :
با ساده سازی این رابطه درصد تغییر شکل عمودی لوله بصورت زیر محاسبه می گردد:
معمولا درصد مجاز تغییر شکل عمودی بسته به جنس لوله متفاوت است و مقدار آن بسته به نوع اتصالات و انعطاف پذیر بودن جنس لوله ها دارد .
برای بررسی دقیق مقدار تغییر شکل عمودی، مقدار این تغییر شکل برای دو نوع لوله پلی اتیلن با SDR 26 (استاندارد EN 12666-1:2005 جدول3 ) و برای لوله های پی وی سی SDR 41(استاندارد EN1401-1:2009 جدول 4) هر دو معادل SN4 محاسبه گردیده است. در این محاسبه مقدار مدول الاستیسیته لوله پلی اتیلن 800 و لوله پی وی سی 2500 مگاپاسگال در نظر گرفته شده است . همچنین با توجه به اینکه برای نصب لوله های پلیمری مطابق با استاندارد EN 1046 حداقل تراکم متوسط و خوب توصیه می گردد و استفاده خاک بدون تراکم بعلت عدم کنترل تغییرشکل توصیه نمی شود بنابراین نوع خاک انتخاب شده مطابق با ستون سوم جدول7-5 صفحه 59 کتابAWWA M55 : 2006 و برای سه نوع خاک با تراکم متوسط 85 الی 95 درصد با مدولÉ برابر با 400 ، 1000 و 2000 lb/inch2به نام گزینه 1 ، 2 و 3 در جدول مشخص گردیده است که با تبدیل واحد با واحد پاسکال در جدول آمده است .
همانطور که از مقدار محاسبات مشخص می باشد . مقدار تغییر شکل عمودی در لوله های پی وی سی علیرغم بالاتر بودن مدول الاستیسیته بیشتر از لوله های پلی اتیلنی می باشد و مقدار در خاک گزینه 1، برابر با 18/4 درصد در برابر 01/4 درصد برای لوله های پلی اتیلن، در خاک گزینه 2 برابر با 89/1 درصد در برابر با 82/1 درصد برای لوله های پلی اتیلن و در خاک گزینه 3 برابر با 94/0 در برابر 93/0 برای لوله های پلی اتیلنی می باشد که نشان دهنده عدم تاثیر مدول در محاسبات تغییر شکل عمودی می باشد . علت تاثیر ناچیز مدول الاستیسیته در محاسبات تغییر شکل عمودی ، اثر ناچیز مدول لوله (E) در مخرج کسر رابطه ارتقا یافته آیوا می بوده و عملا مقدار مدول لوله در مخرج کسر رابطه مذکور در برابر مدول خاک مقداری ناچیز می باشد . همانطور که در انتهای جدول محاسبات مقایسه این دو عدد و نسبت آنها آمده است .
از طرف دیگر مطابق با جدول 3 استاندارد CEN-TS-15223:2015 توانایی لوله های پلی اتیلنی در تحمل کرنش (Strainability) دو برابر لوله های پی وی سی می باشد .
و این به این معنی هست که لوله های پلی اتیلنی تا 5 درصد میزان کرنش هیچ تاثیرپذیری از لحاظ مقاومت فیزیکی و شیمیایی نخواهند داشت و تا دو برابر لوله های پی وی سی بعلت ساختار ویسکوالاستیک خود دارای برتری از این لحاظ می باشند .
همچنین در مورد رفتار لوله های پلیمری از لحاظ تغییر شکل عمودی لوله ها بعد از نصب و در طول لوله ، منحنی زیر در شکل C.1 استاندارد بین المللی ENV-1406:2001 آمده است .
1: تغییر شکل عمودی لوله – Pipe Deflection
2: حداکثر تغییر شکل عمودی بعد از نصب
3: نصب لوله با تراکم متوسط خاک ( کیفیت نصب معمولی)
4:متوسط تغییر شکل عمودی بعد از نصب
5: نصب لوله با تراکم عالی خاک (کیفیت نصب ممتاز)
6: طول خط لوله
همانطور که در شکل فوق دیده می شود ، کیفیت نصب بهتر باعث کاهش تغییر شکل عمودی لوله بطور کلی می گردد همچنین قبلا نیز ذکر گردید با کاهش تراکم خاک دور لوله مقایسه خط چین 3 در مقایسه با خط چین 5 ، کنترل پذیری تغییر شکل طولی سخت تر می گردد و همانطور که دیده می شود این مقدار دارای تغییرات بیشتری در حالت تراکم متوسط خاک می باشد و به دلیل استفاده از خاک بدون تراکم به هیچ وجه در مورد نصب لوله های پلیمری توصیه نمی گردد چون میزان تغییر شکل عمودی لوله غیر قابل کنترل می باشد .
همچنین در مورد میزان مجاز تغییر شکل عمودی لوله های پلیمری مطابق با جدول 1 استانداردCEN/TR 1046:2013 این میزان در حالت متوسط و بعد از نصب (خط 4) حداکثر 8 درصد توصیه می گردد و میزان تغییر شکل اولیه بعد از نصب (حد بالای شماره 2) برای لوله های پی وی سی حداکثر 10 درصد و برای پلی اتیلن حداکثر 12 درصد توصیه می گردد . که نشان دهنده توانایی بیشتر لوله های پلی اتیلنی در تحمل تغییر شکل عمودی می باشد .
در پایان اعلام می دارد کلیه استانداردها و محاسبات موجود می باشد و شرکتهای مشاور و تولید کنندگان در صورت نیاز می توانند با روابط عمومی انجمن جهت دریافت این مطالب تماس حاصل فرمایند.
در قسمت بعدی به مقایسه در لوله های تحت فشار پرداخته می شود .
پی دی اف مقاله فوق را از لینک ذیل می توانید در یافت نمایید
آیا مدول الاستیسیته بالا الزاما به معنی بهتر بودن کارایی یک لوله پلیمری می باشد ؟
