لوله های پلی اتیلن یکی از پرکاربردترین انواع لوله ها در صنعت آبرسانی، گازرسانی، فاضلاب، کشاورزی و سیستم های انتقال سیالات هستند. دلیل محبوبیت این لوله ها، مقاومت بالا، انعطاف پذیری مناسب، طول عمر زیاد و هزینه نگهداری پایین است.
برای تولید لوله ای باکیفیت و استاندارد، فرآیند تولید باید دقیق، کنترل شده و مطابق استانداردهای معتبر انجام شود. در این مقاله، مراحل تولید لوله های پلی اتیلن را از صفر تا صد بررسی می کنیم و نکات مربوط به مواد اولیه و کنترل کیفیت را توضیح می دهیم.
۱. آشنایی با مواد اولیه لوله های پلی اتیلن
ماده اصلی تولید لوله های پلی اتیلن، گرانول پلی اتیلن با چگالی بالا (HDPE) است. این گرانول ها بر اساس نوع کاربرد لوله، در سه گرید رایج استفاده می شوند:
- PE80 برای فشارهای متوسط
- PE100 برای فشارهای بالا و کاربردهای آبرسانی و گازرسانی
- PE100-RC مناسب برای شرایط سخت و مقاومت بیشتر در برابر ترک خوردگی
گرانول ها باید از شرکت های معتبر مثل پتروشیمی جم، امیرکبیر، تبریز، Borouge یا Sabic تأمین شوند.
کیفیت گرانول تأثیر مستقیمی بر استحکام، انعطاف پذیری و عمر لوله دارد. استفاده از گرانول بازیافتی موجب کاهش مقاومت، افزایش احتمال نشت و ترک خوردگی می شود، بنابراین کارخانه های معتبر هرگز از آن در تولید لوله های فشارقوی استفاده نمی کنند.
۲. مرحله اول: خشک کردن و آماده سازی مواد اولیه
گرانول پلی اتیلن قبل از ورود به خط تولید باید از رطوبت پاک شود، زیرا وجود رطوبت باعث ایجاد حباب و ترک های داخلی در لوله خواهد شد.
در این مرحله، گرانول ها وارد مخزن Dryer می شوند و با دمای کنترل شده خشک می شوند. سپس مواد از فیدرهای اتوماتیک به سمت دستگاه اکسترودر هدایت می گردند.
۳. مرحله دوم: ذوب مواد در اکسترودر
اکسترودر قلب اصلی خط تولید لوله پلی اتیلن است.
در این بخش، گرانول ها توسط یک مارپیچ (Screw) داخل سیلندر دستگاه هدایت شده و تحت دما و فشار مناسب ذوب می شوند. نقاط مهم این مرحله:
- تنظیم دقیق دمای المنت ها
- سرعت مناسب چرخش مارپیچ
- یکنواخت سازی مذاب (Melt Homogenization)
اگر دما یا سرعت چرخش به درستی تنظیم نشود، ضخامت لوله ناهمگن می شود و کیفیت نهایی آسیب می بیند.
۴. مرحله سوم: شکل دهی اولیه در قالب (Die Head)
پس از ذوب کامل پلی اتیلن، مواد مذاب از سر قالب خارج می شوند. قالب ها بر اساس قطر لوله طراحی شده اند و نقش مهمی در کیفیت سطح داخلی و خارجی لوله دارند.
در این بخش، ضخامت دیواره لوله، قطر خارجی و یکنواختی شکل ابتدایی تعیین می شود. هرگونه خطا در طراحی قالب موجب تولید لوله های بی کیفیت با ضخامت نامتقارن خواهد شد.
۵. مرحله چهارم: خنک کاری در تانک وکیوم
پس از خروج از قالب، لوله وارد تانک وکیوم می شود تا دقیق ترین قطر ممکن شکل بگیرد. در این تانک:
- لوله تحت خلأ قرار می گیرد
- با آب سرد خنک می شود
- ساختار آن تثبیت می گردد
وجود تانک وکیوم یکی از تفاوت های مهم خطوط تولید حرفه ای با خطوط ضعیف است، زیرا در کیفیت قطر خارجی اثر مستقیم دارد.
۶. مرحله پنجم: خنک کاری نهایی و کشش لوله
بعد از شکل گیری اولیه، لوله وارد تانک های Cooling می شود تا به صورت کامل خنک شود. سپس توسط دستگاه کشش (Haul-off) با سرعت یکنواخت به جلو کشیده می شود.
تنظیم سرعت کشش بسیار حساس است؛ سرعت زیاد باعث کاهش ضخامت و سرعت کم باعث افزایش ضخامت لوله می شود.
در این مرحله کیفیت ظاهری لوله، صافی سطح و یکنواختی دیواره مشخص می شود.
۷. مرحله ششم: برش و بسته بندی در طول ها و کلاف های استاندارد
پس از خروج از خط تولید:
- لوله های با قطر کم (تا ۱۱۰ میلی متر) معمولاً به صورت کلاف بسته بندی می شوند.
- لوله های با قطر بزرگ (بالای ۱۲۵ میلی متر) به صورت شاخه های ۶ یا ۱۲ متری برش داده می شوند.
برش دقیق و بسته بندی مناسب، حمل ونقل و نصب لوله ها را آسان می کند.
۸. استانداردهای معتبر در تولید لوله های پلی اتیلن
تولید لوله پلی اتیلن باید مطابق استانداردهای معتبر انجام شود. مهم ترین آنها عبارتند از:
- استاندارد ملی ایران ISIRI 14427
- ISO 4427 (آبرسانی)
- ISO 4437 (گازرسانی)
- DIN 8074 و DIN 8075
- EN 12201
رعایت این استانداردها تضمین می کند که لوله از نظر ضخامت، تحمل فشار، وزن و کیفیت مواد اولیه کاملاً مطابق معیارهای جهانی باشد.
۹. سیستم کنترل کیفیت (QC) در کارخانه تولید لوله
واحد کنترل کیفیت یکی از مهم ترین بخش های کارخانه است. در این واحد، لوله ها در مراحل مختلف با تست های زیر ارزیابی می شوند:
تست های رایج:
- تست هیدرواستاتیک فشار برای بررسی مقاومت در برابر فشار
- تست MFI برای بررسی شاخص جریان مذاب مواد
- تست مقاومت ضربه (Impact Test)
- اندازه گیری ضخامت لوله با دستگاه های لیزری
- تست مقاومت در برابر ترک (ESCR / SCG)
- بررسی هم مرکزی (Ovality)
وجود گزارش های رسمی آزمایشگاهی و امکان ارائه آنها به مشتری یکی از نشانه های معتبر بودن تولیدکننده است.
۱۰. عوامل مؤثر بر کیفیت نهایی لوله پلی اتیلن
برای داشتن محصول نهایی باکیفیت، چند عامل باید به طور هم زمان کنترل شود:
- کیفیت گرانول
- دقت دستگاه اکسترودر
- به روز بودن قالب ها
- کالیبراسیون دقیق تانک وکیوم
- تنظیم صحیح سرعت تولید
- کنترل دقیق دما در تمام مراحل
- وجود واحد QC فعال
کارخانه هایی که این چرخه را بدون نقص انجام دهند، قادرند لوله هایی با طول عمر بیش از ۵۰ سال تولید کنند.
جمع بندی
تولید لوله پلی اتیلن فرآیندی دقیق و تخصصی است که از آماده سازی مواد اولیه تا بسته بندی نهایی، باید تحت کنترل کامل انجام شود. رعایت استانداردهای بین المللی، استفاده از گرانول مرغوب و اجرای تست های کنترل کیفیت، تضمین می کند که لوله ها عملکردی مطمئن، طول عمر بالا و مقاومت مناسب داشته باشند.
اگر قصد خرید یا استفاده از لوله های پلی اتیلن در پروژه های بزرگ یا حساس دارید، آشنایی با فرآیند تولید به شما کمک می کند بهترین تأمین کننده و محصول را انتخاب کنید.