کلیات
اگر سیاره زمین را به مثابه بدن انسان در نظر بگیریم؛ لوله ها نقش رگ های مصنوعی او را دارند. گاهی در نقش اجزای کلیه و برای تصفیه مایعات،گاهی در نقش شاهرگ های اصلی و برای رساندن زندگی به مناطق بی آب. لوله های پلی اتیلن ساخته شده از مشتقات استخراجی نفت حدود پنجاه سال پیش در امریکا تولید شد. آبیاری موضعی با هدف کاهش هدر رفت آب و آبیاری هدفمند برای افزایش بهره برداری از گیاهان جز کاراترین ویژگی لوله های پلی اتیلن است. به کار گیری لوله ها و منهول های پلی اتیلن با ممناعت از هرگونه نشتی به بالاتر رفتن کیفیت کار آب رسانی و دفع فاضلاب انجامیده است.
تعریف علمی
پلی مر (پلیمر) یعنی تعداد زیادی واحد تکراری در کنار هم که یک بافت را تولید کنند. برای مثال پلی اتیلن یعنی تعداد زیادی اتیلن به نحوی تکراری در کنار هم قرار بگیرند و دارای استحکام شوند؛ درست مثل کنار هم قرار گرفته یاخته های استخوانی و تشکیل بافت استخوان ساعد!
پلی مرها در انواع صنایع غذایی، دارویی،نظامی، پزشکی و…. کاربرد دارد. پلی اتیلن در قیاس با فلزات و سرامیک،بسیار سبک و در برابر تهدیدات محیطی مقاوم است. پلی اتیلن از ارزان ترین و ساده ترین پلیمرهاست.لوله های پلی اتیلن با داشتن مزایایی همچون: بارگیری و حمل و نقل آسان –به دلیل وزن نسبتا پایین- نصب سریع و آسان، مقاومت در برابر ضربه و سایش و تاثیر مواد شیمیایی،جریان پذیری عالی سیال در داخل لوله، اتصال پذیری راحت، انعطاف پذیری بسیار بالا و دارا بودن اتصالات متنوع در سطح وسیعی در جهان به کار گرفته می شود.
انواع لوله پلی اتیلن
پنج نوع اصلی لوله پلی اتیلن داریم که قبل از آن می بایست با مفهوم دانسیته آشنا شویم. در فیزیک چگالی را مقدار جرم بر حجم ماده می دانند در صورتی که بخواهیم جزئی تر بگوییم؛ این تعبیر معرف مفهوم چگالی نیست. در واقع به نسبت وزن مخصوص یک ماده، به وزن آب هم حجم آن، در شرایط استاندارد؛ چگالی نسبی می گویند. بین چگالی و وزن مخصوص باید تفاوت قائل شد. چگالی مقدار جرم موجود در واحد حجم است ولی وزن مخصوص به معنی وزن واحد حجم ماده است. بنابراین دانسیته یعنی نسبت جرم به حجم یک جسم و از چگالی که در قیاس با آب تعریف می شود جداست.
برای طبقه بندی پلی اتیلن ها لازم بود با مفهوم دانسیته آشنا شویم که کیفیت پلی اتیلن ها بر اساس آن،شاخه ها و زنجیره های مولکولی طبقه بندی می شوند. پلی اتیلن با دانسیته بالا،پلی اتیلتن با دانسیته پایین،پلی اتیلن با دانسیته متوسط،پلی اتیلن با وزن مولکولی بسیار بالا و نوع پنجم پلی اتیلن خطی با دانسیته پایین است. به علت وجود همین تفاوت های شیمیایی کاربرد این پلی اتیلن ها از هم جداست. ما از این ترکیبات شیمیایی در تولید اسباب بازی. البسه. فیلم نواری. صندلی. وسایل آشپزخانه. جلیقه ضد گلوله و انواع لوله و اتصالات استفاده می کنیم.
لوله و اتصالات در تخصص های مختلف کارایی دارد، از جمله در پالایشگاه ها و برای انتقال گاز،برای انتقال آب و فاضلاب و برای آبیاری. هر کدام از این پلی اتیلن ها می بایست کیفیت و ویژگی های مورد نیاز کاربری اش را داشته باشد. لوله های پلی اتیلن عموما در دو درجه یا گرید ۱۰۰ و ۸۰ تولید می شوند که امروزه بیشتر محصولات با گرید ۱۰۰ است.
اتصالات
زانو و سه راهی پلی اتیلن جز اتصالات اساسی لوله های پلی اتیلن هستند. زانو ۹۰ درجه بنا به سفارش مشتری از گروه اتصالات جوشی است. اتصالات جوشی یا نایتری اینگونه است که از همان لوله ی تولید شده به کمک ابزارهای دقیق، قطعاتی برش داده می شود و به وسیله دستگاه های جوش تحت زاویه های مختلف و دستگاه های تخصصی ساخت اتصالات قطعات به یکدیگر جوش داده می شوند. این نوع اتصالات بهترین نوع اتصالات پلی اتیلن است و در صورتی که عملیات جوش طبق استاندارد و با دقت انجام شود نقطه جوش و اتصال مقاومتی بیشتر از خود لوله خواهد داشت و بسیار قابل اعتماد خواهد بود.
چرا استاندارد؟
قرار دادن و تعریف ملاک هایی برای تعیین کیفیت و مشخصات مطلوب چیزی را استاندارد می گویند. استاندارد در سه شاخه تعریف شده: استاندارد ملی،استاندارد منطقه ای، استاندارد بین المللی.
استاندارد ملی توسط موسسه استاندارد یک کشور و با توجه به تمام شرایط خاص اقتصادی،اجتماعی، علمی و فنی همان کشور تهیه می شود. استاندارد منطقه ای که توسط کشورهای عضو یک پیمان منطقه ای خاص تهیه می شود مانند: کمیته استناندارد اروپایی و استاندارد بین المللی توسط سازمان های جهانی به منظور قابلیت استفاده بین المللی تهیه می شوند؛ مانند: استانداردهای تهیه شده توسط سازمان بین المللی استاندارد.
با توجه به وسعت کاربرد لوله های پلی اتیلن و اتصالات لازم است خریداران بدانند شرایط ساخت لوله و کنترل اولیه مواد خام همچنین جوش آن می بایست استاندارد باشد. دانسیته و شاخص مواد مذاب لوله ها باید مورد تایید آزمایشگاه باشد و روش جوش آن استاندارد باشد.
استاندارد روش جوش لوله های پلی اتیلن
نحوه جوشکاری لوله ها و اتصالات امری بسیار تخصصی و مهم استکه به دو صورت الکتروفیوژن و لب به لب انجام می شود. استاندارد و روش اجرای جوشکاری لوله و اتصالات پلی اتیلن در ایران تعریف ویژه ایدارد.
استاندارد روش جوش لب به لب پلی اتیلن در سال ۱۳۹۳ برای اولین بار در کشور تدوین و منتشر شد. در این استاندارد عناوین زیر مورد بررسی قرار گرفته است:
۱-فرایند اتصال دهی به شیوه جوش لب به لب.
۲-روش های اجرایی اتصال دهی به شیوه جوش لب به لب.
۳-راهنمایی تکمیلی در خصوص معرفی روشهای مورد استفاده در زمینه جوش لب به لب.
۴-نحوه محاسبه فشار مورد نیاز جهت جوشکاری.
۵-نمونه فرم گزارش جوشکاری.
۶- نمونه فرم ارزیابی روش جوشکاری.
چرا به تدوین این استاندارد نیاز داریم؟
مشخص کردن اصول کلی جوش لب به لب و ارزیابی کیفیت محل های اتصال لوله پلی اتیلن و اتصالات آن در ساخت سامانه های گازرسانی و آب رسانی و دفع فاضلاب دارای اهمیت به سزایی است. برای این منظور اتصال دهی به شیوه جوش لب به لب باید مطابق استاندارد های مربوط به ISO و نصب و اجرای سامانه باید مطابق با استاندارد ISO10839 انجام شود. این استاندارد تعدادی از روش های مورد تایید اتصال به روش جوش لب به لب برای لوله های پلی اتیلن و اتصالات با ضخامت ۱۳۰ میلی متر و کمتر را مشخص کرده. در این استاندارد توجه ویژه ای به مواد روش و دستگاه جوش و ارزیابی کیفیت محل اتصال شده است. لوله و اتصالات پلی اتیلن مورد استفاده در محل های اتصال جوشی باید مطابق استاندارد ملی ۱۱۲۳۳ یا ۱۴۴۲۷ باشد. محل های اتصال جوشی که مطابق با این استاندارد ملی هستند باید با دستگاه جوشی مطابق با استاندارد ISO-12176-1 ایجاد شوند.
روش انجام جوش لوله پلی اتیلن به شرح زیر است:
ابتدا گرم کردن نواحی برش خورده به وسیله صفحه گرم کننده دمای معین و بعد جوش دادن آن ها به هم با اعمال فشار و در آخر خنک کردن آن ها تحت فشار به مدت مشخص است.
محل های اتصال جوشی باید توسط اپراتورهای واجد شرایط با استفاده از دستگاه جوش ایجاد شوند. این دستگاه ها باید دو انتهای اتصال را محکم نگه داشته و با دقت هم محور نماید. تخصص و میزان مهارت اپراتور باید مطابق با الزامات روش اجرایی اتصال دهی باشد. روش اجرایی مکتوب اتصال دهی باید شامل مشخصات روش اتصال دهی،پارامترهای جوش، دستگاه جوش، شرایط اتصال دهی،میزان مهارت اپراتور و روش های کنترل کیفیت باید قبل از ساخت خط لوله در دسترس کاربر متخصص قرار بگیرد.
بدیهیست که اتصالات پلی اتیلن می بایست در کارخانه تولید شود در غیر این صورت احتمال ترک و شکستگی در محل جوش بالا می رود. الزامیست که قبل از هر جوش حتما سطوح اتو کاملا تمیز شود. برای این کار لازم است قبل از جوشکاری اصلی لوله ها یک بار جوش آزمایشی انجام شود. ضمن کار می بایست همواره صحت عملکرد ترموستات مربوط به اتو از طریق ترمومترهای دقیق دیجیتالی کنترل شود تا اطمینان حاصل شود دمای مورد نظر در اتو تامین می شود. جز در زمان هایی که اتو در بین دو لوله قرار دارد همواره اتو بایستی در غلاف مربوطه نگهداری شود تا از جریان باد و گرد و خاک و خرابی در امان بماند. همواره لازم است دو سر لوله های مورد جوشکاری که خارج از دستگاه هستند به وسیله درپوش های مربوط پوشیده شوند تا از جریان سریع هوا و کوران جلوگیری شود وگرنه سریع سرد می شوند و معیوب خواهند شد. بهتر است در زیر دستگاه جوش پلی اتیلن بستر مناسب و تمیزی پهن شود تا آلودگی و ذرات مزاحم محیط اطراف را به کمترین میزان خود برسانیم.
کیفیت بالا در ساخت پلی اتیلن تخصصی است پر زحمت،بالاترین کیفیت در محل های جوش برای مصارف صنعتی و پرفشار را از پلی آب اتصال صفابخواهید.
اهمیت و ضرورت:
متوسط بارش سالانه در ایران حدود یک سوم متوسط بارش در اروپاست. رشد روزافزون جمعیت انسانی نیاز به منابع غذایی را افزایش داده. ایران منطقه ای خشک و نیمه خشک است، همین امر کار روستاییان را برای اداره امور زندگی که معلول وجود آب است؛ سخت کرده. بهترین راه برای بهره برداری مناسب از منابع خاک و آب مکانیزه کردن روش کار است. هدر رفت آب باعث شسته شدن هرچه بیشتر خاک و در نتیجه فرسایش خاک می شود. با مکانیزه شدن سامانه آبیاری میزان هدر رفت آب کاهش می یابد و به طبع آن آبیاری متمرکز مایه رشد چشمگیر محصولات کشاورزی خواهد شد. از آن طرف کاهش محصولات یعنی کاهش درآمد جمعیت روستاییان و افزایش سیل مهاجرت به شهرهای بزرگ در نتیجه افزایش حاشیه نشینی و بزه. پس با نگاهی دقیق تر به اهمیت مدیریت منابع می توان تصمیمات بزرگی برای تامین انواع امنیت یک سرزمین اتخاذ کرد.
مدیریت یک رشته دانشگاهیست که در شاخه های مختلف علمی، مباحث مهم و اختصاصی را مطرح می کند. مدیریت یعنی به کارگیری علم و فرهنگ در هماهنگی و هدایت منابع انسانی و مالی در رسیدن به حداکثر کارایی. مدیریت منابع آبی ایران در گذشته توسط ساخت کاریز اجرا و توسط میرآب نظارت می شد. این روش کارآمد، آب مورد نیاز جوامع آن روز ایران را تامین می کرد. امروزه با افزایش بهره مندی افراد از بهداشت و خوراک، رشد چشمگیر جمعیت و افزایش متوسط طول عمر را شاهد هستیم. این جمعیت نیاز به مدیریت نوین در تمام عرصه ها از جمله مدیریت آب و خاک دارد. روش های نوین آبیاری شامل: آبیاری سطحی،آبیاری تحت فشار وآبیاری زیرزمینی است.
روش های نوین آبیاری
آبیاری سطحی از متداول ترین روش های آبیاری جهان است که خود شامل آبیاری کرتی،نواری و شیاری است. لوله های دریچه دار پلی اتیلن نرم که مجهز به دریچه های قابل تنظیم است؛ جایگزین مناسبی برای کانال های خاکی هستند. در این سامانه،آب به جای اینکه در نهر خاکی باشد در لوله جریان دارد و تلفات ناشی از نشت وتبخیر آب به حداقل می رسد.
سامانه آبیاری تحت فشار آب را به وسیله لوله و تحت فشاری بیش از فشار اتمسفر در سطح زمین کشاورزی پخش می کند. آبیاری تحت فشار در دو حالت موضعی (قطره ای) وآبیاریبارانی انجام می شود. آبیاری قطره ای روشی موثر در اغنای آب مورد نیاز گیاه در محدوده رشد ریشه در داخل خاک است و آبیاری تا حد رفع نیاز گیاه انجام می شود بنابراین در این روش به میزان زیادی از اتلاف آب به صورت نفوذ عمقی،ایجاد روانآب سطحی و تبخیر در مقایسه با روش های سنتی و بارانی کاسته می شود. در این روش آب از یک شبکه لوله پلی اتیلن کم فشار به صورت یک الگوی از قبل تعیین شده به گیاهان می رسد. درختان و تاک ها که گیاهان دائمی با فاصله از هم هستند،باغچه آپارتمان های شهری و تمام گیاهان تحت پوشش شهرداری با این روش به بهترین شکل ممکن آبیاری شده و از هرگونه هدر رفت آب جلوگیری می شود. در روش بارانی آب با فشار در داخل یک شبکه لوله کشی شده جریان پیدا کرده و سپس از خروجی هایی که روی این شبکه تعبیه شده و آبپاش نامیده می شوند،خارج می شود. ساختمان آبپاشها اینگونه است که هنگامی که آب با فشار از آن خارج می شود به صورت قطرات ریز و درشت در آمده و مشابه باران در سطح مزرعه ریخته می شود.
در آبیاری زیرزمینی با به کارگیری لوله ها در زیر زمین و با تمرکز بر ریشه ها عمل آبرسانی انجام می شود.
تا اینجا با کاربرد پلی اتیلن و اهمیت نقش آن در حوزه آب و کشاورزی آشنا شدیم. پلی اتلین در بخش پرورش ماهی و میگو برای تامین خوراک انسان نقش بزرگی ایفا می کند که در ادامه می آید.
سوپاپ های پلی اتیلن:
به ساده ترین زبان سوپاپ ها برای این تعریف شده اند که به طور انتخابی مانع از ورود یا خروج چیزی شوند مثل دربان ها! برای مثال در جایی سوپاپ ها مابین چاه و پمپ قرار دارد که بعد از خاموش شدن پمپ آب یا هر مایعی که در لوله قرار دارد به سمت چاه برنگردد و به همان صورت در لوله بماند تا در صورت روشن کردن مجدد پمپ نیازی به انتظار تا رسیدن آب به پمپ نباشد. بدین ترتیب فشاری هم به پمپ وارد نمی شود. در حوضچه های پرورش میگو برای آبگیری و خالی شدن حوضچه از سوپاپ هایی استفاده می شود که همانند شیر یکطرفه عمل می کند که بهترین نوع آن سوپاپ پلی اتیلنی است چراکه از جهت کیفیت قیمت و همچنین ماندگاری عمر درازی دارد و مورد استقبال صنعت گران قرار گرفته است.
شیر یکطرفهگونه ای از شیرهای صنعتی است که در آن سیال (گاز یا مایع) تنها می تواند در یک جهت حرکت کند و در صورت برگشت سیال مسیر حرکت مسدود می شود. شیر یکطرفه در اثر اختلاف فشار بین دو طرفاجازه حرکت سیال در جهت معکوس را نمی دهد. این شیرها در تجهیزات مختلف صنعتی مانند پمپ ها، جک های هیدرولیک، تجهیزات نیروگاهی و صنایع شیمیایی کاربرد دارد.
قفس های پرورش ماهی:
منظور از قفس بخشی از آب دریا، سراب، آب پشت سد است که از اطراف و کف توسط ابزارهای مختلفی مثل توری با چشمه های مختلف محصور گردد و در آن محیط محصور ماهی پرورش یابد. قفس هایی از جنس پلی اتیلن و مقاوم در برابر رطوبت همچنین انعطاف پذیر در برابر موج و فشار آب در سدها و یا نزدیک دریا کارگذاری می شوند و به طور صنعتی به پرورش ماهی می پردازند. بچه ماهی های کوچک در این قفس ها ریخته می شوند و تا زمانی که بزرگ شوند در این قفس ها تغذیه می شوند. ابعاد و درجه کیفی پلی اتیلن به کار رفته در قیمت قفس ها اثرگذار است.
مزایای پرورش ماهی در قفس:
-به نسبت استخرهای خاکی و بتونی چه در احداث و چه در اجرا؛ آسان تر است.
-از نظر سرمایه گذاری ارزان تر و از نظر بهره برداری بالاتر است.
-از منابع آب های طبیعی و نیمه طبیعی با توان تولید پایین استفاده بهتری می شود.
-قابلیت جابجایی راحت تر و امکان توسعه ی بیشتر مقدور است.
-استفاده از غذای طبیعی و زنده؛ در نتیجه بالا رفتن کیفیت ماهی و میگو از دیگر مزایای استفاده از قفس های پلی اتیلن در صنعت پرورش ماهی و میگو است.
تاریخچه و اجزا:
اولین بار ماهیگیران از قفس برای نگهداری موقت ماهی (تا زمان آماده شدن برای فروش) استفاده می کردند. پرورش در قفس پدیده ای نو است که در سالهای اخیر در منطق ساحلی رو به گسترش بوده.
اجزای ساختاری قفس شامل: مهار در زیر آب،چارچوب قفس،تورها که ماهی را نگه می دارد،حلقه های تغذیه (جهت نگهداری غذاها در قفس) یک تور بالایی محافظ و چند نوع شناور.
چارچوب می تواند از جنس فولاد یا پلی اتیلن باشد. پایه های فولادی و طناب ها، چارچوب قفس را به تور متصل می کند. کل چارچوب می بایست با سیستم مهار و شناورسازی متصل و توربندی شود. این چارچوب می بایست با به کارگیری مواد کم وزن و بدون خوردگی طراحی شود.
تور دارای سه وظیفه اصلی به شرح زیر است: نگهداری ماهی ذخیره شده، حفاظت از ماهی ها در مقابل شکارچیانخارج از تور و جریان آزادانه آب از محیط داخل و خارج قفس.
قفس ها می بایست از مواد بادوام سبک و ارزان قیمت ساخته شوند. تورهای فلزی گالوانیزه دارای پوشش پلاستیک. تورهای پلی اتیلنی و تورهاینایلونی وجود دارند.
تورهای فلزی با دوام سخت با مواد آنتی فولینگ مانند روی که روی این تورها قرار داده شده است؛ مقاومت بیشتری نسبت به تکثیر و رشد جلبکها و موجودات مزاحم از خود نشان می دهند، به راحتی تمیز می شوندو انعطاف پذیرند اما بسیار سنگین و پر دردسر هستند و استفاده از آن زیاد متداول نیست.
تورهای پلاستیکی یا نایلون، بادوام، نیمه سخت، سبک و ارزان تر از تورهای فلزی هستند اما در مقابل شکارچیانی مثل سمور، تمساح و لاک پشت بسیار آسیب پذیر بوده و پیشنهاد نمی شود.
تورهای پلی اتیلن کم وزن و با دوام اند و به کارگیری آن آسان و همچنین ارزان است. تور قفس را می توان به صورت دو کیسه تو در تو (تور خارجی و تور داخلی) به چارچوب وصل کرد.
تور خارجی با بافت های محکم تر می تواند تور اصلی را احاطه نماید و از ورود ماهیان شکارچی جلوگیری نماید. نام این تور نیز تور ضد شکارچی است. اندازه سوراخ های تور باید فضای کافی جهت گردش آب در قفس به منظور ورود آب تازه و اکسیژن و خروج ضایعات را فراهم کند. با افزایش اندازه بچه ماهی ها ضروری است از تور با چشمه های بزرگتر استفاده شود البته همچنان که نتوانند از میان چشمه ها فرار کنند.
