لولههای پلی اتیلن (PE) به دلیل ساختار پلیمری منحصربهفرد، انعطافپذیری بالا و مقاومت شیمیایی عالی، به جایگزینی قدرتمند برای لولههای فلزی، پیویسی و بتنی در صنایع آب، فاضلاب و گاز تبدیل شدهاند. اما یکی از کلیدیترین فاکتورها در تضمین طول عمر و کارایی خطوط لوله، انتخاب روش اتصال صحیح است. برخلاف لولههای فلزی که عمدتاً رزوه یا جوش داده میشوند، اتصال لولههای پلی اتیلن طیف وسیعتری دارد که بسته به فشار کاری، سایز لوله و حساسیت پروژه انتخاب میشود.
در این راهنمای فنی، انواع روشهای اتصال شامل جوشکاری حرارتی (باتفیوژن و الکتروفیوژن) و روشهای مکانیکی را بررسی میکنیم.
۱. اتصال جوشی لب به لب
روش جوش لب به لب یا باتفیوژن، متداولترین روش برای اتصال لولههای پلی اتیلن در سایزهای متوسط تا بزرگ (معمولاً بالاتر از ۹۰ میلیمتر) در شبکههای انتقال آب و فاضلاب است. این فرآیند یک روش ترمو فیوژن است که در آن دو سر لوله با استفاده از صفحه داغ (هیتر) حرارت داده میشوند تا به نقطه ذوب برسند. سپس این دو سطح مذاب تحت فشار کنترلشده و در یک بازه زمانی مشخص به هم فشرده میشوند تا پس از خنک شدن، یک اتصال همگن و یکپارچه شکل بگیرد.
نکات فنی و اجرای اتصال جوشی لب به لب
کیفیت این جوش وابستگی شدیدی به مهارت اپراتور و کالیبراسیون دستگاه جوش دارد. دستگاههای استاندارد باتفیوژن دارای واحدهای کنترلی هستند که پارامترهای حیاتی نظیر دمای صفحه هیتر، فشار اعمال شده در زمان گرمادهی و فشار، همترازی و بیضی بودن لوله و همچنین زمان خنکسازی را پایش میکنند. اگر این جوش به درستی انجام شود، مقاومت نقطه اتصال برابر با خود لوله خواهد بود و میتواند تمام تنشهای وارده را تحمل کند. این روش برای خطوط طولانی و مستقیم بسیار اقتصادی است.
۲. اتصال الکتروفیوژن
زمانی که صحبت از خطوط توزیع گاز یا تعمیرات در نقاطی با دسترسی دشوار باشد، اتصال الکتروفیوژن حرف اول را میزند. بر اساس استانداردهای شرکت ملی گاز ایران و استانداردهای بینالمللی مانند DIN آلمان، این روش ایمنترین گزینه برای انتقال گاز است.
در این روش از اتصالات خاصی (مانند کوپلر، زانو یا سهراهی) استفاده میشود که در ساختار داخلی خود دارای سیمپیچهای گرمایشی هستند. فرآیند کار بدین صورت است که دو سر لوله داخل اتصال قرار میگیرند و جریان الکتریسیته از طریق دستگاه جوش به سیمپیچها اعمال میشود. انرژی الکتریکی به گرما تبدیل شده، پلاستیک اطراف سیمپیچ و سطح لوله را ذوب میکند و باعث آمیخته شدن مولکولی دو قطعه میشود.
چرا الکتروفیوژن دقیقتر است؟
تمام مشخصات فنی مورد نیاز برای جوش (دما، ولتاژ و زمان) از طریق بارکد روی اتصالات خوانده شده و توسط واحد کنترل الکترونیکی (ECU) دستگاه اعمال میشود. این امر خطای انسانی را به حداقل میرساند. نکته بسیار مهم در این روش، لزوم تراشیدن لایه اکسید روی سطح لوله قبل از عملیات است. اگر لایه اکسیداسیون برداشته نشود، جوش دچار ضعف ساختاری خواهد شد. همچنین پس از اتمام جوشکاری، باید به محل اتصال زمان داد تا کاملاً سرد شود و تشکیل نقاط سرد و گرم (مناطق انجماد) به درستی صورت گیرد.
۳. اتصالات مکانیکی و پیچی
همه پروژهها نیاز به دستگاه جوش ندارند. در بسیاری از خطوط آبیاری کشاورزی، انشعابات فرعی و لولههای سایز پایین (معمولاً تا ۱۱۰ یا ۱۲۵ میلیمتر)، از روشهای مکانیکی استفاده میشود. این اتصالات نیاز به برق و حرارت ندارند و سرعت اجرای بالایی دارند.
این اتصالات معمولاً شامل یک بدنه، سرپیچ، اورینگ آببندی و یک حلقه اسپلیت یا سفتکننده هستند. وظیفه سفتکننده، گاز گرفتن بدنه لوله و جلوگیری از بیرون زدگی آن در اثر فشار آب است. انواع اتصالات پلی اتیلن به روش مکانیکی شامل دو گروه زیر می شود.
- اتصالات پیچی معمولی: این اتصالات عمدتاً برای فشارهای کاری پایین (زیر ۴ بار) و سیستمهای آبیاری قطرهای کاربرد دارند. باز و بسته کردن آنها سریع است و به لوله آسیبی نمیرسانند.
- اتصالات کوپلی فشاری: نوع پیشرفتهتر اتصالات مکانیکی هستند که میتوانند فشارهای بالاتر (۱۰ تا ۱۶ بار) را نیز تحمل کنند و در شبکههای آب شهری کاربرد دارند.
۴. اتصال فلنجی
یکی از چالشهای اصلی پیمانکاران، اتصال لوله پلی اتیلن به شیرآلات چدنی، پمپها یا مخازن فلزی است. از آنجا که نمیتوان پلاستیک را به فلز جوش داد، از اتصال فلنجی استفاده میشود.
در این روش، یک قطعه پلی اتیلنی به نام آداپتور فلنج به سر لوله جوش داده میشود (معمولاً به روش لب به لب). قبل از جوش، یک رینگ فلزی پشت آداپتور قرار میگیرد. سپس این رینگ فلزی به فلنجِ شیرآلات یا لولههای فولادی پیچ و مهره میشود. این روش تنها راه استاندارد برای تغییر متریال در خطوط لوله و ایجاد قابلیت باز و بسته کردن تجهیزات بدون برش لوله است.
جمعبندی و راهنمای انتخاب
انتخاب روش اتصال به کاربری و فشار کاری وابسته است. اگر پروژه شما خط انتقال گاز است، الزاماً باید از الکتروفیوژن استفاده کنید. برای خطوط اصلی آب و فاضلاب با سایز بالا، جوش لب به لب اقتصادیترین و مقاومترین گزینه است. اما اگر در حال اجرای سیستم آبیاری باغ یا زمین کشاورزی هستید و نیاز به سیستمی دارید که در آینده قابل تغییر باشد، اتصالات پیچی و مکانیکی بهترین انتخاب خواهند بود.
