مواد CRP 100 نچرال

مواد CRP 100 نچرال یکی از ترکیبات پلی اتیلن سنگین (HDPE) با گرید PE 100 است. مواد CRP 100 نوعی از پلی اتیلن سنگین اکستروژن محسوب می­شوند که از مقاومت هیدرواستاتیک بسیار زیادی برخوردار هستند. از این مواد برای تولید لوله­ها و اتصالات استفاده می­شود که به تدریج جایگزین مواد سنتی مانند چدن، چدن داکتیل و بتن در سیستم­های لوله کشی شده اند. لوله­هایی که در ابعاد کوچکتر هستند قابل  کویل شدن هستند و بنابراین در فواصل طولانی امکان نصب آنها بدون اتصال وجود دارد.

مواد CRP 100 در انواع مختلف تولید و طبقه بندی می­شوند:

• مواد CRP 100 نچرال دارای فرمول شیمیایی HDPE CRP100 Nature هستند که با علامت CRP100N نمایش می­شوند. این مواد از نوع کوپلیمرهای بی رنگ هستند که در کارخانه آنها را تحت استانداردهایی و توسط افزودن موادی به نام مستربچ به رنگ مشکی در می­آورند.
• مواد CRP 100 مشکی خود رنگ از نوع پلی اتیلن با چگالی بالا هستند که در کارخانه تحت تکنولوژی های مختلف از جملهHostalen با رنگ مشکی خود رنگ HDPE CRP100 Black دارای سختی زیاد تولید می­شوند. اینگونه مواد با علامت CRP100B نمایش می­شوند. طول عمر پلیمر مشکی زیاد است و برای لوله­های فشار قوی آب و گاز مصرف می­شود.

مواد CRP 100 نچرال

بسیاری از اصطلاحات و کلمات اختصاری مرتبط با Polyethylene Pipe می­توانند گیج کننده باشند. لازم است این  اصطلاحات توضیح داده شود تا منظور از آنها مشخص گردد.

منظور از عدد 100 در کنار CRP 100 ورژنی از HDPE است و حداقل سطح چگالی مورد نیاز در 20 درجه را نشان می­دهد. به طور کلی، سطح CRP کمتر از 10 میلی گرم در لیتر حالت طبیعی در نظر گرفته می­شود. سطوح CRP بین 10 تا 100 میلی گرم در لیتر نشان دهنده التهاب خفیف تا متوسط است. در حالی که سطوح بالای 100 میلی گرم در لیتر نشان دهنده التهاب شدید است.

• تاریخ ساخت پلی اتیلن سنگین با چگالی بالا به سال 1953 در آلمان می­رسد. از آن زمان، پیشرفت­های بسیار خوبی برای بالا بردن استحکام مواد و مقاومت شیمیایی آن انجام گرفته است. در زمان حاضر تولید پلی اتیلن بسیار فراوان  است و کاربردهای زیادی در صنایع مختلف دارد.

  هر دو نوع مواد CRP 100 نچرال و خود رنگ مشکی به طور معمول با پلیمریزاسیون فشار کم سوسپانسیون مونومر گاز اتیلن تولید می­گردند. رزین لوله آبی رنگ (PE100) یک پلی اتیلن با چگالی بالا دو حالته است که از 1-بوتن به عنوان کومونومر استفاده شده است. ساختار اتیلن در شکل زیر نشان داده شده است.

ساختار اتیلن

در حین ترکیبات شیمیایی مولکول­های پلی اتیلن منشعب می­شوند. درجه انشعاب آنها در زنجیره­های مولکولی و طول زنجیره­های جانبی سبب ایجاد تاثیرات قابل توجهی بر خواص پلی اتیلن شده است. زمانی که پلی اتیلنِ مذاب سرد می­شود، متبلور و کریستالیزه می­گردد. درجات مختلف کریستال­ها باعث تولید چگالی­های متفاوتی می­شود. درجه تبلور یا کریستالی با توجه به گرید پلی اتیلن بین 35 تا 80 درصد متغیر است. پلی اتیلن با چگالی بالا (HDPE) دارای درجه کریستالی بین 60 تا 80 درصد است. در حالی­که درجه کریستالی برای پلی اتیلن با چگالی متوسط (MDPE) در محدوده 50 تا 60 درصد است.

افزودنی­های مورد نیاز به منظور تولید لوله­های پلی اتیلن عبارتند از:

آنتی اکسیدان، تثبیت کننده فرایند، روان کننده جهت کمک به پردازش و اسید به عنوان عامل پاک کننده موثر رادیکال­های آزاد.

مواد CRP 100 در کارخانه در دو نوع گرانول بی رنگ و خود رنگ مشکی تولید می­شوند.

مشخصات مواد CRP 100 مشکی خود رنگ با تکنولوژی Hostalen  در جدول زیر آمده است:

در ادامه مشخصه های درج شده در جدول توضیح داده می­شود:

• چگالی پلی اتیلن با درجه کریستالی آن تناسب دارد. پلی اتیلن با چگالی بالا (HDPE) در چگالی بین 0.940 گرم بر سانتیمتر مکعب تا 0.965 گرم بر سانتیمتر مکعب به درجه کریستالی 60 تا 80 درصد می­رسد. درجه کریستالی پلی اتیلن با چگالی متوسط (MDPE) در چگالی 0.930 گرم بر سانتیمتر مکعب به محدوده بین 50 تا 60 درصد می­رسد.

گرانول مشکی

• منظور از FRR نسبت نرخ جریان است. در حال حاضر به جای اندازه گیری تنها یک مقدار نرخ جریان ذوب (Melt Flow Rate)، به طور کلی بر اساس دو MFR اندازه گیری می­شود. نرخ جریان ذوب (MFR) تعیین مقدار ماده ذوب شده است که در مدت ده دقیقه توسط یک پیستون با فشار ثابت، از طریق قالب، پرس می­شود. مواد مورد استفاده از گریدهای مختلف پلی اتیلن تشکیل یافته است. مقدار FRR برای هر یک از گریدهای مواد پلی اتیلن بر اساس روش هر یک از تولیدکنندگان این مواد، مقداری مشخص است. در نتیجه توسط مقدار FRR می­توان اصالت و مرجع تولید مواد پلی اتیلن را نیز مورد بررسی قرار داد.
• مقاومت در برابر ضربه (Notched Impact) یک تست تک نقطه ای است. به این صورت که مقاومت مواد را در برابر ضربه ناشی از نوسان آونگ اندازه گیری می­کند. منظور از ضربه، انرژی جنبشی مورد نیاز برای شروع ایجاد شکستگی و ادامه شکستگی تا زمانی که نمونه شکسته شود، می­با­شد.

یکی از موارد کاربردی مهم مواد CRP 100 نچرال و مواد CRP 100 مشکی خود رنگ در ساخت لوله ­های انتقال است.

لوله های انتقال

این مواد به دلیل ویژگی های زیر استفاده زیادی در صنعت دارند:

• مقاومت عالی در تمامی سطوح داخلی و خارجی در برابر طیف وسیعی از کاربردهای شیمیایی.
• عمر طولانی با رعایت شرایط محیطی.
• بسیار انعطاف پذیر.
• وزن سبک.
• مقاومت در برابر تغییرات pH در طیف کامل.
• ضریب هدایت حرارتی بسیار پایین.
• به خاطر پایداری زیاد در مقابل اشعه ماوراء بنفش برای استفاده در فضای باز مناسب است.
• حفظ یکپارچگی در دماهای بسیار پایین.
• مطابق با دستورالعمل اتحادیه اروپا درباره مواد پلاستیکی، جهت تماس با مواد غذایی مورد تایید است.

لوله­های تولید شده از مواد CRP 100 مشکی خود رنگ تحت عنوان PE 100 رنگ مشکی، طبقه بندی ­شده اند. این کلاس از تکنولوژی Hostalen  مقاومت خوبی در برابر ترک­های حاصل از تنش­های محیطی (ESCR) را همراه با مشخصه هیدرواستاتیک طولانی مدت ارائه می­دهد. همچنین دارای ویسکوزیته مذاب بالا برای قالب گیری اکستروژن، تزریق و فشرده سازی می­باشد.

خواص پلی اتیلن در درجه اول با مشخصاتی مانند چگالی، جرم مولی و توزیع جرم مولی تعیین می­شود. هر چه چگالی افزایش یابد درجه بلوریت بیشتر شده و خواصی مانند استحکام کششی، سفتی، سختی و مقاومت در برابر حلال افزایش پیدا می­کند در همین حال نفوذپذیری در برابر گازها و بخارات کاهش پیدا می­کند. از طرف دیگر با افزایش چگالی استحکام ضربه، شفافیت و مقاومت در برابر ترک خوردگی کاهش می­یابد.

کارخانه تولید لوله های پلی اتیلن در شیراز

اغلب سیلندرهای مخازن توسط اکستروژن مواد CRP 100 مشکی خود رنگ ساخته می­شوند. این ماده سیاه مقاومت زیادی در برابر خوردگی دارد. خوردگی از طریق طیف وسیعی از اسیدها و بازهای معدنی و آلی حاصل می­شود.

دلایل توجه به یکسان سازی انواع مواد CRP 100 نچرال و مشکی خود رنگ عبارتند از:

• طول عمر مکانیکی لوله های پلی اتیلن در شرایط استفاده از گرید نچرال قابلیت ارزیابی توسط تولید کنندگان را ندارد. بنابراین خریداران با مشکل مواجه می­گردند.
• مشکی سازی این نوع لوله ها از نظر بهداشتی در حوزه آبرسانی دارای اهمیت است زیرا با سلامت مردم ارتباط مستقیم دارد.

در کارخانه پتروشیمی سعی بر ارائه انواع مواد CRP 100 نچرال و مشکی خود رنگ دارند. تولید پلی اتیلن در انواع مختلف گریدهای PE صورت می­گیرد. یکی از این گریدها پلی اتیلن پایپ گرید CRP100 B است. کنترل محصول از نظر تطابق با استاندارد و مشخصات ارائه شده توسط این کارخانه انجام می­گردد.

بخش مشکی کردن لوله­های پلی اتیلنی بایستی با رعایت استانداردها انجام گیرد. تولیدات پلی اتیلن پایپ گرید (CRP 100 Black) از کیفیت بسیار بالاتری نسبت به لوله های گرید نچرال برخوردارند. آنها در طرح­های زیر بنایی مهم مانند سیستم­های آبرسانی شهری، آبیاری قطره ای و نوارهای ابیاری به کار می­روند. بنابراین عملیات مشکی کردن مواد باید با رعایت سلامت مصرف کنندگان صورت پذیرد.

لوله­های از جنس مواد CRP 100 نچرال در دیگر سیستم­های انتقال مانند طرح­های آبیاری تحت فشار، گاز رسانی، شبکه‌­های فاضلاب شهری و خطوط انتقال مواد اولیه تولیدی واحدهای پتروشیمی به کار می­روند.

بررسی این موضوع از نظر بهداشت جامعه، سلامت مصرف کنندگان و محیط زیست اهمیت زیادی دارد. اگر حرکت سیال در درون لوله­‌های پلی اتیلنی مواد CRP 100 نچرال از استاندارد لازم برخوردار نباشد تاثیرات نامطلوبی برای مصرف کننده به همراه خواهد داشت. به عنوان نمونه برخی از بیماری­ها به وجود خواهد آمد. به همین دلیل مشکی کردن این گرید لازم است با رعایت شرایط بهداشتی انجام گیرد. تمامی محصولات تولیدی شرکت­های پتروشیمی در گریدهای مختلف لوله در آزمایشگاه­های معتبر کنترل کیفی می­شوند تا تطابق مشخصات فنی آنها با استانداردها راستی آزمایی شود.

در چند سال گذشته تمامی محصولات پلی اتیلن از جمله تولیدات پایپ گرید به صورت طبیعی عرضه می­شدند. این کار به دلیل بکارگیری کربن‌های غیر استاندارد، خطراتی مانند کاهش طول عمر مکانیکی لوله‌ها و نیز اثرات غیر بهداشتی را در پی داشته است. در حال حاضر از کربن P-TYPE استفاده می­گردد که پس از آزمایشهای مکانیکی دیده شد که مقاومت لوله­ها در قبال اثرات ترک خوردگی محیطی در طول زمان بالا رفته است.

به منظور رشد صنعت تولید لوله و اتصالات پلی اتیلن و کاهش هزینه‌های اضافی ناشی از عدم کیفیت، بایستی موارد زیر در نظر گرفته شود:

• رعایت استاندارد در تولید مواد اولیه: مشخصاتی که در تولید انواع مواد CRP 100 نچرال و مشکی خود رنگ به کار گرفته می­شود بایستی مورد قبول استانداردهای جهانی باشد. رعایت استاندارد از موارد مهم جهت کیفی سازی تولید لوله و اتصالات پلی اتیلن می‌باشد.
• رعایت بهداشت سلامت جامعه: یکی از مواردی که باید جهت بهداشتی بودن کربن در لوله­های آب آشامیدنی در نظر گرفته شود، تولید کربن از نوع P-TYPE است. در اینصورت مسئله مقاومت مکانیکی لوله­ها نیز برطرف می­شود.

بازیافت مواد PE

• رعایت موارد زیست محیطی: لوله های پلی اتیلن سنگین، بعد از استفاده و سپری شدن طول عمر مفیدشان قابلیت کاربرد در صنایع بازیافت را دارند. بنابراین قابلیت استفاده دوباره آنها به نفع محیط زیست خواهد بود. در زمان بازیافت پس از حذف ناخالصی­های پلی اتیلن، قیمت ماده بازیافتی از نظر اقتصادی بسیار مقرون به صرفه بوده و کمتر از یک پنجم قیمت مواد نو خواهد بود.

  همچنین گسترش صنایع تکمیلی که از گرانول­های اضافی برای مصارف غیر لوله استفاده شود، گامی دیگر در جهت حفظ محیط زیست خواهد بود.

• استاندارد سازی محل تولید: پلیمر مذاب در صورت قرار گرفتن در معرض هوا و تجزیه شدن در خارج از خط، در غلظت­های بالاتر سبب تحریک غشاهای مخاطی می­شود. طبق قانون کنترل انتشار گازهای گلخانه ای و پیشگیری از آلودگی، محل تولید باید تهویه خوبی داشته باشد تا دود یا بخارات را دور کند.