تبلیغات
معماری - لوله های چند لایه
معماری

لوله های چند لایه

یکشنبه 19 شهریور 1391

نوع مطلب :تاسیسات، 

لوله های فلزی و پلیمری هر كدام دارای نقاط قوت و ضعف مخصوص خود میباشند.در طراحی و تولید لوله های 5لایه سعی گردیده با تلفیق پلیمر و فلز، از مزایای هر دو استفاده و نقاط ضعف آنها پوشش داده شود. لوله های تلفیقی خصوصیاتی چون عمر زیاد ،عدم پوسیدگی و خوردگی ، مقاومت شیمیایی ، سرعت و سهولت در نصب را از لوله های پلیمری ، عدم نفوذ اكسیزن و انبساط طولی نا چیز را از لوله های فلزی به ارث برده اند.

ساختار تركیبی لوله های چند لایه سان پکس چگونه است؟

لوله های سان پکس از نوع لوله های فلزی یا مركب هستند كه از تركیب چند لایه و یك لایه فلزی تشكیل شده اند. در این نوع لوله ها لایه داخلی و خارجی پلیمری بوده و لایه فلزی در میان پلیمرها واقع شده است . این ساختار در شكل زیر در برش مقطعی لوله نشان داده شده است .

مواد اولیه پلیمری مورد استفاده در لوله های چند لایه در دو نوع , و با استفاده از پلیمرهای PEX یا PERT تولید میشود. نماد AL درنام عمومی لوله های نشان دهنده ی لایه ی آلومینیوم است.

پلی اتیلن مشبك یا PEX نخستین پلیمر مورد استفاده در تولید لوله های تلفیقی است. و در واقع همان مواد پلی اتیلن میباشدكه ساختار مولكولی طولی آن ، با روشهای شیمیایی ( یا توسط تشعشع) به ساختار شبكه ای تبدیل شده و در نتیجه پلیمر قدرت تحمل حرارت وفشار بیشتری را پیدا میكند.

پلیمر PERT نخستین پلیمری است كه اختصاصاً برای تولید لوله طراحی و عرضه شده است . استفاده از PERT در لوله های تلفیقی برای نخستین بار در سال 1997 با شعار « یك لوله برای همه ی كاربردها » آغاز گردید . این پلیمر پیشرفته, كوپلیمری از اكتن و اتیلن است و وجود زنجیره های هشت گانه ی كربن در ساختار آن باعث میشود كه ضمن دستیابی به مزایای بیشتر , نیاز به مشبك كردن برای افزایش مقاومت در مقابل فشار و حرارت از بین برود.

خصوصیت مواد پلیمری PEX تحمل حرارت تا 95 درجه سانتیگراد می باشد در حالی که پلیمر PERT صیقلی تر می باشد و چسبندگی بیشتری نسبت به لایهAL دارد ولی از نظر تحمل حرارت آب گرم تا 80 درجه سانتیگراد توصیه می شود .

مزایای وجود لایه آلومینیوم AL

هر چند لوله های پلیمری مانند پلی اتیلن, پلی پروپیلن , پلی بوتیلن و پلی اتیلن شبكه ای شده, دارای مزایای نسبت به لوله های فلزی میباشند. ولی دارای دو محدودیت مهم زیر نیز هستند:
ضریب انبساط حرارتی زیاد

بطور كلی ضریب انبساط حرارتی مواد پلیمری در مقایسه با فلزات بسیار بالا میباشد. بعنوان نمونه ضریب انبساط حرارتی پلی پروپیلن و پلی اتیلن در محدوده 19/0-14/0 میباشد در صورتی كه ضریب انبساط حرارتی فلزات كمتر از 02/0 میباشد . هنگامی كه آب گرم دخل لوله های پلیمری جریان یابد طول لوله ها افزایش مییابد و در صورت بسته بودن شبكه لوله كشی ایجاد تنش های حرارتی كرده و طول عمر لوله را كاهش میدهد.
نفوذ اكسیژن

نفوذ اكسیژن به داخل آب بخصوص در سیستم های حرارتی مثل شوفاژ تخریب اجزای فلزی را به شدت افزایش میدهد.

استفاده از لایه آلومینیوم موجب حل دو مشكل فوق میشود. مشخصات آلومینیوم مصرفی در این لوله ها بر اساس استاندارد ASTM به صورت زیر می باشد:

استحكام كششی: حداقل Mpa 100 (Psi 14600)
درصد افزایش طول در نقطه پارگی : 20%
ضخامت : بین 3/0-2/0 میلی متر ( بسته به قطر لوله)

استفاده از آلومینیوم های آلیاژی كه دارای استحكام بالا میباشد دارای دو مزیت است:
استحكام بالای لوله
قابلیت جوش بهتر

نكته حائز اهمیت در كاربرد لایه آلومینیوم , جوش طولی آن میباشد . اگر لایه آلومینیوم بدون جوش استفاده شود در استحكام لوله ها نقش مهمی را ایفا نخواهد كرد. جوش فویل آلومینیوم با ضخامت حدود 200 تا 300 میكرون تكنولوژی بالایی را میطلبد كه در تولید سان پکس اعمال شده است .
لایه چسب

همانطوری كه در ساختمان سان پکس شرح داده شده بین لایه آلومینیوم و لایه های داخلی و خارجی پلیمر از دو لایه چسب استفاده شده است . قابل توجه است كه چسبندگی پلیمر به آلومینیوم , ضعیف می باشد و استفاده از چسب الزامی است.

چسب مورد استفاده بایستی دارای خواص زیر باشد: استحكام چسبندگی بالا به سطح آلومینیوم و پلیمر.
مقاومت حرارتی بالا بطوریكه تا دمای 110 درجه سانتیگراد در زمان طولانی مقاوم باشد.
قابلیت فرآیند درخط تولید لوله

برخی از مزایای لوله های چند لایه سان پکس انبساط طولی ناچیز
تحمل فشار و دمای بیشتر نسبت به سایر لوله های پلیمری
عدم نفوذ اكسیژن
عدم رسوب گذاری
افت فشار ناچیز
مقاومت شیمیایی
نیاز به عایق كاری كمتر
انعطاف پذیری و استفاده از اتصالات كمتر
مقاومت بیشتر از سایر لوله ها در برابر زلزله
مقاومت در برابر ضربه قوچ (water hammer)
عدم رسوب گذاری

تحمل فشار و دمای بیشتر نسبت به سایر لوله های پلیمری
تولید بر اساس استاندارد 15 اتمسفر تحمل فشار و 95 درجه سانتیگراد موجب گردیده است نسبت به سایر لوله ها دمای بیشتری را در طول زمان تحمل نماید.

انبساط طولی ناچیز
با توجه به ضریب انبساط حرارتی بالای مواد پلیمری در مقایسه با مواد فلزی, طول لوله های پلیمری در معرض دمای بالا افزایش زیادی خواهد داشت . به عنوان مثال اگر 50 متر لوله پلی پروپیلن از دمای 20 درجه سانتی گراد به دمای 70 درجه سانتیگراد برسد حدود 450 میلیمتر افزایش طول خواهد داشت . این افزایش طول سبب میشود كه :
در لوله تنشهای حرارتی ایجاد شود.
لوله ها خمیده شده و در صورت صحیح نبودن نصب به سیستم لوله كشی آسیب وارد شود.
درهنگام لوله كشی مساله افزایش طول در نظر گرفته شود.

برخلاف لوله های پلیمری كه دارای مشكلات فوق میباشند ، لوله های سان پکس به جهت دارا بودن لایه فلزی دارای ضریب انبساط حرارتی پایین میباشند. این مساله در جدول زیر نشان داده شده است

عدم نفوذ اكسیژن

مواد پلیمری مانند پلی اتیلن , پلی پروپلین , پلی بوتیلن و ... سد خوبی در برابر عبور اكسیژن نمیباشند . نفوذ اكسیژن به داخل آب سبب تشدید خوردگی در اجزای فلزی شبكه های آبرسانی میشود. این مساله بخصوص در سیستمهای حرارتی سبب تخریب اجزای شوفاژ و مبدلهای حرارتی میشود.

عدم رسوب گذاری

علاوه بر مواردی كه اشاره شد سطح داخلی لوله های 5 لایه در مقایسه با لوله های فلزی دارای سطح بسیار صیقلی میباشند كه این ویژگی علاوه بر كاهش رسوب گذاری سبب كاهش افت فشار درشبكه آبرسانی شده و امكان استفاده از لوله هایی با سایز كمتر جهت كاهش هزینه را فراهم مینماید.

افت فشار ناچیز

بواسطه داشتن سطح داخلی صاف و صیقلی ( به گونه ای كه میتوان گفت بستر آن همانند شیشه است ) كمترین افت فشار را در لوله كشی ایجاد میشود. افت فشار در یك مسیر آب , برابر با مجموع افت فشار در طول لوله و افت فشار در اتصالات و تغییر مسیر میباشد . افت فشار در لوله حامل جریان معمولاً از دو عامل نشأت میگیرد.

الف ) زبری سطح داخلی لوله ( افت فشار استاتیك ایجاد میكند )

ب) تغییر سرعت یا تغییر جهت جریان ( افت فشار سرعت یا اصطكاكی ایجاد می كند ) حال مختصراً به بررسی موارد افت فوق میپردازیم :

افت فشار استاتیك یا اصطكاكی his or hif
این افت فشار معمولاً در سیستمهای انتقال سیال با رابطه:f(L/D).V2/2g his = بیان میشود . هر قدر زبری سطح داخلی لوله (є) زیاد باشد نسبت زبری به قطر لوله D) /(є افزایش مییابد و مقدار f (ضریب اصطكاك ) نیز افزایش یافته و در نهایت مقدار افت فشار استاتیك (his) بیشتر میشود.

لوله سان پکس دارای زبری بسیار ناچیز میباشد. ((є = 0.007mmیعنی نسبت D) /(є لوله سان پکس بسیار كوچك است كه این مسئله , كوچك شدن f و در نهایت كوچك شدن افت فشار استاتیك (his) را بدنبال دارد كه یكی از مهمترین اهداف طراحی سیستم های انتقال سیال میباشد.

افت فشار سرعتی hiv

این افت فشار تابع سرعت جریان سیال است مهمترین عواملی كه این افت فشار را بوجود میآورد عبارتست از : تغییر جهت جریان ناشی از بكار بردن اتصالات زیاد و در نهایت آشفتگی در مسیر جریان سیال.

با استفاده از لوله سان پکس میتوانیم در بكار بردن اتصالات صرفه جویی كنیم ( بواسطه انعطاف پذیر بودن و خم شدن لوله) و علاوه بر كنترل هزینه ها افت فشار سرعتی را در لوله ها مهار كنیم . اتصالات یا بطور كلی تغییر مسیر با رابطه:

hiv or hif = åk.v2/2g در جریان سیالات ایجاد افت فشار میكنند و هر قدر تعداد اتصالات كمتر باشد مقدارåk در رابطه فوق كمتر و در نهایت hiv (افت فشار سرعتی ) كاهش مییابد. بنابراین برای داشتن كمترین افت فشار در سیستم های لوله كشی , لوله سان پکس بهترین ابزار انتقال سیالات میباشد.

مقاومت شیمیایی

وقتی بحث مقاومت شیمیایی پیش میآید عموماً اطلاعات مورد نیاز به صورت جداول در اختیار قرار میگیرد تا كاربر با مراجعه به این جداول به درستی قضاوت نماید . در این قبیل جداول عموماً اثر غلظت و دماهای متفاوت لحاظ میگردد. نمونه ای از اینگونه جدوال در ذیل آورده شده است . با توجه به مقاومت شیمیایی پلیمر در مقایسه با فلزات, لوله های پلی اتیلن و پلی پروپیلن دارای كاربرد بسیار وسیعی در صنایع شمیایی می باشد.

توصیه میشود كه در استفاده از این لوله ها جهت مواد شیمیایی حداكثر دقت بعمل آید و به اتصالات فلزی نیز توجه شود.

نیاز به عایق كاری كمتر

ضریب هدایت حرارتی لوله سان پکس پایین میباشد (K="0.43" W/m.k ) . یعنی این مقدار حدود 02/0 لوله های فلزی میباشد ( به معنای اتلاف انرژی ناچیز) .

با داشتن این خاصیت ، لوله سان پکس به خصوص در فصلهای زمستان و تابستان نیاز به عایق بندی كمتری دارند. ( دیده میشود كه لوله های فلزی را كه بصورت روكار نصب میشوند با پشم شیشه یا ماده دیگری عایق بندی می كنند تا در فصل زمستان از یخ زدگی و در فصل تابستان از گرم شدن بی رویه آب داخل لوله بواسطه سرما یا گرمای محیط جلوگیری شود) در حالیكه اگر لوله سان پکس بصورت روكار نصب شود. علاوه بر داشتن زیبایی ، احتیاجی به هیچ گونه عابق بندی ندارد زیرا لوله مذكور دارای ضریب هدایت حرارتی پایینی در حدود مواد عایق میباشد .

انعطاف پذیری و استفاده از اتصالات كمتر

نسبت مناسب بین آلومینیوم و ماده پلیمری باعث خم شدن آسان لوله حتی با دست میشود و لوله دقیقاً شكل داده شده را به خود میگیرد. این لوله با وجود اینكه محكم است اما سبك میباشد و حمل و نقل آن آسان میباشد . همچنین در مقابل فساد مقاوم است. با توجه به آنكه لوله های فلزی قابلیت استحكام و لوله های پلیمری قابلیت انعطاف پذیری خوبی دارند انتظار میرود كه لوله های تركیبی هر یك از این خواص را تا حدود زیادی داشته باشند . آزمونهای انجام شده بر روی لوله های تركیبی نشان میدهد كه این لوله ها در مقابل ضربات و تنشهای وارده انعطاف پذیری و مقاومت بالایی داشته و بر خلاف انواع لوله های پلاستیكی به دلیل وجود لایه آلومینیوم میانی در مقابل صدمات مكانیكی تقویت شده اند . سان پکس علیرغم مقاومت آلومینیوم بالا به راحتی خم میشود. حداقل شعاع انحنا 5 برابر قطر خارجی لوله میباشد.

مقاومت بیشتر از سایر لوله ها در برابر زلزله

همچنین قابل ذكر است كه سان پکس طبق نظریه كارشناسان مرتبط ، مقاومت بسیار خوبی در برابر زلزله از خود نشان میدهد و در سیستم های لوله كشی با طراحی مناسب ، تنشهای بوجود آمده ناشی از شكست گسلها را بهنگام وقوع زلزله محو میكند.

مقاومت در برابر ضربه قوچ WATER HAMMER

لوله های چند لایه بواسطه مسلح بودن به لایه آلومینیوم مقاومت قابل توجهی در برابر نیروهای اضافی ناشی از جریان سیال از خود نشان میدهد . پدیده مهمی كه برخی مواقع در جریان سیالات و به خصوص در زمان اغتشاش جریان اتفاق میافتد پدیده ضربه قوچ میباشد. این پدیده در اثر تغییر ناگهانی سرعت جریان آب در لوله و یا انسداد پیدرپی مسیر جریان آب ( مثلاً كه شیر آب را بطور ناگهانی باز میكنیم و یا میبندیم ) بوجود میآید بطوریكه فشار زیادی در آب ایجاد میشود كه بصورت موج در امتداد لوله و خلاف جهت جریان حركت نموده، پس از برخورد به مانع باز میگردد و با عمل رفت و برگشت موج فشار تا زمان استهلاك كامل آن ادامه مییابد . این فرآیند بعضی اوقات باعث شكستن لوله های غیر مسلح و معمولی میشود و با صدای زیادی توام است. لوله سان پکس در برابر پدیده ضربه قوچ مقاومت بسیار خوبی از خود نشان میدهد و این پدیده هیچگاه نمیتواند این نوع لوله را تخریب كند.

عدم رسوب گذاری در داخل لوله

جدار داخلی لوله های سان پکس نسبت به جدار داخلی لوله های فلزی رایج ، بسیار صیقلی هستند. این امر امكان رسوبگذاری معدنی را منتفی مینماید از طرفی بدلیل عدم رسوب گذاری افت فشار در داخل لوله ها بسیار ناچیز خواهد بود و بنابراین انتخاب لوله هایی با قطر كمتر فراهم میشود.

كاربرد لوله های چند لایه
آب آشامیدنی
لوله كشی گاز
كاربرد در صنعت و پزشكی
كاربرد در سیستم های حرارتی و برودتی
سیستم گرمایش كفی

آب آشامیدنی

در سایر كشورها نظیر انگلیس , فرانسه, آلمان , سوئیس , اتریش , چین و ژاپن استفاده از لوله های 5 لایه به تایید سازمانهای بهداشتی رسیده است ، بنابر این طعم و مزه آب تغییری نخواهد كرد. همچنین از این لوله ها میتوان جهت انتقال آب گرم مورد مصرف در شستشو نیز استفاده كرد.

لوله كشی گاز

برای لوله كشی گاز طبیعی باید از لوله هایی استفاده شود كه در مقابل گاز نفوذ ناپذیر باشد, فشار بالایی را تحمل كند و هیچگونه فعل و انفعال شیمیایی در داخل لوله صورت نگیرد . در همین راستا لوله های مركب ( PEX - PEX- AL ),(PRT-AL-PRT) ضمن دارا بودن این ویژگیها دارای ایمنی بالایی میباشد به همین دلیل در آمریكا و برخی از كشورهای اروپایی و آسیایی از این محصولات برای لوله كشی گاز طبیعی استفاده میشود.

كاربرد در صنعت و پزشكی

در صنایع غذایی دارویی و اغلب مواد شیمیایی جایی كه دماهای كمتر از دمای آب جوش مطرح باشد امكان استفاده از لوله های مركب( PEX - PEX- AL ),((PRT- AL- PRT وجود دارد این لوله ها در صنایع پزشكی نظیر گازهای طبی و سیستمهای دیالیز مورد استفاده قرار میگیرند. در صنایع سنگین نظیر كشتی سازی و ماشین سازی و همچنین در كارخانه های تولید مواد شیمیایی كه لوله های فلزی كارآیی ندارند نیز از این لوله ها استفاده میشود.

كاربرد در سیستمهای حرارتی و برودتی سیستم كف خواب floor heating

امروزه یكی از كاربرد های عمده و مهم لوله های چندلایه (PEX-AL-PEX)( PRT - PRT- AL ) استفاده در سیستمهای حرارتی و برودتی میباشد . در صورت استفاده از این لوله ها در سیستمهای حرارتی حداكثر دمای مجاز برای كاركرد بلند مدت 95 درجه سانتیگراد میباشد. این لوله ها یا بصورت اتصال به رادیاتورها بر طبق روشهای رایج بكار گرفته میشوند و یا اینكه از طریق روش كف خواب ( با قرار دادن لوله ها به یكی از شكلهای مارپیچ یا كفی حلقوی درون بتون) مورد استفاده قرار میگیرند . در روش اخیر با معلوم بودن جنس مصالح ساختمانی ، مساحت اتاق ، تعداد پنجره ها و شرایط ، امكان محاسبه طول لوله های مركب جهت خوابانیدن دركف اتاقها وجود دارد ضمن اینكه این لوله ها قابل استفاده در سیستمهای برودتی از قبیل فن كویل , سردخانه , سیستمهای مولد سرما و غیره میباشند. قابل ذكر است كه در سیستمهای حرارتی كف خواب floor heating امكان استفاده از انواع لوله های فلزی بعلت ایجاد رسوب و افت فشار وجود ندارد . در شكلهای زیر نمونه هایی از یك سیستم كف خواب نشان داده شده است .

انتخاب صحیح یك سیستم گرمایشی نقش مؤثری در تأمین آسایش ساكنین ساختمان دارد. در سیستم های مدرن گرمایش و سرمایش تابشی ضمن امكان پوشش وسیعتری توسط لوله ها و پانلها میتوان دمای 15 درجه سانتیگراد را در حالت سرمایش و دمای بین 35 تا 50 درجه سانتیگراد را برای حالت گرمایش ایجاد نمود . البته به دلیل رخ دادن حالت چگالش و میعان قطرات آب روی سطوح سرد نمیتوان برای سرمایش تابشی از دماهای كمتر استفاده نمود.چون در سیستمهای گرمایشی دیگر جریان هوا عامل اساسی به شمار میآید در نتیجه آلودگی ناشی از اختلاط هوای محیطهای مجاور در اثر حرارت هوا نیز امری غیر قابل پیشگیری است كه این مساله در سیستم تابشی وجود ندارد. بنابراین از لحاظ بهداشتی و كاهش آلودگی محیطهای كار و زندگی و بهره وری افراد ساكن در محل , بسیار مناسبتر است.

این برتری عامل موثری در كار برد این روش در بیمارستانها و اتاقهای عمل است كه از هزینه فیلتر كردن هوا در محیطهای تمیز نیز به مقدار زیادی میكاهد . همچنین به دلیل حذف دستگاهها و تجهیزات گرما ساز و سرما ساز در محل مصرف مانند بخاری ویا رادیاتور , از این روش , به ویژه در آپارتمانهای كوچك , راهروها و دالانها میتوان استفاده بیشتری نمود. در سالنهای اجتماعات , تالارها و موزه ها نیز به دلیل بلند بودن سقف معمولاً گرما به ارتفاع نزدیك سقف منتقل میشود و برای گرمایش محیط نیاز به فعالیت دستگاههای گرما ساز به میزان بیشتری به وجود میآید كه این مهم علاوه بر مصرف انرژی بیشتر باعث استهلاك تجهیزات نیز میگردد. با استفاده از گرمایش تابشی میتوان ارتفاع نزدیك به كف و در اصل فضای مفید این مكانها را با مصرف انرژی كمتر گرم و همچنین گرمای مطبوعتری ایجاد نمود.

گرمایش به روش گرما از كف به عنوان راحتترین , سالمترین طبیعی ترین روش گرمایشی موجود, شناخته , شده است . این سیستم معمولاً در دمای بین 30 تا 60 درجه سانتیگراد كار میكند كه در مقایسه با دیگر روشهای حرارتی كه بین 55 تا 80 درجه سانتیگراد كار میكنند, باعث كاهش مصرف انرژی به میزان 20 تا 40 درصد میشود.

 


foot pain
سه شنبه 14 شهریور 1396 08:18 ق.ظ
If some one desires to be updated with hottest technologies then he must be visit this website
and be up to date daily.
http://cherrybartlett.hatenablog.com/archive/2016/02/29
شنبه 31 تیر 1396 01:19 ق.ظ
Howdy! Someone in my Myspace group shared this website with us so I came to look
it over. I'm definitely loving the information. I'm bookmarking and will be tweeting this to my followers!
Wonderful blog and excellent style and design.
BHW
چهارشنبه 6 اردیبهشت 1396 06:41 ب.ظ
Pretty! This was a really wonderful post. Thank you for supplying these details.
manicure
یکشنبه 3 اردیبهشت 1396 05:06 ق.ظ
Hi, just wanted to say, I enjoyed this blog post.
It was practical. Keep on posting!
BHW
شنبه 2 اردیبهشت 1396 09:18 ب.ظ
You really make it seem so easy together with your presentation however I in finding this topic to be actually
one thing which I think I might by no means understand.
It sort of feels too complex and extremely wide for me.

I'm taking a look ahead for your subsequent submit, I will try to get
the hold of it!
BHW
چهارشنبه 23 فروردین 1396 10:52 ب.ظ
Remarkable issues here. I am very glad to peer your
post. Thanks so much and I'm taking a look forward to contact you.
Will you kindly drop me a mail?
 
لبخندناراحتچشمک
نیشخندبغلسوال
قلبخجالتزبان
ماچتعجبعصبانی
عینکشیطانگریه
خندهقهقههخداحافظ
سبزقهرهورا
دستگلتفکر


فهرست وبلاگ
پیوندهای روزانه
طبقه بندی
آرشیو
نویسندگان
نظرسنجی
    بهترین تکنیک در راندو کدام است؟




آمار وبلاگ
  • کل بازدید :
  • بازدید امروز :
  • بازدید دیروز :
  • بازدید این ماه :
  • بازدید ماه قبل :
  • تعداد نویسندگان :
  • تعداد کل پست ها :
  • آخرین بازدید :
  • آخرین بروز رسانی :
جستجو
آخرین پستها
اَبر برچسبها