بررسی انواع لوله های موجود در بازار تاسیسات

در این مطلب می خوانیم:

تاریخچه

انواع لوله

تاریخچه

نسل های اولیه سیستم های تاسیساتی از لوله های صلب آهنی و فولادی استفاده می کردند. برای اتصال این لوله ها در منازل مسکونی و ساختمان های تجاری کوچک میتینگ های رزوه ای استفاده می شد. در حالی­ که در سیستم های بزرگ تر لوله ها را به یکدیگر جوش می دادند. از دلایل استفاده گسترده آن­ها، می­توان به دسترسی آسان به این مواد، اشاره کرد.

در برخی کشورها گاهی هنوز از لوله های فولادی و آهنی استفاده می شود، اما این استفاده به لوله کشی اطراف دیگ در موتورخانه محدوده شده و به ندرت در سیستم توزیع در ساختمان مورد استفاده قرار می گیرند.

پس از جنگ جهانی دوم لوله های مسی جایگزین لوله های آهنی و فولادی شد و با گذشت زمان انواع مختلف لوله ها به صنعت تاسیسات معرفی شد که در این مطلب به طور مختصر به بررسی انواع لوله های موجود در بازار پرداخته می­ شود.

انواع لوله ها

لوله های فلزی

لوله های فلزی جزو نسل قدیم لوله ها است که برای کاربردهای مختلف در ساخت و ساز و تاسیسات مورد استفاده قرار گرفته­ اند ولی امروزه با پیشرفت تکنولوژی ساخت لوله ها، استفاده از آن­ها کم تر شده است.

از جمله مزایای لوله های فلزی می­توان به موارد زیر اشاره کرد.

این لوله ها معایبینیز دارند که می­توان موارد زیر را نام برد.

 

از جمله لوله های فلزی مورد استفاده در سیستم گرمایش می­توان به لوله های فولادی و مسی اشاره کرد.

 

لوله های فولادی

لوله های فولادی در دو نوع درزدار و بدون درز و در انواع سیاه فولادی و گالوانیزه عرضه می ­شوند. این لوله ها طی فرآیندهای مختلفی تولید می شود. لوله بدون درز، با فرآیند سوراخ کاری یا اکستروژن تولید می شود و درز طولی ندارد. در روش تولید دیگر، ورق فولادی را به صورت یک سیلندر در می آورند و سپس درز طولی آن را جوش می دهند. از جمله استانداردهای مربوط به لوله های فولادی می توان به استانداردهای DIN، ANSI، BS و ISO اشاره کرد.

شکل 1: لوله های فولادی

 

لوله های فولادی DIN2440 و DIN2441 درزدار و بدون درز و با سطوح خارجی سیاه گالوانیزه و یا از فولاد ST33-2 و طبق استاندارد DIN17100 ساخته می شوند فشار نامی 25 بار و فشار آزمایش در کارخانه با آب 50 بار است. این نوع لوله ها از نوع دو سر ساده و دو سر دنده با بوشن و مناسب برای اتصال دنده ای است.

ضخامت دیواره لوله لوله های فولادی در استاندارد ANSI با Schedule بیان می شود و محدوده آن از 5 Schedule که سبک ترین است تا 160 Schedule تغییر می کند. ضخامت جداره لوله با اندازه لوله تغییر می کند، رده بالاتر بیان­گر ضخیم ­تر بودن جداره لوله برای یک قطر معین می ­باشد. این نوع لوله ها بستگی به نوع آن­ها می توانند بصورت دوسر دنده، فلنجی و یا دو سر ساده برای جوش عرضه شوند.

 

لوله های BS1387 فقط از نوع بدون درز مناسب برای اتصال دنده ای و یا اتصال جوشی تا قطر نامی 150 میلی­متر بصورت دو سر ساده، یا بصورت دو سر دنده با بوشن و در سه وزن سبک، متوسط و سنگین عرضه می شوند. این لوله ها تا دمای 260 درجه سانتی­گراد و فشار کار مجاز 21 بار کاربرد دارند به شرطی که ضخامت جداره آن­ها از آنچه که در جدول وزن متوسط داده شده کم تر نباشد و نوع اتصال لوله جوشی باشد.

برای اتصال نوع دنده ای در دمای کار 260 درجه سانتی­گراد، حداکثر فشار کار مجاز آن تا 9 بار کاهش می­ یابد.

لوله های فولادی 3600BS از نوع درز دار و بدون درز و از نظر ترکیب شیمیایی و نوع ساخت در پنج گروه با ترکیب­های مختلف عرضه می شوند.

در نهایت لوله های فولادی در استاندارد ایزو طبق ضوابط مندرج در استانداردهای 65ISO و 4200ISO عرضه می شوند لوله های 65ISO مناسب برای اتصال دنده ای و یا اتصال جوشی تا قطر 150 میلی­متر بصورت دوسردنده با بوشن می­باشند و لوله های 4200ISO از نوع دوسر ساده و در دو نوع درزدار و بدون درز برای مصارف عمومی و تخصصی مورد استفاده قرار می ­گیرند.

 

لوله های مسی

لوله های مسی بسته به ضخامت دیواره شان به سه نوع K، L و M طراحی می شوند که به ترتیب از ضخامت دیواره شان کاسته می شود. قطر خارجی این سه نوع لوله مشابه هم است که امکان استفاده از فیتینگ ها و شیرهای یکسان را برای هر سه نوع لوله فراهم می کند. به خاطر کم بودن فشار در سیستم های گرمایش هیدرونیک منازل مسکونی و ساختمان های تجاری کوچک، کم ضخامت ترین نوع یعنی تیپ M در این سیستم ها مورد استفاده قرار می گیرد. این لوله با همین ضخامت، چند برابر قدرت تحمل فشار بیشتری نسبت به قسمت های دیگر سیستم هیدرونیک دارد. برخی از استانداردها لازم می دانند که برای انتقال آب مصرفی از نوع L استفاده شود. همچنین اگر در مسیر لوله خم کاری وجود داشته باشد نوع L ترجیح دارد.

لوله های مسی مقاومت مطلوبی در برابر خوردگی حاصل از اکسیژن محلول در آب دارند. هر چند این لوله ها در مقابل انواع دیگر خوردگی مصونیت ندارند. اسید حاصل از تغییرات شیمیایی ضد یخ های پایه گلیکول در دماهای بالا می تواند به این لوله ها آسیب برساند. این نوع خورندگی مخصوصاً در سیستم های خورشیدی که گاهاً آب در کلکتور آن­ها تحت تابش شدید آفتاب به مدت زیادی ثابت می ماند رخ می دهد. لوله های مسی همچنین در مقابل غلظت های بالای سولفید هیدروژن آسیب پذیرند.

لوله های مسی مورد استفاده در تاسیسات گرمایی و سرمایی بایستی مطابق یکی از استانداردهای 1786DIN، 88D ANSI، part1 2871 BS و 274ISO باشد.

شکل 2:  لوله های مسی

 

لوله های پلیمری

در صنعت تاسیسات خوردگی و رسوب گذاری در لوله های فلزی خسارات و مشکلاتی را بوجود می آورد. برای حل این مشکل تلاش ­های زیادی صورت گرفته است.  یکی از راه­هایی که برای حل این مشکلات پیشنهاد شده است استفاده از لوله های پلیمری است اما به کارگیری این لوله ها در عمل نشان داده که اگر چه جایگزینی فلز با پلاستیک مسئله خوردگی و پوسیدگی لوله را حل می ­کند با این حال مشکلات دیگری به همراه دارد که در این بخش به آن به طور مختصر پرداخته شده است.

 

لوله های پروپیلن

لوله های پلی پروپیلن را می­توان در شبکه­های لوله کشی تحت فشار نیز به کاربرد، ولی دامنه کاربرد آن منحصر به خطوط فشار پایین (مصارف داخل ساختمانی ، لوله کشی آب سرد و گرم بهداشتی) است. امرزوه از این لوله ها در انتقال مواد شیمیایی و سیستم فاضلاب نیز استفاده فراوان می ­گردد. این لوله ها درسه دسته PP-H و P-B و PP-R طبقه بندی می­ شوند. این لوله ها دارای کم ترین چگالی درمیان همه لوله های گرمانرم است. ساختار سمولکولی انواع لوله های پلی پروپیلن سبب گردیده که مقاومت آن­ها در برابر سیال­ها بسیار وابسته به نوع سیال اعم از بازی و یا اسیدی بودن و میزان سختی سیال و همچنین مقدار دما و شرایط محیطی باشد . این لوله ها به دلیل مقاومت بالایی که در شرایط گرمایی دارند برای حمل سیالات مختلف با دمای خاص کاربرد فراوانی پیدا کرده­ اند.

آنچه طبق استانداردهای مربوطه اهمیت دارد محاسبه عمر مفید لوله های پلی پروپیلنی در سیستم­های گرمایش است که در این جا برای یک دوره کاری 50 ساله توضیح داده می ­شود. در یک دوره 50 ساله عملاً 14 سال از این دوره آب درون این لوله ها با دمایی حدود 20 درجه سانتی­گراد عبور می­ کند چرا که قطعاً 5/3 ماه ازسال سیستم گرمایی خاموش است و تهیه آبگرم برای آن معنایی ندارد و این به معنی 14 سال از 50 سال است. در همین دوره 50 ساله ذکر شده، حداکثر 25 سال آب درون لوله ها با دمای 60 درجه سانتی­گراد عبور می­ کند که جهت آب موجود برای مصرف استحمام است. در حداکثر 10 سال از دوره 50 ساله آب با دمای 80 درجه سانتی­گراد عبور می­ کند. در نهایت در دوره 50 ساله، به مدت یک سال به صورت دایمی می توان آبی با دمای 90 درجه سانتی گراد را عبور داد و در همین دوره 100 ساعت آب 100 درجه سانتی­گراد می تواند عبور کند.

از مزایای لوله های پلی پروپیلن به موارد زیر می­توان اشاره کرد.

با وجود مزایای نسبی این لوله ها نسبت به لوله های فلزی، این لوله ها به دلیل ساختار فیزیکی و شیمیایی دارای محدودیت­ هایی نیز هستند مه از جمله، موارد زیر را می­توان برشمرد.

 

لوله های پلی اتیلن

لوله های پلی اتیلن صلیبی که عموماً PEX نامیده می شوند، امروزه به وفور در بخش­های مختلف سیستم های گرمایش هیدرونیک مورد استفاده قرار می گیرند. این لوله ها همچنین که در شکل زیر نشان داده شده ­اند، کاربرد وسیعی در سیستم های گرمایش تشعشعی دارند. لوله های پلی اتیلن به طرز قابل توجهی توان تحمل فشار و درجه حرارت های بالاتری نسبت به پلی­پروپیلن ها دارند. این لوله ها به وفور در رول های یک تکه 1000 فوتی در سایزهای نامی 5/16 تا 2 اینچ در دسترس اند.

 

شکل 3: لوله های پلی اتیلن

 

از معایب لوله های پلی اتیلن موارد زیر را می­ توان نام برد.

 

دیگر لوله های پلیمری

از دیگر لوله های پلیمری مورد استفاده در سیستم گرمایش می­توان به انواع لوله های پلی­بوتیلنی و لوله های پلی اتیلنی مشبک (PEX) اشاره کرد. همچنین لوله های PE-RT و لوله های PP-R دو نوع دیگر از لوله های پلیمری هستند که استفاده روبه رشدی در سیستم های مدرن هیدرونیک دارند.

عبارت PE-RT مخفف PolyEthylene Raised Temperature می باشد. این لوله ها در بازار نسبتاً جدید هستند اما بیش از 20 سال است که در اروپا مورد استفاده قرار می گیرند. حد تحمل فشار آن­ها در دمای ℉73 معادل psi 200 و در دمای ℉180 معادل psi 100 می باشد. برای سیستم هیدرونیک مدار بسته جهت جلوگیری از ورود اکسیژن از بیرون به داخل لوله نوع ایزوله شده آن نیز موجود است.

نوع دیگری از لوله های پلیمری نسبتاً جدید، لوله های پلی پروپیلن تقویت شده (PP-R) می باشد و در سایزهای از  تا 10 اینچ موجود است. این لوله ها دارای لایه میانی فایبرگلس مقاوم می باشند که در ترکیب با دو لایه بیرونی و درونی پلی پروپیلن باعث کاهش انبساط حرارتی می شود. دمای کاری این لوله ها در فشار psi 70 معادل ℉160 می باشد اما می توانند در دمای ℉195 حداکثر تا psi 6 مقاومت کنند.

 

لوله های پلیمری پنج لایه

معایب و محدودیت لوله های پلی ­پروپیلن متخصصان پلیمر را بر آن داشت تا با روش­های مختلف، مزایای لوله های کاربردی در ساختمان را افزایش و معایب آن­ها را کاهش دهند و لوله­ای تولید کنند که کلیه مزایای فلز و پلیمر را همزمان داشته باشد. نتیجه این تحقیقات منجر به تولید لوله هایی شده است که در آن­ها خواص لوله های فلزی و پلیمری گنجانده شده­اند و با تلفیق این دو عنصر (فلز و پلیمر) لوله های نسل جدید را بوجود آورده­اند که تحولات جدیدی در سیستم­های لوله ­کشی به ویژه تاسیسات بهداشتی، حرارتی و برودتی بوجود آورده­اند. این لوله های نسل جدید از پنج لایه تشکیل شده­اند که در شکل زیر ترتیب قرارگیری آن­ها نشانداده شده است.

 

شکل 4: اجزای سازنده لوله های پنج لایه

 

اجزای تشکیل دهنده لوله های پنج لایه عبارتند از:

پلیمر داخلی و خارجی: پلی­ اتیلن PEX به معنی پلی ­اتیلن مشبک شده است که مقاومت لوله را در برابر فشار و دمای بالا افزایش می دهد.

لایه آلومینیوم: لوله های پلیمری دارای مزایای زیادی نسبت به لوله های فلزی می­باشند ولی دارای دو محدودیت اساسی هستند. یکی ضریب انبساط حرارتی زیاد و دیگری نفوذ اکسیژن به داخل آن­ها است. برای حل این دو عیب اساسی یک لایه آلومینیومی در قسمت میانی این لوله ها قرار می­دهند این لایه باعث می ­شود که:

  1. از نفوذ نور و اکسیژن به داخل لوله جلوگیری می­ کند.
  2. با تلفیق لایه ­های چسب با آلومینیوم ضریب انبساط طولی لوله کاهش می ­یابد.
  3. تحمل لوله در مقابل فشار و دما بالا می­رود.

لایه چسب: بین لایه آلومینیوم و لایه­های داخلی و خارجی پلیمر از دو لایه چسب استفاده شده است. وظیفه این دو لایه چسب محکم و یکپارچه کردن لایه آلومینیومی به لایه­های پلیمر داخلی و خارجی است و تا دمای 110 درجه سانتی­گراد مقاومت حرارتی در زمان طولانی دارد.

مزایای لوله های پلیمری پنج لایه عبارتند از:

 

مطالب مرتبط:

منبع:

کارگشا، سامانه جامع صنعت ساختمان

نوشته های مشابه
خروج از نسخه موبایل