أنابيب البولي إيثيلين المتشابكة لإمدادات المياه - الميزات والتطبيقات والتركيب

البولي إيثيلين المتشابك هو بوليمر ذو بنية رابطة جزيئية معدلة. يُنتج عن طريق بلمرة الإيثيلين تحت ضغط عالٍ أو منخفض. وهو الأكثر كثافة بين جميع أنواع البولي إيثيلين، ومقاوم لدرجات الحرارة العالية والبيئات الكيميائية القاسية والإجهاد الميكانيكي.

تشهد البلاد اليوم تغييرات جذرية حقيقية، مدفوعةً بالاستخدام الواسع النطاق للمنتجات البلاستيكية، حيث يتم استبدال أنابيب الصلب بأنابيب بلاستيكية. ولذلك، قد يجد العديد من هواة الأعمال اليدوية أنفسهم مضطرين لتركيب أنابيب إمداد المياه المصنوعة من البولي إيثيلين المتشابك بأنفسهم.

ستجد في هذه المقالة جميع المعلومات المتعلقة بـ المواصفات الفنية من بين هذه المنتجات، دعونا نلقي نظرة عليها المزايا والعيوبمتى يكون ذلك ضرورياً انتبه عند الاختيار.

كما نقترح عليك دراسة التعليمات التفصيلية لتركيب أنابيب المياه المصنوعة من البولي إيثيلين، بما في ذلك الرسومات والدروس التعليمية المصورة.

الخصائص التقنية لأنابيب البولي إيثيلين المتشابكة

تشير الإحصائيات إلى أن أكثر من ربع أنظمة السباكة في البلاد مصنوعة باستخدام أنابيب البولي إيثيلين المتشابكة (PEX). فما الذي يفسر شيوع استخدام هذه الأنابيب؟ دعونا نلقي نظرة على مواصفاتها الفنية:

أسماء المؤشرات	مقاس
الكثافة النوعية، جم/سم3	0.932
قيمة معامل المرونة، ملي باسكال (نيوتن/مم2)	605 - 909
معامل التوصيل الحراري، واط	0.405
قوة الخضوع الشدية، ميجا باسكال	17.8
الاستطالة النسبية عند الكسر، %	349
الانحراف في الأبعاد عند التسخين إلى 100يا, %	3

يعتمد مستوى التشابك في البولي إيثيلين على طريقة إنتاجه، وينبغي أن يكون:

• 70% — PEX-a؛
• 65% — PEX-b؛
• 60% — PEX-c.

تجدر الإشارة إلى أن البولي إيثيلين، المتشابك بطريقة أو بأخرى، في GOST 25134-2003 يختلف فقط في درجة التشابك.

يشمل نطاق الأحجام المتماثلة لأنابيب البولي إيثيلين المستخدمة في تركيبات إمدادات المياه الأبعاد التالية:

10x1.4 - 12x1.8 - 16x2.2 - 20x2.8 - 25x3.5 - 32x4.4 - 40x5.5 - 50x6.9 - 63x8.6.

عند هذه النقطة، يجب إيقاف هذه السلسلة، حيث أن الأحجام الأخرى لا تُستخدم عمليًا للتركيب في الشقق والمنازل الخاصة.

تتوفر منتجات البولي إيثيلين بأطوال مختلفة، وأكثرها شيوعًا لفائف بطول 200 و400 و600 متر. ولتسهيل توزيعها في متاجر التجزئة، يُلصق مسطرة مدرجة على سطح الأنبوب، مما يسمح بقياس الكمية المطلوبة بسهولة.

تكنولوجيا إنتاج الأنابيب والخصائص الفيزيائية للمادة

المادة المستخدمة في تصنيع هذه المنتجات هي البولي إيثيلين المحبب. يُوضع في قادوس ويُسخّن حتى ينصهر تمامًا. ثم تُضخ الكتلة تحت ضغط إلى رأس التشكيل. يخرج المنتج من الرأس على شكل فتحة حلقية تتناسب مع حجم المنتج المراد إنتاجه.

أداة الضغط المصنوعة من البولي إيثيلين المتشابك قابلة للاستبدال، ويتم تركيبها وفقًا لبرنامج الإنتاج. ونظرًا لعملها في درجات حرارة عالية، تتطلب الأداة تبريدًا مستمرًا، ويتم ذلك عبر قنوات مائية داخلية. فعندما يمر السائل عبر هذه القنوات، يسخن، مما يساهم في تخفيف الحرارة من منطقة العمل.

عند مخرج رأس التشكيل، تُمسك نهاية الأنبوب بواسطة ساحب، ثم تُسحب من الآلة تحت ضغط مُتحكم به. ولضمان دقة الأبعاد، يُضخ هواء مضغوط في المنتج. يضغط ضغط التمدد الكتلة البلاستيكية على جدران قسم التشكيل، مما يضمن الحجم الاسمي للمنتج.

أثناء عملية الإنتاج، يتم وضع علامات تحتوي على معلومات كاملة عن المنتج الذي يتم تصنيعه على السطح الخارجي.

دعونا نلقي نظرة على الخصائص

ما هو البولي إيثيلين المتشابك؟ المادة الخام لهذا المنتج هي غاز الإيثيلين. صيغته الكيميائية C₂H₄، ويتكون من جزيئين من الكربون وأربعة جزيئات من الهيدروجين. من الناحية التركيبية، يرتبط جزيئا الكربون برابطتين، بينما يرتبط الهيدروجين برابط واحد. ترتبط جزيئات الكربون معًا، حيث يشكل كل جزيء رابطة مع جزيئين من الهيدروجين. إحدى روابط الكربون-كربون أقوى من الأخرى.

في ظل ظروف معينة، تنكسر الرابطة الأضعف، مُشكّلةً تكافؤًا حرًا. يتحقق هذا التكافؤ الحر من خلال الارتباط مع الموقع نفسه على جزيء آخر. ونتيجةً لذلك، تُشكّل جزيئات الإيثيلين سلاسل طويلة.

عندما تبدأ هذه الجزيئات بالترابط فيما بينها، تتشكل جزيئات ضخمة، وتُسمى هذه العملية بالتشابك، ويُطلق على المادة الناتجة اسم البولي إيثيلين المتشابك. ويمكن تشبيه هذه العملية بتكوين شبكة بلورية، على الرغم من أن المادة غير متبلورة.

تحدث عملية البلمرة في ظل ظروف مختلفة، أهمها ما يلي:

• درجة حرارة عالية؛
• ضغط دم مرتفع؛
• التعرض للإشعاع.

يتم الحصول على أنواع مختلفة من البولي إيثيلين تبعاً لطريقة التعريض.

البولي إيثيلين مادة لدن بالحرارة تتميز بالخصائص التالية:

1. عتامة عند سماكة طبقة كبيرة.
2. القدرة على التبلور في نطاق درجة الحرارة من -60 إلى -270 درجة.
3. عدم قابلية التبلل بالماء.
4. في الظروف العادية، تكون المادة غير قابلة للذوبان في المذيبات العضوية.
5. عند درجات حرارة أعلى من 80 درجة، يكون قادراً على الانتفاخ عند تعرضه للهيدروكربونات العطرية ومشتقات الهالوجين، يليه الذوبان.
6. البولي إيثيلين مقاوم للقلويات والأحماض والأملاح. عند درجات حرارة أعلى من 60 درجة مئوية، يمكن أن يتلف بسهولة بفعل حمض النيتريك أو حمض الكبريتيك.
7. من خلال معالجة السطح بمؤكسدات نشطة، يصبح السطح قابلاً للترطيب، مما يسمح بالربط بمواد البولي إيثيلين.

أنابيب مصنوعة من البولي إيثيلين المتشابك PEH

من بين جميع أنواع البلاستيك، يُعد البولي إيثيلين الأكثر استخدامًا في صناعة أنابيب إمداد المياه باستخدام تقنيات البثق أو التشكيل بالحقن. ويُستخدم التشكيل بالضغط للأحجام التي تتراوح من 6 إلى 300 مليمتر، ويمكن تشكيله على هيئة لفائف عن طريق لفه على بكرة.

وهذا يسمح بتركيب أقسام طويلة ومتصلة من أنظمة إمداد المياه، مما يزيد من كفاءة أعمال البناء.

تُصنع الأنابيب ذات الأقطار الكبيرة (حتى 1300 مليمتر) باستخدام تقنية الصب بالطرد المركزي. يتم تحميل المادة المحببة في آلة الصب وتسخينها إلى درجة الحرارة المطلوبة.

يتم وضع الأسطوانة في وضع الدوران حول محورها. تعمل قوة الطرد المركزي على توزيع المصهور بالتساوي على طول جدران الأسطوانة، وعندما يبرد، يشكل المنتج.

تسمح خصائص البولي إيثيلين باستخدام المنتجات المصنوعة منه لأغراض متنوعة.

أنابيب إمداد المياه الباردة

تُستخدم أنابيب البولي إيثيلين منخفض الكثافة (HDPE) في خطوط أنابيب المياه الباردة. وتتحمل هذه الأنابيب درجات حرارة لا تتجاوز 40 درجة مئوية. وتتميز، مقارنةً بنظيراتها المعدنية، بعدة مزايا:

1. المتانة. يمكن أن تدوم أنابيب البولي إيثيلين عالي الكثافة في أنظمة المياه المضغوطة والجاذبية (الصرف الصحي) لمدة تصل إلى 50 عامًا.
2. المرونة. تحمي هذه الخاصية الأنابيب من التجمد، حيث تتمدد تحت تأثير الماء المتجمد، ثم تعود إلى أبعادها الأصلية بعد ذوبان الجليد. تجدر الإشارة إلى أن هذا الوضع لا يحدث إلا إذا أخطأ المصممون في حساب عمق تركيب الأنبوب، إذ سيؤدي ذلك إلى تعطيل عمر المنشأة التشغيلي.
3. تتيح مقاومة أنابيب البولي إيثيلين عالي الكثافة للتآكل استخدامها في مدّ أنظمة إمداد المياه في الظروف القاسية، لا سيما في المستنقعات، ولنقل السوائل الكاوية. ويبقى عمرها الافتراضي دون تغيير يُذكر.
4. تسمح الملاءمة البيئية باستخدام أنابيب البولي إيثيلين عالي الكثافة لتوفير مياه الشرب النظيفة.
5. سهولة التركيب تضمن إنتاجية عالية أثناء البناء.
6. يتم ضمان الكفاءة الاقتصادية لاستخدام خطوط أنابيب المياه هذه من خلال انخفاض الأسعار والخدمات اللوجستية المواتية.

تُصنع أنابيب البولي إيثيلين عالي الكثافة (HDPE) بأحجام تتراوح من 40 إلى 800 مليمتر. وهي متوفرة على شكل لفائف أو كأنابيب مستقيمة يصل طولها إلى 11.5 متر. أما بالنسبة لأنظمة التغذية بالجاذبية، فتُصنع الأنابيب بتصميم من نوع المقبس.

لتوفير الماء الساخن والتدفئة

قبل أن نبدأ في دراسة هذه المسألة، نود أن نشير إلى أن منتجات البولي إيثيلين عالي الكثافة (HDPE) تتمتع بقوة وخصائص أداء أعلى من المنتجات المماثلة المصنوعة من البولي إيثيلين عالي الكثافة (HDPE).

تُستخدم هذه المنتجات عالية التقنية على نطاق واسع في أنظمة التدفئة وأنظمة إمداد المياه الساخنة، وذلك لقدرتها على تحمل درجات حرارة تصل إلى 95 درجة مئوية. ولضمان متانتها في ظل ظروف التعرض المتزايد للحرارة والضغوط التي تصل إلى 20 ضغطًا جويًا، كان من الضروري تطوير مادة ذات خصائص محسّنة.

نظرة عامة على أنابيب ووصلات البولي إيثيلين المتشابك

ونتيجة لذلك، تم تطوير نوعي PE80 وPE100. وهما يُستخدمان بنجاح في أنظمة التدفئة في الشقق والمنازل الريفية والمنشآت الصناعية دون المساس بالمتانة.

لتحسين جودة أنابيب البولي إيثيلين المتشابكة، تُستخدم تقنية تصنيع متعددة الطبقات، تتضمن إضافات من المعدن والألياف الزجاجية وبوليمر البولي بروبيلين كعوامل تقوية. كما أن استخدام رقائق الألومنيوم كحاجز للأكسجين يُطيل عمر نظام إمداد المياه، بالإضافة إلى معدات الغلايات ومكونات الأنابيب المعدنية.

في أنظمة التدفئة الداخلية وأنظمة إمداد المياه الساخنة المصنوعة من البولي إيثيلين المتشابك، تُستخدم في الغالب وصلات معدنية ملولبة، حيث تُعدّ الحماية من الأكسجين بالغة الأهمية. مع ذلك، لا يسمح هذا باستخدام هذه المادة في الأنظمة المخفية، إذ تتطلب هذه الأنابيب مراقبة وصيانة دورية.

المزايا والعيوب

تتمتع المنتجات من هذا النوع بصفات إيجابية محددة للغاية:

1. تتميز هذه المادة بمقاومة كيميائية عالية، مما يسمح للمنتجات المصنوعة منها بالحفاظ على سلامتها وشكلها عند تعرضها لبيئات قاسية - الأحماض والقلويات.
2. يتميز بمستوى عالٍ من خصائص القوة، مما يسمح له بتحمل قوى الانحناء والصدمات والشد الكبيرة.
3. تتحمل أنابيب البولي إيثيلين المتشابكة المرنة نطاقًا واسعًا من تقلبات درجات الحرارة. فهي لا تتجمد عند -70 درجة مئوية. يصل حد التسخين الأقصى إلى +95 درجة مئوية، وعندها لا يترهل منتج PEX أو يتشوه حتى مع الاستخدام لفترات طويلة. تتيح هذه الخاصية تركيب أنابيب البولي إيثيلين المتشابكة حتى مع وجود انحرافات عن الخط المستقيم، دون الحاجة إلى وصلات إضافية.
4. لا توجد عوائق تتشكل عندما يمر السائل عبر المقطع العرضي - سطح هذه المادة مسطح تمامًا تقريبًا.
5. إن كون المنتج صديقًا للبيئة يعود إلى خصائص المادة؛ فهو لا ينبعث منه مواد ضارة بالبشر.

ما هو أفضل نوع من الأنابيب للتدفئة الأرضية؟ نظرة عامة على سوق أنابيب البولي إيثيلين المتشابكة. الجزء الأول.

على الرغم من الجوانب الإيجابية العديدة، إلا أن هناك بعض العوامل السلبية أيضاً. وتشمل العيوب ما يلي:

1. التأثير المدمر للأكسجين على مادة ما في وجود تلف دقيق على سطحها.
2. عدم استقرارها بسبب تأثيرات الأشعة فوق البنفسجية القاسية، مما يمنع استخدامها في شبكات إمداد المياه الخارجية.
3. استخدام الوصلات الملولبة عند المفاصل، والتي تعتبر نقطة ضعف في أي نظام سباكة وتتطلب فحصًا وصيانة دورية.

تعليمات التركيب

وقد سبق ذكر عامل البساطة كصفة إيجابية للمادة من النوع المعني. تركيب أنابيب البولي إيثيلين المتشابكةتتناول هذه المقالة هذه المسألة بمزيد من التفصيل. ولا تتطلب معدات تقنية معقدة.

ما هي الأداة المطلوبة؟

يتطلب تركيب نظام إمداد المياه المصنوع من البولي إيثيلين المتشابك معدات متخصصة. ونظرًا لأن هذا النظام قد لا يحتاج إلى إعادة استخدامه بعد عمره الطويل، يُنصح بالنظر في استئجاره بشكل يومي.

ما هي الأدوات التي قد تكون مطلوبة لتركيب أنابيب البولي إيثيلين المتشابكة؟

1. استخدم مقصًا خاصًا أو قاطع أنابيب لضمان الحصول على طرف أملس للجزء.
2. يستخدم موسع الكوليت لتوسيع نهاية أنبوب البولي إيثيلين المتشابك قبل تركيب طرف التوصيل فيه.
3. مفاتيح الربط.
4. مكبس الضغط.
5. كماشة لضغط الوصلات الملولبة.
6. للوصلات في شبكات إمداد المياه الخارجية - جهاز لحام أنابيب البولي إيثيلين.

الوصلات هي مكونات توصيل متخصصة تُستخدم لربط مكونات خطوط الأنابيب المختلفة. وتشمل أنواعًا مختلفة من الوصلات، والوصلات المتقاطعة، والمرفقات، وغيرها. وقد تختلف في طريقة التوصيل.

• اضغط للتشغيل؛
• ضغط؛
• شعري؛
• مُخيط.

يتم عادةً إجراء عملية التركيب باستخدام نوعين من الوصلات:

• باستخدام وصلة ضغط؛
• استخدام وصلة ضغط لأنابيب البولي إيثيلين المتشابكة؛
• في شبكات إمداد المياه الخارجية، يُستخدم اللحام التناكبي للوصلات من طرف إلى طرف. ويتم ذلك باستخدام آلة لحام بسيطة تُحاذي طرفي الأنابيب المتقابلين، ثم تُسخّنهما وتضغطهما، مما يُنشئ وصلة متينة. وقبل وصل أنابيب البولي إيثيلين المتشابكة، يجب التأكد من تعامد طرفي الأنابيب.

كيفية اختيار أنابيب البولي إيثيلين المتشابكة لإمدادات المياه

يُعدّ شراء مواد السباكة الأساسية المهمة الأهم لأي شخص يخطط لتركيبها. يجب مراعاة العوامل التالية:

1. رغم ارتفاع السعر، حاول شراء المنتجات من علامات تجارية موثوقة. فهذا يضمن لك جودة عالية واستخدامًا طويل الأمد وخاليًا من المشاكل لنظام إمداد المياه.
2. للتأكد من أصالة المنتج، اطلب من البائع وثيقتين: شهادة الجودة وشهادة المطابقة. توفر هاتان الوثيقتان حماية متفاوتة ضد شراء المنتجات المقلدة.
3. لضمان وجود فرص للمطالبات المستقبلية، عليك الاحتفاظ بإيصالات المبيعات - سواء كانت ورقية أو إلكترونية.
4. عند حساب طول الأنابيب المطلوب للدوائر المغلقة (التدفئة الأرضية)، ضع في اعتبارك إمكانية تصنيع الأنبوب من قطعة واحدة. يمكن استخدام الوصلات الملولبة في نقطتين: عند نقطة اتصال الأنبوب بالمجمع.
5. أثناء عملية التركيب، من الضروري الالتزام بجميع قواعد التصميم والتركيب المنصوص عليها في الوثائق التالية:
   • SNiP 2.04.01-85، فيما يتعلق بأنظمة إمدادات المياه الداخلية وأنظمة الصرف الصحي.
   • SNIP 2.04.01-84، الذي ينظم قواعد تركيب شبكات إمدادات المياه وشبكاتها الخارجية.
   • SNiP II-34.76 بشأن إمدادات المياه الساخنة.

تركيب أنظمة إمداد المياه باستخدام أنابيب ريهاو

تم وضع جميع لوائح إمدادات المياه بناءً على تجارب سلبية مع تركيب وتشغيل الشبكات، لذا لا داعي لتكرار الأخطاء نفسها. بالتوفيق!