استانداردهای لوله های پلی ایتلن با استفاده از مقادیر ترجیحی

به منظور محدود کردن درجه بندي هاي فشار ( PR ) استاندارد در استانداردهاي DR-PR به چند درجه فشاري مشخص و محدود (که بخوبی الزامات کاربردهاي متداول را برآورده می سازند)، مقرر شده است که نسبت ابعادي باید در گستره یکی از سري هاي خاصی باشد که توسط مقادیر ترجیحی مشخص شده اند. همچنین مقرر شده است که درجه بندي فشار لوله باید بر اساس طبقه بندي هاي شناخته شده HDS که آن ها هم بر حسب اعداد ترجیحی بیان شده اند، تعیین شود (به مبحث قبلی درباره کد نامگذاري مواد اولیه لوله هاي پلی اتیلن مراجعه کنید). اعداد ترجیحی هر دو مورد فوق الذکر از سري ۱۰ اعداد ترجیحی ANSI استخراج شده اند. به این دلیل به این سري، سري ۱۰ می گویند که در آن براي افزایش یک واحدي توان ۱۰ (مثلا افزایش از ۱۰۱ به ۱۰۲ )، به ۱۰ گام افزایشی نیاز است. هر گام افزایشی بیان کننده افزایش در حدود ۲۵ % نسبت به مقدار قبلی است. به عنوان مثال، گام هاي مشخص شده بین اعداد ۱۰ و ۱۰۰ در سیستم ANSI به این صورت هستند: ۱۰ ، ۵/ ۱۲ ، ۱۶ ، ۲۰ ، ۲۵ ، ۵/ ۳۱ ، ۴۰ ، ۵۰ ، ۶۳ ، ۸۰ و ۱۰۰ .

همچنان با شرکت توسن صنعت آپادانا تولیدکننده و ارائه کننده انواع لوله های پلی اتیلن، لوله آبیاری، نوار آبیاری و لوله دریپردار همراه باشید.

یکی از مزایاي استفاده از مقادیر ترجیحی این است که حاصلضرب یک عدد ترجیحی در عدد ترجیحی دیگر، همواره یک عدد ترجیحی است.

جدولی که در ادامه می آید شامل لیستی از نسبت هاي ابعادي استاندارد می باشد که همگی بر اساس اعداد ترجیحی بیان شده اند و در استانداردهاي DR-PR مختلف مانند AWWA ،ASTM و CSA در مورد لوله هاي پلی اتیلن موجود هستند.

طبقه هاي شناخته شده متدوال HDS استاندارد براي آب در دماي ۲۳ᵒC) 73ᵒF ) عبارت اند از: ۸۰۰ psi ؛(۴/۳۴ MPa) 630 psi 5/52 MPa) )؛ و ۶/۹۰ MPa) 1،۰۰۰ psi ) (توضیحات ذیل تیتر »کدهاي نامگذاري استاندارد مواد اولیه لوله هاي پلی اتیلن « را ببینید).

همچنین درجه بندي هاي استاندارد فشار براي آب در دماي ۲۳ᵒC) 73ᵒF )، که معمولاً توسط مشخصات استاندارد DR-PR لوله هاي پلی اتیلن مورد استفاده قرار می گیرند، عبارت اند از: ۲۵۰ ، ۲۰۰ ، ۱۶۰ ، ۱۲۵ ، ۱۰۰ ، ۸۰ ، ۶۳ ، ۵۰ و ۴۰ psig . با این حال، معمولا هر یک از استانداردها فقط بخشی از این طیف گسترده را پوشش می دهند.

نتیجه استفاده از این اعداد ترجیحی استاندارد این است که مقدار درجه بندي فشار ( PR ) استاندارد لوله، مقداري ثابت است که مستقل از اندازه لوله می باشد و فقط به نسبت ابعادي استاندارد و مقدار HDS استاندارد مواد اولیه اي که لوله از آن ها ساخته شده است، بستگی دارد. این رابطه در جدول ۵- ۶ که در ادامه آمده است، نشان داده شده است.

 اگرچه انطباق با اعداد ترجیحی منطبق بر استانداردهاي DR-PR منتشر شده توسط CSA ،ASTM و AWWA بسیار فراگیر است، اما استثناهاي اندکی هم وجود دارند. در برخی استانداردهاي DR-PR ، از یک نسبت ابعادي غیر ترجیحی (مقدار آن با آنچه در سري اعداد ترجیحی مربوطه آمده است تفاوت دارد و بر هیچ یک از گام ها منطبق نیست) براي تعریف لوله هایی که الزامات درجه بندي فشار مناسب را براي یک کاربرد خاص ارائه می دهند، استفاده شده است. بعلاوه بسیاري از استانداردها در مواقعی که شرایط سیستم هاي موجود و یا محدودیت هاي فضایی پروژه نیازمند استفاده از قطرها و نسبت هاي ابعادي غیر از قطرها و نسبت هاي ابعادي استاندارد است، اجازه ساخت لوله هایی با اندازه دلخواه را می دهند، البته با این شرط که کلیه الزامات عملکردي و کنترل کیفی استاندارد مورد نظر رعایت شده باشد و همچنین تغییرات پیشنهادي محدود به تغییرات ابعادي لوله باشد و نهایتاً اینکه این تغییرات مابین تولید کننده و خریدار مورد توافق قرار گرفته باشد.

تعیین طبقه تنش طراحی هیدرواستاتیک (HDS) مناسب یک پلی اتیلن

همانطور که پیش از این بیان شد، دو رقم اول کد نامگذاري مواد اولیه لوله هاي پلی اتیلن، نشان دهنده حداکثر HDS مجاز براي آب و در دماي ۲۳ᵒC) 73ᵒF ) است. سپس از این HDS براي تعیین درجه فشار لوله استفاده می شود. استفاده از تنش مجاز، بجاي استفاده از مقیاس خاصی از توان که بوسیله یک »فاکتور ایمنی « مشخص، کاهش یافته است، بوسیله بسیاري از استانداردها و کدهایی که انواع دیگر لوله و مواد اولیه را پوشش می دهند، شناخته شده است. یکی از دلایل اجتناب استفاده از مقدار مشخصی بعنوان فاکتور ایمنی این است که این مقدار گمراه کننده است، چرا که درجه ایمنی را بالاتر از آنچه در واقعیت هست، نشان می دهد. این موضوع به دلیل آنست که اندازه گیري توان در مقیاس آزمایشگاهی فقط واکنش ماده را به نوع خاصی از تنش اصلی که در شرایط آزمایش مهیا شده است، نشان می دهد در حالی که یک ماده در تأسیسات واقعی اغلب تحت تأثیر تنش هاي جانبی دیگري قرار می گیرد که ممکن است به شدت روي عملکرد نهایی آن اثر گذار باشند. براي غلبه بر اثر این تنش هاي جانبی، مقدار توان را با اعمال یک فاکتور کاهش توان مناسب، کاهش می دهند. اما همان گونه که مشخص است، بزرگی این فاکتور می بایست بیش از فاکتور ایمنی واقعی باشد.

همانطور که در فصل ۳ اشاره شد، یکی از مهم ترین ویژگی هاي لوله هاي پلی اتیلن تحت فشار، استحکام دراز مدت آن ها در مقابل تنش حلقوي است. لوله متناسب با این استحکام در برابر فشارهاي هیدرواستاتیک داخلی مقاومت می کند. روش پیش بینی استحکام هیدرواستاتیک دراز مدت ( LTHS ) و همچنین نحوه تبدیل آن به یک مبناي طراحی هیدرواستاتیک ( HDB ) در فصل ۳ توضیح داده شد.

HDB همانطور که از نامش پیداست، پایه اي براي طراحی است و می بایست در هنگام محاسبه تنش طراحی هیدرواستاتیک ( ،(HDS محدودیت هاي HDB را در نظر داشت. این عمل با استفاده از فاکتور کاهش استحکام مناسب انجام می شود. این فاکتور کاربردهاي فراوانی دارد، ولی یکی از مهم ترین آن ها ایجاد اطمینان خاطر کافی نسبت به جذب ایمن همه تنش هایی است که ممکن است در زمان کار واقعی به لوله وارد شوند و نه فقط تنش هایی که مقدار HDB بر اساس آن ها تعیین شده است.

براي عدم اختلاط این فاکتور کاهش استحکام و فاکتور ایمنی واقعی، به این فاکتور، فاکتور طراحی DF) 1 ) می گویند. بعلاوه، این فاکتور یک ضریب است که مقداري کمتر از ۰/ ۱ دارد، درحالیکه فاکتور ایمنی یک مقسوم علیه است که مقداري بیش از ۰/ ۱ دارد. به منظور انسجام در طراحی، فاکتور طراحی هم بر حسب اعداد ترجیحی بیان می شود. بنابراین، کاهش یک HDB – که بر حسب اعداد ترجیحی بیان شده است – با استفاده از یک فاکتور طراحی – که آن هم بر حسب اعداد ترجیحی بیان شده است – همواره منجر به یکHDS  در قالب اعداد ترجیحی خواهد شد. مقدار نهایی این HDS بخشی از کد نامگذاري استاندارد مواد پلی اتیلنی می شود.