آلومینیوم در لوله های پنج لایه آرم پایپ
لوله های کامپوزیتی PE-X/Al/PE-X به طور گسترده در سیستم های گرمایش و سرمایش هیدرونیک و لوله کشی ساختمان استفاده می شود. این لوله از سه لایه اصلی تشکیل شده است، لایه های پلیمری پلی اتیلن شبکه ای (PE-X) به عنوان لایه بیرونی و داخلی و لایه آلومینیومی (Al) به عنوان لایه میانی.
برای چسباندن محکم لایه های PEX داخلی و خارجی به لایه آلومینیوم ، از چسب پلی اتیلن مالئیکه بین لایه ها استفاده می شود که از لغزش لایه های پلیمری بر روی لایه آلومینیوم به ویژه در شرایط انبساط یا انقباض ناشی از تامین آب سرد و گرم جلوگیری می‌کند.
لایه آلومینیوم انبساط و انقباض لایه های پلیمری را کاهش می دهد. همچنین لایه آلومینیوم مانع از نفوذ اکسیژن به سیستم هیدرونیک می شود که باعث خوردگی در قسمت های فلزی سیستم مانند اتصالات می شود.
یکی دیگر از وظایف لایه آلومینیوم افزایش مقاومت لوله برای فشار و دمای عملیاتی سیستم های لوله کشی است. برای اطمینان از استحکام طولانی مدت لوله در حالت گرمایش و سرمایش، لوله باید طوری طراحی شود که فشار و دمای مورد نیاز را برای طول عمر ۵۰ سال تحمل کند.
یکی از حیاتی ترین آزمایش ها برای اطمینان از کیفیت لوله تحت فشار و دمای عملیاتی، آزمایش فشار هیدرواستاتیک طولانی مدت است. طراحی و فشار عملکرد لوله را می توان با دستیابی به فشار هیدرواستاتیک طولانی مدت برای هر کلاس از کاربردهای مربوط به قانون ماینر به سادگی ارزیابی کرد.
مزایای استفاده از آلومینیوم
- سد اکسیژن: آلومینیوم به عنوان یک مانع عمل می کند و از نفوذ اکسیژن به دیواره لوله جلوگیری می کند. این برای سیستم های آب گرم مهم است زیرا اکسیژن محلول می تواند به خوردگی و خرابی لوله کمک کند.
- حفظ شکل بهبود یافته: آلومینیوم استحکام لوله را فراهم می کند و آن را کمتر در معرض خم شدن یا پیچ خوردن قرار می دهد. این می تواند در حین نصب و حفظ شکل لوله در طول زمان مفید باشد.
- ثبات ابعادی: PEX خود می تواند با تغییرات دما کمی منبسط شود. لایه آلومینیومی به حداقل رساندن این انبساط و انقباض کمک می کند و عملکرد ثابت را تضمین می کند.
نتیجه گیری
به طور کلی، لایه آلومینیومی خواص لوله های PEX را افزایش می دهد و آنها را برای کاربردهای مختلف لوله کشی از جمله توزیع آب سرد و گرم، سیستم های گرمایش تابشی و سیستم های انتقال هوا و سیال فشرده مناسب می کند.
بدیهی است که در لوله کامپوزیت PE-X/Al/PE-X، اندازه هر لایه (قطر و ضخامت) و خواص مکانیکی (مدول الاستیسیته و نسبت پواسون) نقش اصلی را در تحمل فشار هیدرواستاتیک طولانی مدت لوله ایفا می کند. همچنین، نوع جوش، کیفیت و درجه لایه آلومینیوم به طور موثر بر فشار هیدرواستاتیک طولانی مدت لوله تأثیر می گذارد.
در لوله کامپوزیتی PE-X/Al/PE-X معمولاً از دو نوع جوش استفاده می شود. اول، نوع جوش اولتراسونیک، یک روش جوشکاری حالت جامد که از ارتعاشات صوتی فراصوت با فرکانس بالا برای ایجاد فشار مکانیکی بر لبه‌های یک لایه آلومینیومی در ساختار لوله استفاده می‌کند. در این نوع جوش، پارامترهایی مانند طول همپوشانی لبه، فرکانس و تنش مکانیکی در کیفیت جوش نقش اساسی دارند.
دوم، جوشکاری تنگستن گاز یا گاز بی اثر تنگستن (TIG) یک فرآیند جوشکاری قوس الکتریکی است و در این نوع جوشکاری از الکترودهای جوش تنگستن در حضور گاز محافظ بی اثر (آرگون یا هلیم) استفاده می شود.