مواصفات أنابيب HDPE قليلة الكلمات كثيرة الاختصارات. معظم الخلافات التي نراها بين المشترين والموردين تعود إلى شخصين يقرآن الاختصار نفسه قراءتين مختلفتين: الخلط بين SDR وسلسلة S، أو قراءة PN على أنه ضغط التشغيل، أو الظن أن MRS ضغط اختبار. تعرّف هذه الصفحة المصطلحات كما تعرّفها المواصفات مع ذكر المواصفة لتتمكن من التحقق.
المصطلحات مرتبة بالترتيب الذي تصادفها فيه: المادة، ثم الهندسة، ثم الضغط، ثم الوصل، ثم الاختبارات الواردة في الشهادة. لكل مدخل رابط خاص به، فيمكنك الإحالة إلى تعريف واحد من توضيح مناقصة.
أبرز المواصفات
- درجات المادة: PE80 وPE100 وPE100-RC وما يقيسه MRS فعلًا
- الهندسة: DN وOD وSDR وسلسلة S وتفاوت السماكة والبيضاوية
- الضغط: PN ومعامل التصميم وتخفيض الحرارة والمطرقة المائية
- الوصل: اللحام التناكبي واللحام الكهربائي والأطراف الشفوية وحبيبة اللحام
- اختبارات الشهادة: OIT وMFR وأسود الكربون والاختبار الهيدروستاتيكي والتشقق البطيء
المسرد
- HDPE
- البولي إيثيلين عالي الكثافة: بولي إيثيلين كثافته نحو 0.94–0.96 غ/سم³. في الأنابيب يُستخدم المصطلح بتساهل لأي أنبوب ضغط PE80 أو PE100؛ وما تصنّفه المواصفة هو درجة المادة لا كلمة HDPE.
- PE100
- مركّب بولي إيثيلين تبلغ مقاومته الهيدروستاتيكية لخمسين عامًا عند 20 °م (MRS) 10 ميغاباسكال على الأقل. وهو المادة القياسية لأنابيب ضغط المياه والغاز وفق ISO 4427 وEN 12201 وGB/T 13663.
- PE80
- مركّب MRS فيه 8 ميغاباسكال. أبعاده كأبعاد أنبوب PE100، وفئة ضغطه أدنى بدرجة لنفس SDR: يعطي SDR 11 ضغط PN12.5 في PE80 وPN16 في PE100.
- PE100-RC
- PE100 بمقاومة معتمدة لنمو التشقق البطيء، تُثبت عادة باختبار الحزّ الذي يتجاوز 8,760 ساعة واختبار الحمل النقطي. يُحدَّد للتركيب بلا حفر وللفرشة الخالية من الرمل حيث تُخدش جدران الأنبوب بالحجارة أو أثناء السحب.
- MRS
- الحد الأدنى للمقاومة المطلوبة: الحد الأدنى لمجال الثقة للإجهاد المحيطي الذي تتحمله المادة 50 عامًا عند 20 °م، مقرّبًا لأسفل إلى أقرب درجة في سلسلة R10. MRS 10 ميغاباسكال = PE100. إنه خاصية للمادة لا ضغط اختبار.
- معامل التصميم (C)
- معامل الأمان المطبَّق على MRS للحصول على إجهاد التصميم: σs = MRS ÷ C. تستخدم ISO 4427 حدًا أدنى 1.25 للمياه؛ وبعض القواعد الوطنية ومواصفات الغاز تستخدم قيمًا أعلى تخفض PN لنفس SDR.
- SDR
- نسبة الأبعاد القياسية: القطر الخارجي الاسمي مقسومًا على الحد الأدنى لسماكة الجدار. انخفاض SDR يعني جدارًا أسمك وفئة ضغط أعلى. تسمي ASTM النسبة نفسها DR.
- سلسلة S
- رقم سلسلة الأنبوب، S = (SDR − 1) ÷ 2. فـ SDR 11 هو S 5، وSDR 17 هو S 8. بعض المناقصات الأوروبية تذكر S بدل SDR، وكلاهما يصف الأنبوب نفسه.
- PN
- الضغط الاسمي بالبار: ضغط التشغيل المسموح للمياه عند 20 °م على مدى 50 عامًا، PN = 20 × σs ÷ (SDR − 1) حيث σs بالميغاباسكال. ليس ضغط اختبار، ولا يصح فوق 20 °م دون تخفيض.
- DN / OD
- في مواصفات ISO وEN يكون DN هو القطر الخارجي الاسمي بالمليمتر، فأنبوب DN110 قطره الخارجي 110 مم. أما في ASTM وAWWA فالمقاسات بالبوصة IPS أو DIPS ويختلف قطرها الخارجي الفعلي عن الاسمي، فـ 4 بوصات IPS تساوي 114.3 مم.
- القطر الداخلي
- DN ناقص ضعف سماكة الجدار. هو ما تحتاجه الحسابات الهيدروليكية ويتغير مع SDR: للقطر DN110 قطر داخلي نحو 96 مم عند SDR 17 و90 مم عند SDR 11.
- سماكة الجدار (emin / emax)
- emin هو الحد الأدنى للسماكة الذي تجدوله المواصفة لكل مقاس وSDR. ويضيف emax تفاوت التصنيع، وهو في ISO 4427 الدرجة V يساوي 0.1 × emin + 0.1 مم مقرّبًا لأعلى. يجب أن تقع سماكة الإنتاج بين الحدين في كل نقطة.
- البيضاوية
- الخروج عن الاستدارة: الفرق بين أكبر وأصغر قطر خارجي في مقطع واحد، وتحدّه ISO 11922-1. يستعيد الأنبوب الملفوف استدارته بعد فرده؛ وتُقاس البيضاوية قبل الوصل لأن وصلات اللحام الكهربائي تحتاج أنبوبًا مستديرًا.
- SN (الصلابة الحلقية)
- الصلابة الحلقية الاسمية بالكيلونيوتن/م²، وتُقاس وفق ISO 9969. تصنّف الأنابيب غير المضغوطة — أنابيب الصرف والمجاري المموّجة وذات الجدار الإنشائي — بحسب مقاومتها للانحراف تحت حمل التربة. SN4 وSN8 هما الفئتان الشائعتان للدفن.
- اللحام التناكبي
- وصل طرفي أنبوبين بتسخين الوجهين على صفيحة ساخنة ثم ضغطهما معًا لتشكيل حبيبة مزدوجة. يُستخدم من نحو DN63 فما فوق؛ والمعاملات وفق ISO 21307 أو DVS 2207-1. تكون الوصلة بقوة الأنبوب حين يكون للأنبوبين SDR نفسه.
- اللحام الكهربائي
- الوصل بوصلة تحتوي سلك تسخين مدمجًا. تُقشط أطراف الأنبوب وتُنظّف وتُثبَّت ثم تُغذّى الوصلة بالتيار. يُستخدم للمقاسات الصغيرة والإصلاحات والربط حيث لا تصل ماكينة اللحام التناكبي؛ يتسامح مع انحراف أكبر لكنه يتطلب القشط دون استثناء.
- الطرف الشفوي والشفة الخلفية
- الانتقال من HDPE إلى المعدن: طرف شفوي قصير من PE بوجه متسع يُلحم تناكبيًا بالأنبوب، وشفة فولاذية خلفية حرة خلف الاتساع تُربط بالمسامير إلى الصمام أو الشفة الفولاذية. يُسمّى أيضًا محوّل الشفة.
- حبيبة اللحام
- حلقة المادة المنثنية على جانبي وصلة اللحام التناكبي. شكلها هو أول فحص للجودة: منتظمة، منثنية إلى سطح الأنبوب، دون حزّ في الوسط. يمكن إزالتها وثنيها لفحص الوصلة.
- OIT
- زمن الحث على الأكسدة: الدقائق التي تقاوم فيها العينة الأكسدة عند 200 °م في الأكسجين، ويُقاس وفق ISO 11357-6. تشترط ISO 4427 عشرين دقيقة على الأقل. يتحقق من أن حزمة مضادات الأكسدة نجت من البثق.
- MFR
- معدل تدفق الكتلة المنصهرة عند 190 °م تحت حمل 5 كغ بوحدة غ/10 دقائق. يجب أن يبقى MFR للأنبوب ضمن ±20 % من القيمة المعلنة للمركّب؛ والانحراف الأكبر يعني تدهور البوليمر أثناء التصنيع.
- محتوى أسود الكربون
- يحمل أنبوب PE الأسود 2–2.5 % من أسود الكربون جيد التشتت (ISO 6964) للحماية من الأشعة فوق البنفسجية، وهو ما يسمح بالتخزين في الهواء الطلق. يعتمد الأنبوب الأزرق أو الملوّن على مثبّتات أخرى وعمره التخزيني في الخارج أقصر.
- اختبار المقاومة الهيدروستاتيكية
- تعريض عينات الأنبوب للضغط في حمام مائي وفق ISO 1167. لمادة PE100 تشترط ISO 4427 مئة ساعة عند 20 °م وإجهاد محيطي 12.0 ميغاباسكال، و165 ساعة عند 80 °م و5.4 ميغاباسكال، و1,000 ساعة عند 80 °م و5.0 ميغاباسكال دون فشل.
- تخفيض الحرارة
- خفض الضغط المسموح حين تكون المياه أدفأ من 20 °م. المعاملات النموذجية من ISO 13761 نحو 0.87 عند 30 °م و0.74 عند 40 °م، فيتحمل أنبوب PN16 نحو 11.8 بار عند 40 °م. التخفيض يقلل الضغط المسموح ولا يغيّر المنتج.
- نمو التشقق البطيء (SCG)
- نمط فشل أنبوب PE تحت إجهاد طويل الأمد عند خدش أو حجر: شق ينمو ببطء عبر الجدار. يُقاس باختبار الأنبوب المحزوز (ISO 13479)، ولمادة PE100-RC باختباري الحمل النقطي وFNCT.
- المطرقة المائية
- ذروات ضغط قصيرة من إغلاق صمام أو توقف مضخة. يتحملها PE جيدًا بفضل معامله المنخفض؛ وتسمح AWWA C906 بذروات عرضية حتى 2.0 × وذروات متكررة حتى 1.5 × فئة الضغط دون تخفيض الأنبوب.
- اللفة والطول المستقيم
- تورَّد المقاسات الصغيرة، عادة حتى DN110، في لفات من 50–100 م؛ ويأتي الأنبوب الأكبر بأطوال مستقيمة 6 م أو 11.8 م أو 12 م. تقلل اللفات الوصلات وحجم الشحن لكنها تحتاج إعادة تدوير قبل اللحام الكهربائي.