کاربرد لوله های پلی اتیلن در کشاورزی

1. لوله پلی اتیلن چیست؟
2. مزایای لوله پلی اتیلن
3. انواع لوله پلی اتیلن کشاورزی
4. نحوه تولید لوله های پلی اتیلن
5. سختی لوله پلی اتیلن
6. بار لوله پلی اتیلن
7. عوامل تاثیر گذار بر کیفیت لوله های پلی اتیلن
8. سخن پایانی

لوله پلی اتیلن چیست؟

لوله‌های پلی اتیلن از طریق واکنش‌های پلیمریزاسیون واحدهای منومر اتیلن در پالایشگاه‌های نفت خام تولید می‌شوند. ویژگی‌های این لوله‌ها بسته به شرایط سنتز، متفاوت است. صنعت کشاورزی یکی از بزرگترین مصرف کنندگان محصولات پلی اتیلن است. مزایای بی‌شماری که پلی اتیلن دارد، آن را به ماده‌ای ضروری در ابزارهای کشاورزی تبدیل کرده است.

صنعت کشاورزی همواره نیازهای غذایی و پوشاک بشر را تامین کرده است و استفاده از ابزارهای مناسب برای فرآیند کشت، امری ضروری است. سیستم‌های پلیمری هوشمند علاوه بر صرفه‌جویی در آب، با افزایش کارایی آفت‌کش‌ها، علف‌کش‌ها و کودها (از طریق سیستم‌های رهایش کنترل‌شده)، امکان استفاده از دوزهای پایین‌تر را فراهم می‌سازند. کیفیت و طول عمر بالای لوله‌های پلی اتیلن، هزینه‌ها را برای کشاورزان کاهش داده و کیفیت محصولات را بهبود می‌بخشد. امروزه، این لوله‌ها در اکثر مزارع و گلخانه‌های سراسر جهان مورد استفاده قرار می‌گیرند.

مزایای لوله پلی اتیلن

دوام و استحکام بالا، سهولت نصب، هزینه کم، طول عمر بالا، وزن سبک، انعطاف‌پذیری، مقاومت در برابر اشعه خورشید، مقاومت در برابر خوردگی، بهداشتی و غیرسمی بودن، و اندازه و ابعاد متنوع از جمله مزایای لوله پلی اتیلن هستند که کشاورزان را به استفاده از آن ترغیب می‌کنند. انعطاف‌پذیری بالای این لوله‌ها، آن‌ها را برای تحمل فشار و چکش آب مناسب می‌کند.

از دیگر مزایای لوله‌های پلی اتیلن، هزینه پایین نگهداری و هزینه‌های عملیاتی مقرون به صرفه آن‌هاست. عمر طولانی مدت آن‌ها، دلیل اصلی کم‌هزینه بودنشان است. این لوله‌ها به راحتی قابل نصب هستند و در برابر ضربه و ترک خوردگی مقاوم‌اند. آن‌ها در برابر شرایط زیست محیطی متنوع، محیط‌های اسیدی و بازی، و بسیاری از محلول‌ها و مواد شیمیایی مقاوم هستند.

• کاهش هزینه‌های مربوط به نصب، سیستم‌های شناورسازی و مدیریت آبیاری
• افزایش سرعت، حجم و فشار انتقال آب پاک به محصولات کشاورزی به صورت کاملاً کنترل شده
• ممانعت از هدررفت و نشت آب در مقایسه با سیستم‌های آبیاری سنتی
• افزایش کارایی و تسهیل عملیات کشاورزی
• کاهش خطر انحراف آب
• کاهش هزینه‌های تعمیر و نگهداری سیستم‌های آبیاری

انواع لوله پلی اتیلن کشاورزی

لوله‌های پلی اتیلن در سایزها و ابعاد مختلفی تولید می‌شوند و با توجه به شرایط و کاربرد می‌توان از انواع آن استفاده کرد. بیشترین کاربرد این لوله‌ها در صنعت کشاورزی، در سیستم‌های آبیاری مزارع و باغ‌هاست. آبیاری گیاهان به روش‌های مختلفی مانند آبیاری قطره‌ای، آبیاری موضعی، آبیاری تحت فشار، آبیاری سطحی و آبیاری بارانی انجام می‌شود. سیستم آبیاری قطره‌ای، با استفاده از انواع لوله‌های پلی اتیلن، به عنوان روشی مدرن در کشاورزی شناخته می‌شود. این لوله‌ها در دو نوع قطره چکانی و اسپری کننده عرضه می‌شوند.

لوله‌های پلی اتیلن در سایزهای 10، 12، 16، 20، 25، 32، 40، 50، 63، 75 و 90 اینچ موجود هستند. لوله‌های پلی اتیلن بزرگتر برای شبکه‌های انتقال و توزیع آب با فشار بالا و لوله‌های سایز کوچک‌تر برای آبیاری گیاهان و زمین‌های کشاورزی استفاده می‌شوند. این لوله‌ها از قطر شش میلی‌متر تا بیش از دو متر ساخته می‌شوند و با توجه به نوع کاربری، از مناسب‌ترین لوله با قطر مناسب استفاده می‌شود.

نحوه تولید لوله های پلی اتیلن

لوله‌های پلی اتیلن عمدتا به روش اکستروژن تولید می‌شوند. در این روش، مواد اولیه به شکل گرانول، داخل دستگاه اکسترودر ریخته می‌شوند و با حرارت ذوب می‌گردند. مواد ذوب شده توسط یک میله مارپیچ فشرده شده و از اکسترودر خارج و وارد قالب می‌شوند. سپس مواد قالب‌گیری شده، از کالیبراتور عبور می‌کنند و با اعمال یک فشار مناسب، توسط تانک وکیوم شکل داده می‌شوند. سطح لوله تولید شده بلافاصله بعد از خروج از کالیبراتور، با آب سرد خنک می‌شود.

بر روی لوله‌های تولید شده، تاریخ تولید، مشخصات فنی، علامت استاندارد و نام شرکت ثبت می‌شود و سپس به وسیله یک دستگاه برش در طول‌های مختلف برش داده می‌شوند. تمامی این مراحل توسط دستگاه‌های اتوماتیک انجام می‌شود.

سختی لوله پلی اتیلن

لوله‌های پلی اتیلن بر اساس چگالی به سه نوع لوله پلی اتیلن سنگین (HDPE)، پلی اتیلن سبک خطی (LLDPE) و پلی اتیلن سبک (LDPE) تقسیم می‌شوند. لوله پلی اتیلن سنگین نوعی لوله پلاستیکی است که برای انتقال سیالات و گازها یا جایگزینی خطوط لوله بتن قدیمی یا فولادی استفاده می‌شود. این لوله‌ها بسیار انعطاف‌پذیر، نفوذناپذیر و مناسب برای خطوط لوله فشار بالا هستند. به طور معمول، لوله پلی اتیلن سنگین را می‌توان برای شبکه‌های آب، شبکه‌های گاز، شبکه‌های فاضلاب، خطوط انتقال دوغاب، آبیاری روستایی، خطوط تامین سیستم آتش نشانی، کانال‌های برق، کانال‌های ارتباطی و لوله‌های زهکشی استفاده کرد.

پلی اتیلن سبک دارای زنجیره مولکولی شاخه‌دار و کم تراکم و همچنین نیروی مولکولی ضعیفی است، به همین علت انعطاف‌پذیری بالا و استحکام کششی کمی دارد. کاربرد این پلیمر بیشتر در ساخت طلق‌های شفاف، کاورها و چمدان‌ها، آسترهای بسته‌بندی و... است.

لوله‌های پلی اتیلن همچنین به سه گرید PE63، PE80 و PE100 تقسیم می‌شوند. تفاوت اصلی این گریدها در چگالی آن‌هاست. تفاوت در چگالی باعث افزایش ضخامت، سختی و وزن لوله و در نتیجه تحمل آن در برابر فشار می‌شود. گرید PE63 به دلیل چگالی و صرفه اقتصادی کم، استفاده کمتری نسبت به دو گرید دیگر دارد. گرید PE100 با بهترین مواد اولیه ساخته شده، وزن و ضخامت کمتری نسبت به دو گرید قبلی دارد و مهم‌ترین مزیت آن، بی تأثیر بودن ماورای بنفش و اشعه خورشید بر این نوع لوله است. علائم اختصاری لوله‌های پلی اتیلن غالبا بر روی آن‌ها حک می‌شود. به عنوان مثال، لوله DN90 PE100 PN10 یعنی یک لوله پلی اتیلن ساخته شده از مواد PE100 با 90 میلی‌متر قطر که می‌تواند تا 10 بار فشار را تحمل کند.

بار لوله پلی اتیلن

لوله‌های پلی اتیلن در گریدهای فشار مختلف تولید می‌شوند که نشان‌دهنده فشاری است که لوله می‌تواند با آب در دمای 20 درجه سانتی‌گراد تحمل کند. این فشار با علامت اختصاری PN نشان داده می‌شود. برای نمونه PN 2.5 نشان از حداکثر فشار 2.5 بار دارد. گریدهای فشار موجود اغلب بر اساس استانداردهای اروپایی است. لوله پلی اتیلن تک‌جداره پلی اتیلن سنگین قابلیت تحمل فشار 40-2 اتمسفر و لوله‌های پلی اتیلن دوجداره تحمل فشار از 6 الی 32 اتمسفر را دارند. در کشاورزی، معمولا از لوله‌های پلی اتیلن تک جداره استفاده می‌شود.

عوامل تاثیر گذار بر کیفیت لوله های پلی اتیلن

از مهم‌ترین عوامل تاثیرگذار بر کیفیت لوله‌های پلی اتیلن می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• مواد اولیه: نوع و میزان رزین و سایر افزودنی‌ها
• فرآیند تولید: شامل ماشین‌آلات و مهارت پرسنل فنی تولید
• عامل محیطی: نوع کاربرد لوله‌های پلی اتیلن
• پرتو فرابنفش: میزان تابش امواج رادیواکتیو، امواج مغناطیسی و اثرات میکروبیولوژی
• تنش (دما): به‌طور استاندارد عمر لوله پلی اتیلن با فرض دمای 20 درجه، حدود 50 سال تعیین شده است. بنابراین در مناطقی که دما 20 درجه نیست، عمر لوله پلی اتیلن نیز متفاوت خواهد بود. منظور از دما دمای سیال است نه محیط.
• نوسانات دمایی: نوسانات دمایی بیشتر در لوله‌های فاضلاب دیده می‌شود، ولی در لوله‌های آب وجود ندارد. این نوسان دمایی موجب فرسوده شدن این لوله‌ها می‌گردد.
• بار استاتیک یا بار مرده: فشاری که از خاک بر روی لوله‌ای که در زیر خاک قرار دارد، وارد می‌شود، می‌تواند بر کیفیت و دوام لوله پلی اتیلن تاثیر بگذارد.
• باردینامیکی یا بار ترافیکی: لوله‌های پلی اتیلنی که از مسیرهای عبور وسایل نقلیه رد می‌شوند، تحت فشار بیشتری قرار دارند.

سخن پایانی

اصلاح نباتات به‌ویژه در مناطق خشک و کم آب مانند کشورمان ایران دشواری‌های زیادی دارد. کارآیی و کیفیت بالای برخی ابزارها همچون لوله‌های پلی اتیلن تاثیر بسزایی در صرفه‌جویی آب و کاهش هزینه عملیات کشاورزی دارد که به‌تبع موجب افزایش راندمان تولید نیز خواهد شد. انتخاب و استفاده صحیح از این لوله‌ها می‌تواند نقش مهمی در توسعه پایدار کشاورزی داشته باشد.