در صنعت تاسیسات و لولهکشی ساختمان، انواع مختلفی از لولهها با جنسها و روشهای اتصال گوناگون بهکار میروند. لولههای پوش فیت و لولههای پلی پروپیلن دو نمونه رایج از این لولهها هستند که هر کدام ویژگیها، کاربردها و مزایای خاص خود را دارند. لوله پوش فیت بیشتر در سیستمهای فاضلاب ساختمان بهکار میرود و اتصال آن به صورت فشاری (Push Fit) انجام میشود. لوله پلی پروپیلن نیز عمدتا در سیستم لولهکشی آب سرد و گرم (آب آشامیدنی و شوفاژ) استفاده میشود و از جنس پلیمر پلی پروپیلن ساخته شده است. در ادامه، با مقایسهی این دو نوع لوله از نظر جنس و ظاهر، ترکیبات شیمیایی و فرآیند تولید، هزینهها و نصب، دوام و مقاومت شیمیایی و همچنین کاربردهای آنها، به درک جامعی از شباهتها و تفاوتهایشان خواهیم رسید.
مقایسه جنس و ظاهر دو نوع لوله
لولههای پوش فیت: این لولهها از جنس پلی پروپیلن تقویتشده ساخته میشوند. بهدلیل جنس پلیمری خود، وزن سبکی داشته و در برابر زنگزدگی و خوردگی مقاوماند. ظاهر لولههای پوش فیت معمولا به رنگ خاکستری یا مشکی بوده و یک سر آنها سوکتدار (دارای دهانهی مادگی کمی بزرگتر) است که در داخل آن یک واشر لاستیکی آببند قرار دارد. این واشر لاستیکی به اتصال فشاری کمک میکند و آببندی بین دو لوله را تضمین میکند. از نظر شکل ظاهری، لولههای پوش فیت جدارهی صاف و صیقلی دارند و قطر آنها (معمولا ۴۰، ۵۰، ۱۰۰ میلیمتر و بالاتر) برای عبور فاضلاب و آبهای حاصل از تخلیه وسایل بهداشتی مناسب است. همچنین دیواره این لولهها نسبتا ضخیم و محکم است تا بتواند فشارهای مکانیکی محیط (مثلا وزن خاک یا بتن اطراف در سیستم فاضلاب زمینی) را تحمل کند.
لولههای پلی پروپیلن: لوله پلی پروپیلن که گاهی به نام لوله سبز یا لوله سفید (بسته به رنگ تولید) نیز شناخته میشود، عمدتا از پلی پروپیلن نوع کوپلیمر تصادفی (PP-R) تولید میگردد. این لولهها ظاهری استوانهای با رنگهای سفید، سبز یا طوسی روشن دارند و سطح بیرونی و درونی آنها کاملا صاف است. در انتهای لولههای پلی پروپیلن برخلاف پوش فیتها هیچ سوکت یا واشری وجود ندارد؛ هر دو سر لوله ساده و همقطر هستند. اتصال این لولهها به وسیلهی جوش حرارتی انجام میشود، بنابراین نیاز به اتصالات جداگانه (مانند بوشن یا زانویی) برای هر پیوند دارند. قطر لولههای پلی پروپیلن معمولا در سایزهای کوچکتر (مثلا ۲۰، ۲۵، ۳۲ میلیمتر برای مصارف خانگی و تا ۱۱۰ میلیمتر برای مصارف خاص) عرضه میشود و ضخامت جداره آن متناسب با فشار کاری (مثلا PN20, PN16) طراحی شده است. ظاهر این لولهها نسبت به پوش فیت ظریفتر بوده و جهت تحمل فشار، دیوارهی نسبتا ضخیمتری نسبت به قطر داخلی دارند.
شباهت ظاهری: هر دو نوع لوله دارای بدنهای صاف و بدون موج هستند و بهعلت ماهیت پلاستیکی، سطح داخل آنها نیز صیقلی است که به جریان سیال کمک میکند. همچنین هر دو سبک وزناند و حمل و جابجایی آنها آسان است. با این حال، وجه تمایز اصلی در ظاهر وجود سوکت و واشر در لولههای پوش فیت در مقابل سر ساده و نیاز به اتصال جداگانه در لولههای پلی پروپیلن است.
بررسی ترکیبات شیمیایی و فرآیند تولید
ترکیب مواد: هر دو لوله از خانواده پلیمرهای ترموپلاستیک هستند اما نوع پلی پروپیلن مورد استفاده در آنها اندکی متفاوت است. لولههای پوش فیت فاضلابی اغلب از پلی پروپیلن نوع کوپلیمر بلوک یا ترکیبی مقاومشده تولید میشوند که انعطافپذیری و مقاومت به ضربهی بهتری در دماهای پایین داشته باشد. در مقابل، لولههای پلی پروپیلن آبرسانی از پلی پروپیلن رندوم کوپلیمر (PP-R) ساخته میشوند که برای تحمل فشار داخلی و دمای بالاتر (آب گرم) بهینه شده است. به زبان ساده، پایه شیمیایی هر دو پلیمر یکی است (پلی پروپیلن)، اما با اصلاحات کوچکی در سطح مولکولی که باعث میشود یکی بیشتر مناسب جریان آزاد بدون فشار باشد و دیگری مناسب جریان تحت فشار.
فرآیند تولید: تولید هر دو نوع لوله به روش اکستروژن (Extrusion) صورت میگیرد. در این فرآیند، گرانولهای پلی پروپیلن در دستگاه اکسترودر ذوب شده و از طریق قالب حلقوی به شکل لوله درمیآیند. در تولید لوله پوش فیت، معمولا بلافاصله پس از خروج لولهی داغ از قالب، یک سر لوله را به صورت پوش فیت (سوکت) شکل میدهند؛ بدین معنی که انتهای لوله را در حالی که هنوز نرم است گشاد کرده و یک واشر لاستیکی آببند در آن قرار میدهند. این عمل باعث میشود که لوله در یک سر دارای مادگی (جهت اتصال) و در سر دیگر نری باشد. در سوی دیگر، تولید لوله پلی پروپیلن آبرسانی نیازی به سوکتزنی ندارد و لوله با قطر یکسان در تمام طول خود بریده و بستهبندی میشود.
ساخت اتصالات: برای هر دو سیستم، انواع اتصالات (زانویی، سهراهی، تبدیل و غیره) به روش تزریق پلاستیک (Injection Molding) از همان جنس پلیمر تولید میگردند. اتصالات پوش فیت دارای یک یا چند سر سوکت با واشر هستند، در حالی که اتصالات پلی پروپیلن (مانند زانو یا سهراهی PP-R) دو سر ساده دارند و برای اتصال باید با دستگاه جوش به لوله متصل شوند.
نحوهی اتصال در عمل: همانگونه که اشاره شد، تفاوت عمده در تکنیک نصب است. در سیستم پوش فیت، برای وصل کردن دو لوله کافی است سر نری لوله اول را داخل سر مادگی لوله دوم که دارای واشر است فشار دهیم (گاهی استفاده از روانکننده جهت سهولت توصیه میشود). این اتصال سریع شکل میگیرد و بلافاصله آببند است. اما در سیستم پلی پروپیلن آب، اتصال با جوش حرارتی انجام میشود؛ یعنی ابتدا لبهی لوله و داخل اتصال مخصوص را با المنت گرمکن، حرارت داده و ذوب میکنند، سپس دو قسمت نرمشده را به هم فشار داده و نگه میدارند تا سرد و یکپارچه شوند. نتیجه اتصال پلی پروپیلن یک جوش همگن پلاستیکی است که لوله و اتصال را از لحاظ ساختاری به یکدیگر متصل میکند.
ویژگیهای شیمیایی و فیزیکی: هر دو پلیمر در برابر آب و بیشتر مواد شیمیایی خانگی غیرواکنشپذیر هستند. پلی پروپیلن مادهای خنثی است که در مقابل اسیدها و بازهای ضعیف، الکلها، شویندهها و سایر مواد شیمیایی متداول مقاوم است و دچار زنگزدگی یا تجزیه شیمیایی نمیشود. با این حال، اختلافهایی نیز وجود دارد: پلی پروپیلن در برابر اشعهی UV خورشید حساس است و در بلندمدت در معرض آفتاب شکننده میشود، به همین دلیل در تولید این لولهها معمولا از پایدارکنندههای UV یا لایههای محافظ استفاده میشود (مثلا لولههای سبز پنجلایه که یک لایه مقاوم در برابر UV دارند). در فرآیند تولید لوله پوش فیت نیز گاهی برای بهبود خواص مکانیکی (مثل کاهش صدا یا افزایش مقاومت حرارتی) از ساختار چندلایه استفاده میشود؛ برای نمونه برخی لولههای پوش فیت سایلنت دارای یک لایهی میانی مخصوص هستند که صدای جریان آب را جذب میکند.
مقایسه قیمتها و هزینههای نصب
قیمت مواد و لوله: به طور کلی، لولههای پلیمری نسبت به لولههای فلزی قدیمی (مانند چدن یا گالوانیزه) ارزانتر و مقرونبهصرفهتر هستند. اما در مقایسهی بین پوش فیت و پلی پروپیلن، عوامل مختلفی تاثیرگذارند. لولههای پوش فیت فاضلابی به دلیل قطر بیشتر و وجود واشر و سوکت، معمولا گرانتر به ازای هر شاخه از لولههای پلی پروپیلن آب هستند. همچنین فرآیند تولید دقیقتر (برای آببندی مطمئن سوکتها) و افزودنیهای بهبوددهنده (مثل ضدحریق یا ضدصدا) میتواند قیمت پوش فیت را افزایش دهد. در مقابل، لولههای پلی پروپیلن آبرسانی قطرهای کمتری دارند و به صورت انبوه برای مصارف گسترده تولید میشوند؛ بنابراین قیمت هر متر آنها نسبتا پایین است. به عبارت دیگر، مواد اولیه مصرفی در یک متر لوله پوش فیت (با قطر بزرگتر) بیشتر از مواد مصرفی در یک متر لوله پلی پروپیلن نازک است، لذا قیمت آن بالاتر خواهد بود.
هزینه اتصالات و متعلقات: اتصالات پوش فیت (مانند سهراهی، زانو، سیفون فاضلابی و …) به علت داشتن جزئیاتی چون واشر و طراحی ویژه، کمی گرانتر از اتصالات ساده پلی پروپیلن هستند. اما از طرفی، سیستم پوش فیت به چسب یا جوشکاری نیاز ندارد، در حالی که برای لولههای پلی پروپیلن باید اتصالات جداگانه (بوشن، زانو، شیر و …) را خریداری کرد و هزینهی دستگاه جوش یا چسب (در صورت استفاده از رزوه و چسب برای اتصالات خاص) را نیز در نظر گرفت.
هزینه نصب و زمان اجرا: از دیدگاه اجرایی، نصب لولههای پوش فیت سریعتر و آسانتر است. اتصال فشاری این لولهها نیاز به مهارت تخصصی بالا یا ابزار گرانقیمت ندارد؛ کافیست لولهها اندازه شوند، سر لوله را کمی چرب کرده و در سوکت بعدی فرو کنند. این سادگی و سرعت باعث میشود هزینهی دستمزد نصب پوش فیت کمتر و مدت زمان اجرای پروژه کوتاهتر گردد. در نقطه مقابل، نصب لولههای پلی پروپیلن به دستگاه جوش پلی پروپیلن و یک فرد ماهر برای جوش دادن نیاز دارد. هر اتصال باید به دقت گرم و جوشکاری شود که زمانبر است. البته جوشکاری پلی پروپیلن کار دشواری نیست و لولهکشهای آب به سرعت این کار را انجام میدهند، ولی به هر حال سرعت اتصال پوش فیت بیشتر است. بنابراین در پروژههای بزرگ فاضلابی، استفاده از پوش فیت میتواند صرفهجویی قابل توجهی در زمان و هزینه اجرا داشته باشد.
مقایسه اقتصادی کلی: اگرچه قیمت واحد (هر متر یا هر عدد) لوله و اتصال پوش فیت ممکن است از پلی پروپیلن بالاتر باشد، اما با در نظر گرفتن کل هزینه نصبشده (Material & Installation)، این دو سیستم تفاوت زیادی ندارند. در سیستم پوش فیت شما پول بیشتری برای کالا میپردازید اما در زمان و دستمزد صرفهجویی میکنید؛ در سیستم پلی پروپیلن ممکن است قیمت لوله و اتصال پایینتر باشد ولی زمان نصب طولانیتر و دستمزد بیشتر خواهد شد. در نهایت، هر دو سیستم در دستهی لولهکشیهای اقتصادی و مقرونبهصرفه قرار میگیرند و به همین دلیل است که جایگزین لولههای قدیمی شدهاند.
مقایسه دوام و مقاومت شیمیایی
دوام فیزیکی و عمر مفید: هر دو نوع لوله پوش فیت و پلی پروپیلن در صورت نصب صحیح و شرایط بهرهبرداری نرمال، دارای طول عمر بالایی هستند (معمولا بالای ۵۰ سال). این لولهها در برابر زنگزدگی، پوسیدگی و خوردگی کاملا مقاوماند، بنابراین از داخل دچار افت کیفیت نمیشوند. همچنین سطح داخلی صاف آنها باعث میشود رسوب املاح یا گرفتگی ناشی از تجمع مواد به حداقل برسد که خود در افزایش عمر مفید موثر است. لولههای پوش فیت به دلیل ضخامت بالا و انعطافپذیری پلی پروپیلن، در برابر ضربات ناگهانی یا فشارهای خارجی (مثلا نشست ساختمان یا تکانها) مقاومت خوبی دارند و کمتر دچار شکست میشوند. لولههای پلی پروپیلن نیز به علت ساختار یکپارچه جوشها، در برابر فشار آب (تا حدود مشخصشده توسط استاندارد فشار) سالها بدون نشتی کار میکنند و اتصالهای جوشی آنها استحکام بالایی دارد (اغلب مقاومت اتصال جوشی از خود لوله کمتر نیست).
با این حال، چند تفاوت مهم وجود دارد:
- مقاومت در برابر فشار: لوله پلی پروپیلن برای تحمل فشار طراحی شده و میتواند فشار آب شهری و حتی گرمای سیستم گرمایشی را تاب بیاورد (بسته به کلاس فشاری، مثلا لوله PN20 میتواند حدود ۲۰ اتمسفر فشار آب سرد را تحمل کند). در مقابل، لوله پوش فیت برای فشار داخلی طراحی نشده و اتصالات آن تحت فشار زیاد آببند نخواهند بود. این لولهها در سیستمهای ثقلی (بدون فشار، مانند فاضلاب که فشار آب ناشی از ارتفاع خیلی زیاد نیست) عملکرد عالی دارند، اما نمیتوان از آنها برای لولهکشی تحت فشار (مثل آبرسانی) استفاده کرد. بنابراین در زمینه تحمل فشار، برتری با لولههای پلی پروپیلن است.
- مقاومت حرارتی: پلی پروپیلن به طور کلی نقطه ذوب نسبتا بالایی (حدود 160 درجه سانتیگراد) دارد. لولههای پلی پروپیلن آب میتوانند دمای آب گرم تا حدود ۷۰-۸۰ درجه سانتیگراد به صورت مداوم و تا ۹۵ درجه را به صورت مقطعی تحمل کنند، که مناسب آب گرم مصرفی و شوفاژ است. لولههای پوش فیت فاضلابی نیز قادرند آب داغ خروجی (مثلا آب گرم تخلیهشده از لباسشویی یا ظرفشویی) را تحمل کنند، اما در برابر حرارتهای مداوم و بسیار بالا اندکی حساستر هستند. به عنوان مثال، تخلیهی آب جوش مشکلی برای پوش فیت ایجاد نمیکند، ولی اگر این لوله به منبع آب بسیار داغ متصل باشد (کاربری نامتعارف)، ممکن است اندکی تغییر شکل دهد یا نرم شود. از این رو در سیستمهای فاضلاب صنعتی که دمای مداوم فاضلاب بسیار بالا است، باید دقت بیشتری در انتخاب نوع پلیمر (PP ویژه حرارت) نمود. به طور خلاصه، هر دو در بازه دمای معمول ساختمان مقاوماند، ولی پلی پروپیلن آبرسانی برای شرایط دمایی سختتری طراحی شده است.
- مقاومت شیمیایی: پلی پروپیلن یک ماده با مقاومت شیمیایی عالی است. این ماده در برابر طیف وسیعی از اسیدها و بازها، مواد شوینده، محلولهای نمکی و الکلها پایدار است و دچار خوردگی یا واکنش نمیشود. در سیستم فاضلاب خانگی، مواد شیمیایی خورندهای مانند شویندههای قوی، اسیدهای ضعیف (جرمگیرها) یا چربیها وارد لوله میشوند که لوله پوش فیت به خوبی در برابر آنها مقاومت میکند. در سیستم آبرسانی نیز کلر موجود در آب و سایر مواد شیمیایی تصفیه آب تاثیر مخربی بر لوله پلی پروپیلن ندارند (بر خلاف لولههای فلزی که خوردگی میگیرند). تنها نقطه قابل توجه، واشرهای لاستیکی در اتصالات پوش فیت است؛ این واشرها معمولا از جنس الاستومر مقاوم (مانند EPDM) هستند که در برابر اغلب مواد شیمیایی و حرارت مقاوماند، اما در تماس با برخی مواد نفتی یا حلالهای آلی بسیار قوی ممکن است آسیب ببینند. البته این شرایط در مصارف عادی فاضلاب پیش نمیآید و جای نگرانی نیست.
- مقاومت در برابر UV و محیط: همانطور که اشاره شد، هر دو نوع لوله در برابر نور خورشید آسیبپذیرند. قرارگیری طولانیمدت در فضای باز بدون محافظ میتواند باعث رنگپریدگی و کاهش چقرمگی پلیمر شود. از این رو توصیه میشود اگر لوله پلی پروپیلن در معرض آفتاب است، از نوع چندلایهی دارای لایه ضد UV استفاده شود یا روی آن پوشش داده شود. درباره لولههای پوش فیت، کاربرد اصلی آنها در داخل ساختمان است؛ در صورت استفاده در فضای باز (مثلا لوله فاضلاب بیرون ساختمان) بهتر است با عایق یا رنگ مخصوص پوشانده شوند. همچنین در مناطق بسیار سرد، پلی پروپیلن در دمای زیر صفر ممکن است تردتر شود، لذا عایقکاری حرارتی برای لولههای آبرسانی در معرض هوای سرد ضروری است تا از یخزدن آب داخل و ترکیدگی جلوگیری شود.
به طور کلی، از نظر دوام در برابر شرایط محیطی و شیمیایی، میتوان گفت هر دو لوله عملکرد قابل اعتمادی دارند و عدم زنگزدگی و مقاومت شیمیایی آنها از نقاط قوت مشترکشان است. لوله پوش فیت با وجود تحمل کمتر در برابر فشار، در برابر تنشهای فیزیکی (ضربه یا خمشدگی) اندکی انعطافپذیرتر است، و لوله پلی پروپیلن با وجود سختی بیشتر، تحت فشار داخلی و دمای بالا پایدارتر میماند.
کاربردهای لولههای پوش فیت و پلی پروپیلن
کاربردهای لوله پوش فیت: همانطور که اشاره شد، حوزه اصلی کاربرد پوش فیت در سیستمهای فاضلاب ساختمانی است. این لولهها برای انتقال آبهای حاصل از سرویسهای بهداشتی، ظرفشویی، حمام و سایر فاضلابهای خانگی به کار میروند. به دلیل آببندی مطمئن و نصب آسان، در ساختمانهای مسکونی، اداری و تجاری برای لولهکشی شبکه فاضلاب (شاقولها، لولههای افقی زیرسقفی، خروجیهای وسایل بهداشتی و ونتها) از پوش فیت بهره میگیرند. همچنین در پروژههای صنعتی و آزمایشگاهی که دفع مواد شیمیایی خورنده با دما یا PH غیرعادی مد نظر است، اغلب از لولههای پوش فیت پلی پروپیلن استفاده میشود؛ چرا که در مقایسه با لولههای فلزی یا بتنی، مقاومت شیمیایی بالاتری دارند. سیستمهای هواکش فاضلاب (Vent) نیز که برای تخلیه گازهای فاضلاب به بام ساختمان اجرا میشوند، معمولا با همین لولههای پوش فیت انجام میشوند. افزون بر اینها، برخی مصارف ثانویه نیز وجود دارد؛ مثلا گاها در سیستمهای تخلیه آب باران از پشتبام یا ناودانها از پوش فیت استفاده میشود، یا در تخلیه آب استخرها و مخازن بزرگ. در کل هر جا نیاز به انتقال ثقلی سیال بدون نشت باشد، پوش فیت گزینه مطلوبی است.
کاربردهای لوله پلی پروپیلن: لولههای پلی پروپیلن (PP-R) عمدتا برای شبکههای آبرسانی تحت فشار استفاده میشوند. رایجترین استفاده آنها در لولهکشی آب سرد و گرم ساختمان است؛ تقریبا در تمامی منازل نوساز، لولههای قدیمی فلزی آب با پلی پروپیلن جایگزین شدهاند و آب شهری از کنتور تا شیرآلات توسط این لولهها منتقل میشود. مقاومت در برابر حرارت باعث شده که در سیستم آب گرم مصرفی و شوفاژ (موتورخانه و پکیج) نیز از این لولهها استفاده شود. علاوه بر ساختمانهای مسکونی، در بیمارستانها، هتلها و صنایع غذایی که به آب تمیز نیاز است، پلی پروپیلن انتخابی بهداشتی و مطمئن محسوب میشود (زیرا مواد سمی به آب رها نمیکند و رسوب نمیگیرد). از کاربردهای دیگر میتوان به سیستمهای پنوماتیک و هوای فشرده در کارخانهها (در فشارهای مناسب)، انتقال محلولهای شیمیایی ملایم در واحدهای صنعتی، و حتی سیستمهای آبیاری گلخانهای و کشاورزی (در مقیاس کوچک) اشاره کرد. البته برای انتقال آب در بیرون از ساختمان یا مدفون در خاک نیز میتوان از پلی پروپیلن استفاده کرد، ولی معمولا پلی اتیلن یا پیویسی در اون شرایط ترجیح داده میشوند.
به طور خلاصه، لوله پوش فیت نقش ستون فقرات سیستم دفع فاضلاب را بازی میکند و لوله پلی پروپیلن شریانهای سیستم تامین آب تمیز را تشکیل میدهد. هر دو این لولهها در کنار هم یک ساختمان را از نظر تامین و دفع سیالات تجهیز میکنند و کارایی بالایی دارند.
نتیجهگیری
لولههای پوش فیت و پلی پروپیلن هر دو از پلیمر پلی پروپیلن ساخته شده و مزایای مشترکی مانند مقاومت در برابر خوردگی، وزن کم، نصب نسبتا آسان و عمر طولانی دارند. با این وجود، تفاوتهای اساسی آنها باعث شده است که هر کدام برای کاربرد مشخصی مناسبتر باشند. لوله پوش فیت بهدلیل وجود اتصالات فشاری با واشر، انتخابی عالی برای سیستمهای فاضلاب بدون فشار است؛ جایی که سرعت نصب و آببندی مطمئن اهمیت دارد. از سوی دیگر، لوله پلی پروپیلن به خاطر توان تحمل فشار و حرارت، گزینهای ایدهآل برای شبکه آبرسانی تحت فشار (آب شرب و گرم) محسوب میشود.
به طور کلی، نمیتوان گفت یکی از این دو نوع لوله کاملا بر دیگری برتری دارد، چرا که کاربری آنها متفاوت است. در واقع آنها مکمل یکدیگر در تاسیسات یک ساختمان هستند. شناخت شباهتها و تفاوتهایشان به مهندسان و مجریان تاسیسات کمک میکند تا در محل مناسب از گزینهی درست بهره بگیرند. امیدواریم با مطالعه این مقاله، تصویر روشنی از ویژگیها، نقاط قوت و محدودیتهای لولههای پوش فیت و پلی پروپیلن بهدست آورده باشید و بتوانید براساس نیاز پروژه، بهترین انتخاب را انجام دهید.