ท่อ PE > ทำไมต้องใช้วัสดุ PE สำหรับท่อรับแรงดัน?

ทำไมต้องใช้วัสดุ PE สำหรับท่อรับแรงดัน?

ทำไมต้องใช้วัสดุ PE สำหรับท่อรับแรงดัน?

ความสะดวก - วิธีที่ง่ายที่สุดสำหรับผู้ผลิตพอลิเมอร์ คือ ผลิต natural pellets ที่สามารถใช้งานได้หลากหลายและส่งไปให้ผู้ผลิตท่อเพื่อผสมสีโดยใช้ masterbatch แต่วิธีที่ดีที่สุดที่ทาง PE100+ คือใช้เม็ด PE ที่ผู้ผลิตทำการผสมสีโดย masterbatch ให้เรียบร้อยแล้วจะช่วยให้ท่อที่ผลิตได้มีคุณภาพดีน่าเชื่อถือ

ความทนทาน - ท่อรับแรงดันที่ผลิตจาก PE ถูกออกแบบสำหรับการใช้งานที่ยาวนาน (มากกว่า 100 ปี) สำหรับงานก่อสร้างที่ท่อต้องมีการฝังไว้ใต้ดิน เนื่องจากการฝังท่อลงไปใต้ดินนั้นมีการใช้งบประมาณที่สูงมาก (ประมาณ 85-90% ของค่าใช้จ่ายทั้งโครงการ) แต่ความทนทานนั้นจะเกิดขึ้นได้ก็ต่อเมื่อส่วนผสมต่างๆ เช่น ผงคาร์บอนแบล็ค, สารเติมแต่งต่างๆที่สำคัญมีการกระจายตัวอย่างดีในพอลิเมอร์

Compound Approach - PE compound

สำหรับท่อน้ำและท่อส่งก๊าซเป็นที่นิยมใช้อย่างกว้างขวางในปัจจุบัน โดยเฉพาะในแถบยุโรป ซึ่งยุโรปได้ตั้งมาตรฐานไว้ค่อนข้างสูงและคุณสมบัติหลักคือ ท่อต้องไม่มีการรั่วซึมตลอดอายุการใช้งาน ซึ่งข้อกำหนดนี้ได้ยอมรับโดย ISO 4437 (2007) และ ISO 4427 (2007) สำหรับท่อส่งก๊าซและท่อน้ำ PE ตามลำดับ

Natural and master-batch approach - ในบางประเทศ เช่น สหรัฐอเมริกาและญี่ปุ่น นิยมใช้ natural PE และ master-batch เพื่อผลิตท่อน้ำและท่อส่งก๊าซ แต่วิธีนี้ต้องการวิธีทดสอบเพื่อประกันคุณภาพของท่อและวิธีการผลิตที่ให้ผลที่ถูกต้องมากที่สุด ยกตัวอย่างเช่น ในประเทศอเมริกาต้องมีการเลือกชนิด, ปริมาณและการกระจายตัวของ master-batch ให้ตรงตามมาตรฐาน ASTM ดังนั้นเครื่อง extrusion ที่ผู้ผลิตท่อใช้จึงต้องมีการออกแบบเป็นพิเศษเพื่อให้การผสมและกระจายตัวที่ดี เป็นต้น ในผลิตท่อแบบ natural PE ผสมกับ master-batch จึงมีหลายปัจจัยที่เกี่ยวข้อง ดังนี้

ถ้า natural PE ที่ใช้เป็น PE100 ไม่จำเป็นเสมอไปว่าเมื่อนำมาผสมกับ master-batch แล้วท่อที่ได้จะต้องเป็น PE100 เนื่องจากบางประเทศมีการใช้ LDPE หรือ LLDPE เป็นตัวนำพาเพื่อช่วยในการกระจายตัวของสารเติมแต่งซึ่งมีผลทำให้ความแข็งแรงของท่อนั้นลดลง
ในทำนองเดียวกัน ถ้า natural PE ผ่านการทดสอบ stress crack resistance ตามมาตรฐานของ PE100 การใช้ตัวนำพาคนละชนิดอาจลด stress crack resistance ของท่อได้
การกระจายตัวที่ดีของเม็ดสีและสารเติมแต่งมีความสำคัญต่อประสิทธิภาพของท่อในระยะยาว ซึ่งการกระจายตัวที่ดีควรมีค่าประมาณ 2-2.5% โดยไม่มีการรวมเป็นก้อนใหญ่ ก้อนเหล่านี้จะก่อให้เกิดจุดที่เริ่ม crack ทำให้ท่อไม่แข็งแรงเท่าที่ควร

ผู้ผลิตท่อบางรายลดการรวมกันเป็นก้อนของผงคาร์บอนแบล็คโดยการลดปริมาณของผงคาร์บอนแบล็ค แต่ผลที่ตามมาคือความสามารถในการทนแสงยูวีจะลดลง ดังนั้นท่อ PE จึงต้องมีการเติมผงคาร์บอนแบล็คอย่างน้อย 2% เพื่อเป็นการป้องกันการเสื่อมสภาพของท่อเนื่องจากแสงยูวีตลอดอายุการใช้งาน
ผู้ผลิตท่อบางรายเพิ่มความสามารถในการกระจายตัวและลดต้นทุนโดยการใช้ผลคาร์บอนแบล็คที่มีขนาดอนุภาคใหญ่ ซึ่งมีผลทำให้การทนต่อแสงยูวีนั้นลดลงเช่นเดียวกัน ดังนั้นจึงมีการกำหนดขนาดของอนุภาคให้ไม่เกิน 25 นาโนเมตรเพื่อรักษาประสิทธิภาพของท่อ
การเลือกใช้สารเติมแต่งที่เหมาะสมควรคำนึงถึงประสิทธิภาพของท่อที่ผลิตได้ ทั้งทางด้านความแข็งแรง organoleptic และ food approval
ผู้ผลิตท่อที่ใช้ natural PE ผสมกับ master-batch จะเป็นผู้รับผิดชอบคุณภาพของท่อเนื่องจากผู้ผลิตนั้นเป็นผู้ควบคุมปัจจัยต่างๆดังกล่าวข้างต้น

References

1) S. MacKellar, "Leakage survey in UK" Plastics Pipes XIII, Washington, 2006.

2) Fontenay, et al "Review of properties of pipe and fitting materials for drinking water". Force Technology Report, 2005

3) S. Dougherty, "Technical and practical aspects of carbon black and masterbatch for pressure pipe", Dubai Plast Pro, 2008.

Donwload this document from PE100+ Associaton in pdf version

กลับสู่หน้า ถาม-ตอบ