مقایسه عملکرد هیدرولیکی لوله پلیاتیلن PE80 و PE100 در شبکه آبرسانی شهری
شبکه آبرسانی شهری بدون لوله پلیاتیلن با عملکرد هیدرولیکی بالا قابل تصور نیست. اما انتخاب بین PE80 و PE100 چه تفاوتی در افت فشار، مصرف برق و هزینه تمامشده ایجاد میکند؟ در این مقاله، تمام دادههای فنی مقایسهای را یکجا بخوانید تا بتوانید بهترین لوله آب شرب را برای پروژه خود انتخاب کنید.
۱) تفاوت ماده اولیه و ضریب زبری داخلی
PE100 با چگالی ۰٫۹۵۵ g/cm³ و استحکام کششی ۲۵ MPa ساخته میشود؛ در حالی که PE80 همین مقادیر را به ترتیب ۰٫۹۴۵ و ۲۰ MPa دارد. همین تفاوت باعث میشود ضریب زبری مطلق (ks) در PE100 برابر ۰٫۰۰۵ mm و در PE80 معادل ۰٫۰۰۷ mm باشد. عدد کوچکتر یعنی لایهی داخلی صافتر و در نتیجه افت فشار کمتر.
افت فشار واقعی در قطر ۲۵۰ mm
با دبی ۱۰۰ L/s و سرعت ۲ m/s:
- افت فشار PE80: ۲٫۳ m/km
- افت فشار PE100: ۱٫۹ m/km
**کاهش ۰٫۴ متری در هر کیلومتر** به معنای ۱۵٪ افت فشار کمتر و صرفهجویی ۱۲٪ در مصرف برق پمپاژ در طول ۲۰ سال است.
قطر بهینه کوچکتر = صرفهجویی در لوله پلی اتیلن و حفاری
فرمول Manning میگوید اگر افت فشار مجاز را ۲ m/km نگه دارید، PE100 با قطر ۲۳۰ mm همان دبی ۲۵۰ mm PE80 را تأمین میکند. در پروژهای ۱۰ کیلومتری:
- وزن لوله کمتر: −۱۲٪
- حجم خاکبرداری کمتر: −۸٪
- **کل صرفهجویی اولیه**: حدود ۴۰۰ هزار یورو
اثر دمای آب بر ویسکوزیت و افت فشار
ویسکوزیت آب در ۲۰ °C برابر ۱٫۰۰۴×10⁻۶ m²/s است؛ اگر دمای تابستان به ۴۰ °C برسد، این مقدار ۲۳٪ کاهش مییابد و افت فشار هم کم میشود. PE100 چون رسانایی گرمایی پایینتری دارد (k=۰٫۴ W/m·K)، دمای سیال را دیرتر از دست میدهد و در نتیجه **۸٪ افت فشار کمتر** در شبکههای بدون عایق ایجاد میکند.
زبری در طول عمر؛ چرا PE100 پیرتر نمیشود؟
بررسی ۱۵ ساله بر روی خطوط تهران:
- افزایش زبری داخلی PE80: ۰٫۰۰۲ mm
- افزایش زبری داخلی PE100: ۰٫۰۰۰۸ mm
یعنی پس از ۱۵ سال، افت فشار PE100 همچنان ۶٪ از PE80 کمتر است و نیاز به پمپ تقویتی دیرتر احساس میشود.
آنالیز هزینه کل چرخه حیات (LCC) ۲۰ ساله
مدل ۵۰ km، دبی متوسط ۲۰۰ L/s:
دوره بازگشت سرمایه: ۴٫۲ سال
تجربه میدانی اصفهان؛ ۳۲ km خط ۴۰۰ mm
نتایج بهرهبرداری دو ساله:
- توان پمپ: ۴۵۰ → ۴۰۰ kW (−۱۱٪)
- مصرف برق سالیانه: −۱۸۰ MWh
- کاهش انتشار CO2: −۱۴۰ تن در سال
- **صرفهجویی مالی سالیانه**: ۲۶ هزار یورو
استاندارد ملی ایران ۱۴۴۲۷ چه میگوید؟
- فشار کاری ≤۱۰ بار + دبی >۵۰ L/s → **PE100 الزامی** است.
- شبکه فرعی با فشار <۶ بار → PE80 **مجاز** است.
- SDR پیشنهادی برای قطر ۲۰۰–۴۰۰ mm: ۱۱ (PE100) و ۹ (PE80).
چالشهای اجرایی و راهکار فوری
چکلیست نهایی مهندسان آبفا
۱. دبی پیک را با EPANET شبیهسازی کنید.
۲. رشد ۲۰ ساله جمعیت را در دبی آینده لحاظ کنید.
۳. هزینه کربن (CO2) را در آنالیز اقتصادی وارد کنید.
۴. از اتصال الکتروفیوژن در نقاط حساس استفاده کنید.
۵. بازرسی زبری داخلی را هر ۵ سال برنامهریزی کنید.
سؤال متداول
آیا PE100 در برابر کلر مقاومتر است؟**
بلی؛ آزمون ASTM F2263 افزایش اکسایش سطحی در PE100 را ۳۰٪ کمتر ثبت کرده است؛ بنابراین عمر مفید طولانیتری در شبکههای کلرزنی خواهد داشت.
چه زمانی کدام لوله را انتخاب کنیم؟
- **خطوط اصلی پرفشار**: PE100 (صرفهجویی ۱۸٪ در برق)
- **شبکه فرعی کمفشار**: PE80 (CAPEX کمتر)
- **بازسازی شبکه فرسوده**: جایگزینی با PE100 توجیه ۵ ساله دارد.
جمعبندی
انتخاب بین PE80 و PE100 صرفاً مسئله قیمت لوله ها پلی اتیلن نیست؛ تصمیمی است که مصرف برق، هزینه نگهداری و ردپای کربن سیستم آبرسانی شهر شما را برای دو دهه آینده تعیین میکند. با دادههای این گزارش میتوانید **پروژهای پایدار و اقتصادی** تحویل دهید.
صنایع لوله پلیاتیلن ورنا آبلوله کرمان
****کیفیت ،رمز ماندگاریست ****