حداکثر دما و آستانه تغییر دمای سیال در لوله‌های پلی اتیلن HDPE

**حداکثر دما و آستانه تغییر دمای سیال در لوله‌های پلی اتیلن HDPE**

لوله‌های پلی اتیلن با چگالی بالا (HDPE) به دلیل مقاومت در برابر خوردگی، انعطاف‌پذیری و مقرون‌به‌صرفه بودن، در سیستم‌های انتقال سیال کاربرد گسترده‌ای دارند. با این حال، عملکرد آن‌ها به شدت به **محدوده دمایی سیال** وابسته است که تعیین‌کننده مناسب بودن آن‌ها برای کاربردهای خاص است. این مقاله به بررسی **حداکثر دمای کاری** و **آستانه‌های دمایی** در لوله‌های HDPE می‌پردازد:

—

### **۱. حداکثر دمای کاری**
لوله‌های HDPE از پایداری حرارتی برخوردارند، اما دارای محدوده‌های دمایی مشخصی هستند:
– **سیستم‌های آب سرد**: معمولاً برای استفاده مداوم تا **۶۰°C** طراحی شده‌اند [[۴]].
– **قرارگیری کوتاه‌مدت در معرض گرما**: قادر به تحمل دماهای تا **۹۵°C** برای مدت کوتاه (مثلاً جریان متناوب آب گرم) هستند [[۴]].
– **کاربردهای صنعتی**: برای فرآیندهایی با دماهای بالاتر، HDPE مناسب نیست و از موادی مانند فولاد یا آلیاژهای تخصصی برای سیالات بالای ۱۰۰°C استفاده می‌شود [[۶]].

تجاوز از این محدوده‌ها منجر به **تجزیه حرارتی**، کاهش استحکام مکانیکی و پیری سریع می‌شود [[۴]][[۹]].

—

### **۲. آستانه‌های دمایی**
**آستانه دما** نقطه‌ای است که در آن عملکرد HDPE از حالت پایدار خارج می‌شود:
– **نقطه نرم‌شدن**: HDPE در دمای **۸۰–۹۰°C** شروع به نرم‌شدن کرده و تحت فشار تغییر شکل می‌دهد [[۴]].
– **آستانه بحرانی**: قرارگیری مداوم در دماهای بالای **۶۰°C** باعث استرس اکسایشی و کاهش طول عمر می‌شود [[۳]][[۹]].
– **آستانه واکنش**: برای سیالات غیرآبی (مانند روغن‌ها)، HDPE ممکن است در دماهای پایین‌تر به دلیل برهمکنش شیمیایی تخریب شود [[۱۰]].

—

### **۳. عوامل مؤثر بر تحمل دما**
– **فشار**: افزایش فشار، محدوده دمای مجاز را کاهش می‌دهد. به عنوان مثال، در فشار ۱۰ بار، حداکثر دمای HDPE به **۵۰°C** می‌رسد [[۴]].
– **مدت زمان**: افزایش موقت دما (مثلاً ۹۵°C برای ۱ ساعت) کمتر از گرماهای مداوم مضر است [[۴]].
– **افزودنی‌ها**: استفاده از پایدارکننده‌های UV یا آنتی‌اکسیدان‌ها می‌تواند تا حدی مقاومت حرارتی را بهبود بخشد [[۹]].

—

### **۴. کاربردها و سازگاری**
لوله‌های HDPE برای موارد زیر مناسب هستند:
– **سیستم‌های آب آشامیدنی**: ایمن تا ۶۰°C [[۴]].
– **گرمایش زمین‌گرمایی**: محدود به حلقه‌های کم‌دمای ≤۵۰°C [[۶]].
– **انتقال مواد شیمیایی**: مناسب برای مواد شیمیایی ملایم در دماهای معتدل (≤۴۰°C) [[۴]].

برای سیالات دمای بالا (مانند بخار یا هیدروکربن‌ها)، از موادی مانند فولاد یا پلی اتیلن شبکه‌ای (PEX) استفاده می‌شود [[۱]][[۶]].

—

### **۵. راهکارهای کاهش تأثیرات حرارتی**
برای افزایش طول عمر لوله‌های HDPE تحت تنش حرارتی:
– **عایق‌کاری**: کاهش انتقال گرما از منابع خارجی [[۲]].
– **کاهش فشار**: کاهش فشار عملیاتی محدوده دمایی مجاز را افزایش می‌دهد [[۴]].
– **ترکیب مواد**: افزودن پلی‌پروپیلن (PP) یا الاستومرها به بهبود پایداری حرارتی کمک می‌کند [[۹]].

—

### **نتیجه‌گیری**
لوله‌های HDPE در کاربردهای با دمای پایین تا متوسط عملکرد عالی دارند، اما طراحی آن‌ها نیازمند توجه به محدوده‌های حرارتی است. درک این آستانه‌ها تضمین می‌کند که سیستم‌های انتقال سیال ایمن و پایدار عمل کنند [[۳]][[۴]][[۶]].

—

## **منابع**
[۱] “مایعات دمای بالا – مروری”، ScienceDirect Topics [[۱]].
[۲] “تبدیل تاریخ میلادی به شمسی (PersianCalendar)”، ۱۴۰۲/۰۲/۱۸ [[۲]].
[۳] “مقایسه آستانه دماهای اضافی ΔT*”، ScienceDirect Topics [[۳]].
[۴] “مواد لوله، کاربرد و حداکثر دما”، ۱۴۰۲/۰۱/۱۸ [[۴]].
[۶] “سطوح دمایی معمول در فرآیندهای صنعتی”، ScienceDirect Topics [[۶]].
[۹] “دمای آستانه – مروری”، ScienceDirect Topics [[۹]].
[۱۰] “دمای آستانه واکنش مواد مایع و جامد”، ASTM [[۱۰]].