مقایسه روش‌های سنتی انتقال گاز با لوله‌ پلی‌اتیلن گازی؛ انقلابی در ایمنی و کارایی سیستم‌های گازرسانی

بخش اول: روش‌های سنتی انتقال گاز

•  لوله‌های فلزی (فولادی)
• لوله‌های چدنی
• لوله‌های گالوانیزه
• لوله‌های مسی در برخی مصارف خاص
  

تاریخچه استفاده از روش‌های سنتی:
لوله‌های فلزی از اوایل قرن بیستم به طور گسترده در پروژه‌های گازرسانی مورد استفاده قرار گرفتند. اولین کاربردهای صنعتی گاز در اروپا و آمریکا با استفاده از لوله‌های فولادی انجام شد. در ایران نیز از دهه ۱۳۴۰ شمسی، استفاده از لوله‌های فلزی در پروژه‌های شهری و صنعتی آغاز شد. لوله‌های چدنی و گالوانیزه نیز در برخی پروژه‌های خاص استفاده می‌شدند، به‌ویژه در مناطقی که فشار کاری پایین‌تری نیاز بود.

ویژگی‌ها و مزایای روش‌های سنتی:
- استحکام مکانیکی بالا
- مقاومت در برابر فشارهای بالا
- در دسترس بودن گسترده در بازارهای جهانی

معایب روش‌های سنتی:
1. خوردگی و زنگ‌زدگی: یکی از اصلی‌ترین مشکلات لوله‌های فلزی، خوردگی در اثر تماس با رطوبت و مواد شیمیایی موجود در خاک است. این موضوع موجب کاهش عمر مفید و افزایش هزینه‌های نگهداری می‌شود.
2. وزن بالا و دشواری در حمل و نصب: وزن زیاد لوله‌های فلزی فرآیند حمل، بارگیری و نصب را دشوار و پرهزینه می‌سازد.
3. نیاز به پوشش‌های محافظ: برای جلوگیری از خوردگی، لازم است این لوله‌ها با پوشش‌های اپوکسی یا پلی‌اتیلن محافظت شوند.
4. درزهای جوش و احتمال نشت گاز: اتصال لوله‌های فلزی معمولاً با جوشکاری انجام می‌شود که در صورت عدم دقت کافی، احتمال نشت گاز افزایش می‌یابد.
5. هزینه بالا در نگهداری و تعمیرات: به‌ویژه در مناطق مرطوب یا خورنده، نیاز به بازرسی و تعویض قطعات بالا می‌رود.
مطالعه موردی: پروژه گازرسانی در منطقه شمالی ایران با لوله‌های فولادی در دهه ۷۰ شمسی با مشکلات عدیده نشت و تعمیرات مکرر روبه‌رو شد که هزینه‌های آن به چند برابر حالت معمول رسید.

بخش دوم: معرفی لوله پلی‌اتیلن گازی
لوله پلی‌اتیلن گازی نسل جدیدی از لوله‌هاست که با استفاده از مواد پلی‌اتیلن سنگین (HDPE) ساخته می‌شود. این لوله‌ها از نظر ساختاری دارای انعطاف‌پذیری بالا، مقاومت در برابر خوردگی و طول عمر بالا هستند. استفاده از این نوع لوله در پروژه‌های گازرسانی شهری و روستایی به صورت گسترده‌ای مورد توجه قرار گرفته است.
تکنولوژی ساخت لوله پلی‌اتیلن گازی:
مواد مورد استفاده برای ساخت این لوله‌ها معمولاً از نوع PE80 یا PE100 هستند که از نظر خواص مکانیکی و حرارتی استانداردهای سخت‌گیرانه‌ای را رعایت می‌کنند. فرآیند اکستروژن پیوسته، تضمین‌کننده یکپارچگی ساختاری لوله است.

استانداردها:
لوله پلی‌اتیلن گازی باید با استانداردهای بین‌المللی از جمله:
- ISO 4437
- EN 1555
- ASTM D2513
سازگار باشد. در ایران، استاندارد ملی INSO 11233 نیز به همین منظور تدوین شده است.

مزایای لوله پلی‌اتیلن گازی:1. مقاومت کامل در برابر خوردگی

• انعطاف‌پذیری بالا
• سبکی و سهولت در نصب
• اتصالات جوشی بدون نشت (الکتروفیوژن، لب به لب)
• عمر مفید بالا (بیش از 50 سال)
• کاهش هزینه‌های نگهداری و تعمیرات
• مقاومت در برابر زمین‌لرزه و نشست خاک
• دوستدار محیط زیست

مطالعه موردی: پروژه گازرسانی به روستاهای استان کردستان با استفاده از لوله پلی‌اتیلن گازی در سال ۱۳۹۷، موجب کاهش ۶۵٪ در هزینه‌های تعمیر و افزایش ۴۰٪ سرعت اجرا نسبت به پروژه‌های مشابه با لوله فلزی شد.

مقایسه اقتصادی:با محاسبه هزینه‌های کلی چرخه عمر (LCC)، لوله پلی‌اتیلن گازی نسبت به لوله‌های فلزی 30تا 45 درصد مقرون به صرفه‌تر است. این محاسبات شامل هزینه‌های اولیه، نصب، تعمیر و نگهداری در بازه ۵۰ ساله است.

نقل قول تخصصی:
دکتر علی نادری، استاد دانشگاه تهران در حوزه مهندسی پلیمر می‌گوید:
"لوله‌های پلی‌اتیلن گازی نه تنها از لحاظ ایمنی و استحکام در سطح بالایی قرار دارند، بلکه به دلیل روش‌های اتصال خاص، خطرات نشتی گاز را به حداقل می‌رسانند.

جدول مقایسه‌ای

آینده‌نگری بازار:
با توجه به روند جهانی در جایگزینی مواد مقاوم و سبک، پیش‌بینی می‌شود تا سال 2030 بیش از 70% شبکه‌های گازرسانی جدید در کشورهای توسعه‌یافته با استفاده از لوله پلی‌اتیلن گازی اجرا شود. در ایران نیز با توجه به حمایت سازمان ملی استاندارد، انتظار می‌رود سهم این نوع لوله در پروژه‌های شهری تا ۵ سال آینده دو برابر شود.

نتیجه‌گیری
با توجه به بررسی‌های انجام شده، می‌توان نتیجه گرفت که استفاده از لوله پلی‌اتیلن گازی در پروژه‌های گازرسانی نه تنها از نظر اقتصادی مقرون به صرفه‌تر است، بلکه از نظر ایمنی، کارایی و سازگاری با محیط زیست نیز برتری چشمگیری دارد. این نوع لوله با داشتن ویژگی‌هایی چون مقاومت بالا در برابر خوردگی، انعطاف‌پذیری، عمر طولانی و نصب سریع، تحولی در صنعت گازرسانی ایجاد کرده است. از این رو، می‌توان گفت که لوله پلی‌اتیلن گازی راهکاری نوین و قابل اعتماد برای آینده گازرسانی کشور است.