معرفی و انواع لوله چدن - دکترای اقتصاد

مقاله حاضر به معرفی انواع لوله های چدن و کاربردهایشان می پردازد.

لوله چدنی چیست؟

لوله های چدنی از آهن و کربن ساخته می شوند و برای انتقال آب، پساب و گاز استفاده می شوند. درصد کربن بیش از 2 درصد، در این لوله ها وجود دارد. استفاده از لوله های چدنی در انتقال آب به تاریخچه سه قرن پیش برمی گردد. در ابتدا، لوله های چدنی بدون پوشش استفاده می شدند ولی بعداً عملیات پوشش دهی جهت بهبود هیدرولیک و مقاومت در برابر فرسایش و خوردگی انجام شد.

لوله های چدنی و شمش چدنی

لوله های چدنی و شمش چدنی اشکال متفاوتی از چدن هستند که هر کدام اهداف متفاوتی را انجام می دهند. لوله های چدنی سازه های لوله ای هستند که برای انتقال سیالات و گازها در سیستم های لوله کشی و زهکشی استفاده می شوند. از سوی دیگر، شمش چدن یک بلوک جامد چدن است که به عنوان ماده اولیه برای پردازش بیشتر و فراوری طیف گسترده ای از محصولات چدن عمل می نماید. هر دو شکل در صنایع مختلف نقش اساسی دارند و به استحکام، دوام و تطبیق پذیری چدن به عنوان یک ماده پرکاربرد یاری می نمایند.

فرایند فراوری لوله چدنی

فرآیند فراوری لوله چدن در سه روش گودالی، افقی و گریز از مرکز انجام می گردد. در هر یک از این روش ها، مراحل زیر انجام می شوند:

روش گودالی (Vertical Moulding):

قالب با استفاده از ماسه در اطراف یک الگوی لوله ساخته می گردد. قالب به همراه یک هسته درون آن قرار می گیرد و ماسه ها بر روی الگو قالب سازی شده ریخته می شوند. قالب حاوی ماسه ها و هسته، پس از قالب سازی خشک می گردد تا برای ریخته گری آماده گردد. آهن مذاب بین هسته و قالب ریخته می گردد. آهن مذاب باعث تخلیه هوا و ازبین بردن ناخالصی ها در قالب می گردد. پس از ریخته گری، لوله چدنی در قالب خنک شده و خارج می گردد.

روش افقی (Horizontal Moulding):

از دستگاهی برای جابه جایی ماسه ها در اطراف قالب های افقی استفاده می گردد. ماسه ها با استفاده از میله های هسته ای در اطراف قالب قرار می گیرند. آهن مذاب از ملاقه های چند لایه وارد قالب ها می گردد و با عمل سرعت چرخش دستگاه، خود را در دیواره های قالب توزیع می نماید تا لوله فراوری گردد. لوله چدنی پس از ریخته گری در دستگاه خنک شده و سپس از قالب خارج می گردد.

روش گریز از مرکز (Centrifugal Casting):

از قالب هایی با روکش ماسه استفاده می گردد که به صورت افقی در دستگاه ریخته گری گریز از مرکز قرار می گیرند. هنگامی که قالب چرخشی در حال چرخش است، آهن مذاب به طور دقیق وارد قالب می گردد و با سرعت چرخش، خود را در دیواره های قالب توزیع می نماید تا لوله فراوری گردد. لوله چدنی پس از ریخته گری و در حین چرخش قالب، خنک شده و به آرامی از قالب خارج می گردد.

در هر سه روش، پس از خارج شدن لوله چدنی از قالب؛ فرایندهایی مانند برشکاری، تمیزکاری، هیدروتست و پوشش دهی می توانند بر روی لوله انجام شوند تا آماده استفاده نهایی گردد.

انواع لوله چدنی

با توجه به رشد روزافزون صنعت و احتیاجهای متنوع، انواع دیگری از لوله های چدنی نیز در بازار عرضه شده اند که بر اساس خواص و ویژگی های خود، کاربردهای متنوعی دارند. به طورکلی، لوله های چدنی به عنوان یکی از گزینه های مطمئن و مؤثر برای انتقال مایعات و گازها در صنایع مختلف به شمار می روند.

چدن خاکستری

از آهن خاکستری تشکیل شده اند و کاربردهای مختلفی مثل انتقال آب و فاضلاب، گاز و سیالات صنعتی دارند. چدن خاکستری به دلیل ویژگی هایی مانند مقاومت در برابر خوردگی، مقاومت مکانیکی مناسب و هزینه نسبتاً پایین، جزو انتخاب اول برای بسیاری از صنعت ها است.

چدن سفید

از آهن سفید تشکیل شده اند و برای کاربردهایی که احتیاج به مقاومت بالا در برابر سایش و فرسایش دارند، مناسب هستند. چدن سفید به دلیل ساختار خاص و بلوری که دارد، به عنوان یکی از مقاوم ترین انواع لوله های چدنی در مواردی مانند لوله های خمیرکشی، لوله های انتقال مواد سایشی و قطعات سخت استفاده می گردد.

لوله های چدنی دو سر تخت

نوعی از لوله های چدنی به دلیل وزن سبک، مقاومت در برابر فشارها و قابلیت اتصال آسان و داشتن لوله هایی دو سر تخت با سری مادگی در هر دو سر هستند که از طریق بست مخصوص به سیستم پیوست می شوند.

مزیت اصلی لوله های چدنی دو سر تخت سبک وزن آنهاست که نسبت به لوله های فولادی و یا لوله های دیگری که از مواد ساختمانی دیگر تهیه شده اند، امکان نصب و حمل ونقل آنها را آسان تر می نماید. بعلاوه، اتصالات بستی که بر روی سرهای مادگی لوله ها قرار می گیرند، می تواند به راحتی جدا شده و نصب گردد که این ویژگی باعث افزایش قابلیت تعمیر و تعویض لوله ها در صورت احتیاج می گردد.

لوله های چدنی دو سر تخت معمولاً در برنامه هایی مانند شبکه های آبیاری، شبکه های آب و فاضلاب، سیستم های آب شهری و صنایع دیگر مورد استفاده قرار می گیرند. طراحی و ساختار آنها به گونه ای است که تحمل فشارهای بالا و مقاومت در برابر خوردگی و سایش را تضمین می نمایند.

لوله چدنی سر توپی

لوله های چدنی سر توپی با اتصالات سرب و کنف، به دلیل ویژگی های خاصی که دارند، در بعضی برنامه های انتقال مایعات و گازها استفاده می شوند. این لوله ها تحمل فشار بالا را در سیستم های انتقال آب، فاضلاب، گاز به خوبی دارند و قادر به انتقال آب، فاضلاب، گاز و غیره در سیستم های انتقال مختلف هستند. بعلاوه، به دلیل ویژگی الاستیکی، قابلیت تحمل ضربه و لرزش را نیز دارند. لوله های چدنی سر توپی به صورت یک سر توپی Single Socket و دو سر توپی Double Socket در بازار موجود هستند و بسته به احتیاج، از آنها استفاده می گردد.

لوله های چدنی داکتیل

این لوله ها به نام لوله های چدنی گوتیل (Gutile Iron Pipes)نیز شناخته می شوند. این نوع لوله ها از آهن داکتیل (Ductile Iron) ساخته می شوند که در ساختار آن، گرافیت به صورت سفید و گرافیت نودولار (Nodular Graphite) وجود دارد. این ویژگی ساختاری باعث می گردد که لوله های چدنی داکتیل دارای خواص و مزایای منحصربه فردی باشند که برای انتقال آب تحت فشار و توزیع پرتابل آب مورد استفاده قرار می گیرند.

مزایا و معایب لوله های چدنی

مزایای لوله های چدنی

مزایای لوله های چدنی شامل مقاومت بالا در فشار، مقاومت در برابر خوردگی، عمر طولانی و مقاومت در برابر حرارت است.

معایب لوله های چدنی

لوله های چدنی، معایبی مانند وزن بالا، زنگ زدگی، نصب زمان بر، عدم الاستیسیته، احتیاج به پوشش محافظ و یکنواختی در ضخامت دارند.

سخن پایانی

لوله های چدنی با تاریخچه طولانی کاربرد و ویژگی های خاصی که دارند، به عنوان یکی از مهمترین و مورد اعتمادترین انتخاب ها در صنایع آب، فاضلاب و گاز شناخته می شوند. با مزایا و قابلیت هایی مانند مقاومت در برابر فشار، طول عمر طولانی، قابلیت اتصال آسان و قابلیت تحمل ضربه، لوله های چدنی توانسته اند در بسیاری از برنامه های صنعتی و شهری با موفقیت مورد استفاده قرار بگیرند. با این حال، باید به معایب آنها نیز توجه کرد، مانند هزینه فراوری بالا و وزن بیشتر نسبت به بعضی از انواع لوله ها. با توجه به مزایا و معایب، لوله های چدنی همچنان یک گزینه محبوب در صنایع مختلف هستند. لوله های چدنی با تنوع انواع و مقدار ها، ویژگی های خاص و قابل اطمینان، برای بسیاری از احتیاجهای انتقال مایعات و گازها برترین انتخاب هستند. با پیشرفت های تکنولوژی و بهبود روش های فراوری، لوله های چدنی همچنان در صنایع مختلف کاربرد دارند و نقش مهمی در تأمین آب، فاضلاب، گاز و سایر منابع مهم انرژی و مایعات دارند.