تركيبات مخفضات الحديد المخروطي المركز: الأبعاد ومخطط المقاسات ودليل الأسعار

تُعد تركيبات مخفضات الحديد متحدة المركز من حديد الدكتايل مكونات بالغة الأهمية في محطات المياه والحماية من الحرائق وأنظمة الأنابيب الصناعية، مما يسمح بالانتقال السلس بين أقطار الأنابيب الأكبر والأصغر مع الحفاظ على الكفاءة الهيدروليكية. يتم تصنيعها وفقًا لمعايير ASTM A536 ASTM A536 وذات حواف وفقًا لمعايير ANSI/AWWA C110/A21.10 ومعايير ASME B16.1، وتتوفر هذه التجهيزات بأحجام تتراوح من 2 × 1½ حتى 64 × 48 بوصة مربعة مع تصنيفات ضغط عادةً من الفئة 125 (150 رطل لكل بوصة مربعة) والفئة 250 (250 رطل لكل بوصة مربعة). تشمل الاعتبارات الرئيسية خصائص المواد، ودقة الأبعاد، وفئة الضغط، وطلاء السطح، وعمليات التصنيع، وأفضل ممارسات التركيب، ودوافع التسعير.

1. مقدمة عن مخفضات الحديد المخروطي المخروطي المركز

المخفضات متحدة المركز من حديد الدكتايل عبارة عن تركيبات ذات حواف تتطابق فيها الخطوط المركزية لتجاويف المدخل (الأكبر) والمخرج (الأصغر)، مما يخلق شكلًا متماثلًا "ثوريًا" متماثلًا يضمن انتقال تدفق موحد. وهي تختلف عن المخفضات غير المركزية، التي تعوض التجويف الأصغر إلى جانب واحد للحفاظ على المحاذاة من أعلى أو أسفل في الأنابيب الأفقية. تعتبر المخفضات متحدة المركز مثالية للتشغيلات الرأسية (شفط المضخات ومحطات الرفع) وتشغيلات العدادات، حيث يتجنب التجويف المتمركز القراءات الخاطئة للقياس وتكوين الجيوب الهوائية.

يتم تصنيعها كمسبوكات كاملة الجسم، تحتوي المخفضات متحدة المركز على حواف مطابقة لقالب الحفر بالحجم الاسمي الأكبر، مع تشكيل التجويف الأصغر في أحد طرفيها. يعمل هذا التصميم "كامل الوجه" على تبسيط عملية التركيب من خلال التخلص من المحولات المنفصلة أو أعناق اللحام. تشمل الاستخدامات الشائعة التحويلات في أنابيب مياه الشرب، وخطوط مياه المعالجة، وأنابيب رش الحرائق، وحلقات المياه المبردة للتدفئة والتهوية وتكييف الهواء.

2. مواصفات المواد والمعايير المطبقة

2.1 مادة حديد الدكتايل (ASTM A536)

جميع المخفضات متحدة المركز في هذه المقالة مصبوبة من حديد الجرافيت العقدي (الكروي) من حديد الدكتايل الجرافيت لكل ASTM A536 A536 درجة 65-45-12وتوفر قوة شد لا تقل عن 65000 رطل لكل بوصة مربعة، وقوة خضوع تبلغ 45000 رطل لكل بوصة مربعة، واستطالة تبلغ 12 %. تمنح البنية المجهرية من الجرافيت الكروي صلابة فائقة ومقاومة للإجهاد وقوة صدمة مقارنةً بالحديد الزهر الرمادي، وهو أمر ضروري للأنابيب المدفونة والتحميل الدوري.

2.2 معايير الشفة

• ANSI/AWA C110/A21.10: يحكم الأبعاد، والحفر، والتفاوتات المسموح بها للتجهيزات ذات الحواف من الفئة 125 (150 رطل لكل بوصة مربعة) والفئة 250 (250 رطل لكل بوصة مربعة) من حديد الدكتايل حتى 64″.

• ASME B16.1: يغطي الشفاه من الفئة 125 والفئة 250 من الحديد الزهر والتجهيزات ذات الحواف، مما يضمن قابلية التبادل مع مكونات صناعة المعالجة.

• ANSI B16.42: يُشار إليها أحيانًا لحواف حديد الدكتايل التي تتجاوز 12 بوصة مربعة لتصنيفات الضغط الأعلى (PN 16/275 psi).

تضمن المخفضات متحدة المركز المصنعة آليًا وفقًا لهذه المعايير محاذاة ثقب المسامير وتوافق وجه الختم مع حواف التزاوج أو الوصلات الميكانيكية أو محولات الانزلاق والرقبة الملحومة.

3. مخططات الأبعاد ونطاقات المقاسات

يتم تحديد مخفضات مركزية المركز من خلال حجمين اسميين: حجم "التشغيل" الأكبر وحجم "الفرع" الأصغر (على سبيل المثال، 8″×6″). يوجد أدناه جدول شامل للمقاسات من المركز إلى الوجه (L)، والطول الكلي (OAL)، والشفة OAL، وقطر دائرة البرغي والوزن للمقاسات القياسية من 2″×1″ إلى 12″×8″ (الفئة 125).

الجدول 1: أبعاد المخفض المتراكز من الفئة 125 وأوزانه

الأحجام الأكبر (14 بوصة × 12 بوصة حتى 64 بوصة × 48 بوصة) تتبع نفس الحفر في الحواف ولكن لها أطوال وأوزان متزايدة وجهاً لوجه متوفرة عادةً عند الطلب الخاص لـ 16 بوصة × 14 بوصة (230 رطل)، 24 بوصة × 18 بوصة (645 رطل)، وحتى 64 بوصة × 48 بوصة (1585 رطل).

4. تصنيفات الضغط والأداء الهيدروليكي

4.1 فئات الضغط

• الفئة 125 (150 رطل لكل بوصة مربعة): قياسي لأنظمة مياه الشرب والحماية من الحرائق؛ مناسب لضغوط التشغيل حتى 150 رطل في البوصة المربعة في درجة الحرارة المحيطة.

• الفئة 250 (250 رطل لكل بوصة مربعة): اختياري للخدمات الصناعية ذات الضغط العالي أو خدمات المياه الخام؛ يختلف نمط الحفر (ثقوب مسامير أكبر/دائرة مسامير أكبر) وغير قابل للتبديل مع الفئة 125.

• PN 16 (275 رطل لكل بوصة مربعة): نادرًا ما يتم تطبيقه، وفقًا لـ ANSI B16.42 للأقطار الكبيرة جدًا (>12 بوصة) في الخدمات المتخصصة.

4.2 الخصائص الهيدروليكية

يقلل الجزء الداخلي الأملس والمدبب للمخفضات متحدة المركز من الاضطراب وانخفاض الضغط. ووفقًا لورقة Crane Technical Paper 410، فإن معامل فقدان الرأس لمخفضات 2:1 متحدة المركز يتراوح بين 0.20 و0.30 تقريبًا، وهو أقل بكثير من التجهيزات غير المركزية المماثلة بسبب دخول التدفق المتماثل.

5. أنواع المخفضات متحدة المركز وتنويعاتها

5.1 مخفضات ذات حواف كاملة الجسم

مصبوبات صلبة من قطعة واحدة بسماكة شفة كاملة مطابقة للحجم الأكبر. مُشكَّلة آليًا حتى التجويف النهائي على الطرف الأصغر؛ متوفرة فقط في أنماط الحفر من الفئة 125 أو الفئة 250.

5.2 مخفضات SWG و CWSG (مخدد)

مزودة بأطراف محزوزة لكل ANSI/AWWA C606مما يسمح بالاقتران مع الوصلات الميكانيكية من طراز Victaulic؛ تتوافق أبعاد المركز إلى الوجه وأبعاد العمود الخارجي مع C110 للحفر، ولكن سمك الجدار وفقًا لـ C153 للتجهيزات المحزوزة.

5.3 المخفضات الميكانيكية المتراكزة المشتركة الميكانيكية

تتميز بغدد MJ وحشيات مطاطية لكل ANSI / AWWA C111/A21.11مصنفة حتى 350 رطل لكل 3 بوصة مربعة - 24 بوصة مربعة و250 رطل لكل 30 بوصة مربعة - 48 بوصة مربعة. تزود بوصلة مثبتة بمسامير ومزودة بحشية بدون حواف.

6. عملية التصنيع ومراقبة الجودة

1. صناعة النماذج والقوالب
   - أنماط خشبية أو راتنجية مشكّلة آلياً أو من الراتنج بمقاسات حسب قوالب ANSI/AWA.

2. الصب
   - حديد الدكتايل المصبوب بالرمل عند درجة حرارة ～2 800 درجة فهرنهايت، متبوعًا بالتبريد البطيء لتحقيق التماسك العقدي.

3. المعالجة الحرارية
   - دورة التلدين لتكوير الجرافيت وتخفيف الإجهاد، وتلبية الخصائص الميكانيكية ASTM A536.

4. التصنيع الآلي
   - التفريز باستخدام الحاسب الآلي وجهًا لوجه، وتوسيع التجويف، وحفر الشفة وفقًا لقوالب الفئة 125/250.

5. الفحص والاختبار
   - فحص الأبعاد باستخدام CMM؛ اختبار هيدروستاتيكي وفقًا لمعايير AWWA؛ اختبار الجسيمات المغناطيسية أو الفحص بالموجات فوق الصوتية لعيوب الصب.

6. الطلاء
   - تبطين داخلي من الأسمنت والملاط (ANSI/AWWA C104/A21.4) ودهان خارجي (أسفلتية أو إيبوكسية) وفقًا لمعايير SSPC-SP.

7. التركيب والاختبار والصيانة

7.1 أفضل ممارسات التثبيت 7.1

• قم بمحاذاة فتحات المسامير عن طريق تدوير شفة مخفض الجسم بالكامل، مع تجنب دوران الأنبوب.

• استخدم مسامير ASTM A307 من الدرجة B أو F593 غير القابل للصدأ ASTM A307 أو F593 ذات عزم دوران على شكل نجمة حتى 70-120 قدم-رطل (الفئة 125).

• قم بتركيب حشيات EPDM أو حشيات النتريل المصنفة لدرجة حرارة الخدمة والضغط؛ يوصى بتركيب حشيات كاملة الوجه للحماية من التآكل.

7.2 الاختبار

• بعد التركيب، قم بإجراء اختبار هيدروستاتيكي أو هوائي عند 1.5 ضعف ضغط العمل (حسب AWWA C600)، مع مراقبة التسريبات.

• تنظيف الأنابيب لإزالة الحطام والتحقق من خصائص التدفق.

7.3 الصيانة 7.3 الصيانة

• الفحص الدوري لسلامة طلاء الشفة؛ إعادة طلاء المناطق التالفة.

• افحص عزم دوران البرغي كل 6-12 شهراً، وأعد إحكام ربطه حسب مواصفات الشركة المصنعة.

• استبدل الحشيات عند إزالتها؛ افحص التجاويف بحثًا عن وجود تآكل أو تآكل.

8. الحماية من التآكل والطلاءات

• البطانة الداخلية: هاون أسمنتي حسب ANSI/AWWA C104/A21.4؛ السمك 0.01-0.03 بوصة.

• طلاء خارجي:

  • مادة أولية أسفلتية (100-150 ميكرومتر) حسب AWWA C110.

  • إيبوكسي (250-500 ميكرومتر) للتربة العدوانية.

• الحماية الكاثودية:

  • أنودات الزنك القربانية المثبتة بالقرب من المخفضات في الأنابيب الرئيسية المدفونة.

  • أنظمة التيار الانطباعي للتربة ذات الأقطار الكبيرة ونقاط الصب العالية.

9. عوامل التسعير ومقارنة التكلفة

الجدول 2: دوافع التسعير الرئيسية لمخفضات مركزية من حديد الدكتايل

أسعار الشارع النموذجية (بالدولار الأمريكي، الفئة 125، القطعة الواحدة):

10. توافر السوق وكبار الموردين

• ماكوان ديكتايل (صمام كلو): تشكيلة C110 كاملة C110/مجموعة C110/مجموعة C110/مجموعة C110/مجموعة C110 الكاملة 2 ″ - 64″؛ مخزون أمريكي قوي.

• حديد الزهر الأمريكي (أمريكان كاست آيرون): توفر مخفضات ANSI/AWWA C110 و C153 من ANSI/AWWA C110 و C153 مع تبطين أسمنتي وطلاء أسفلت.

• إي جيه بي كوبر رينج: مخزون مخفضات MJ ومخفضات الحواف 3″- 24″ مع إمكانية الإرسال السريع؛ خيارات الإيبوكسي والجلفنة.

• فيكتوليك: مخفضات متحدة المركز مخددة حسب C110/C153؛ التوزيع العالمي.

ستة أسئلة شائعة (FAQs)

الأسئلة الشائعة 1: كيف يمكنني الاختيار بين المخفضات متحدة المركز وغير المركزية؟

يعتمد اختيار المخفضات متحدة المركز مقابل المخفضات غير المركزية على محاذاة الأنابيب ومنع تجويف الهواء. تحافظ المخفضات متحدة المركز على خط مركزي مشترك، وهي مثالية للقطرات الرأسية وشفط المضخات وعمليات تشغيل العدادات حيث يمكن لأي إزاحة أن تحبس الهواء أو تسبب اختلالاً في محاذاة الأدوات. تُستخدم المخفضات اللامركزية، التي تعوض التجويف الأصغر إلى الأعلى (أو الأسفل)، في الأنابيب الأفقية للحفاظ على انحدار التصريف الكامل وتجنب جيوب الغاز تحت المخفض عند تركيبه مع الجانب المسطح لأعلى.

عند التحديد، ضع في اعتبارك:

• خصائص التدفق: مركزية توفر تدفقًا متماثلًا، مما يقلل من فقدان الرأس (K≈0.20-0.30 لكل Crane TP 410).

• اتجاه التثبيت: تتطلب الخطوط الأفقية ذات الانحدار مخفضات غير مركزية مسطحة الجانب لأعلى.

• الأجهزة: تتطلب المضخات والعدادات التي تمت معايرتها للتدفق المركزي تركيبات متحدة المركز.

• قيود المساحة: قد يقلل اللامركزي من الخلوص الرأسي عن طريق تحويل خط الوسط.

السؤال 2: هل يمكن استخدام المخفضات متحدة المركز في التطبيقات ذات درجات الحرارة العالية؟

في حين أن حديد الدكتايل عادةً ما يتم تصنيفه لدرجات حرارة محيطة تصل إلى 150 درجة فهرنهايت في أنظمة المياه، يمكن استخدام مخفضات متحدة المركز مع حفر من الفئة 125 حتى ~ 225 درجة فهرنهايت في الخدمات غير الصالحة للشرب عند تزويدها بحشيات مناسبة (على سبيل المثال، الألياف المضغوطة غير الأسبستوس المصنفة حتى 300 درجة فهرنهايت). وفوق ذلك، ضع في اعتبارك مخفضات لحام العنق الفولاذية وفقًا للمعيار ASME B16.5 لدرجات الحرارة > 350 درجة فهرنهايت لتجنب الزحف وبثق الحشية. قد يتم تحديد السبائك المقاومة للتآكل (على سبيل المثال، سبائك Hastelloy المبطنة) للسوائل العدوانية.

السؤال 3: ما قيم عزم الدوران الموصى بها لمسامير الفلنجات؟

بالنسبة للمخفضات متحدة المركز من الفئة 125 (ASTM A536)، استخدم براغي ASTM A307 من الدرجة B أو F593 غير القابل للصدأ بعزم دوران حتى:

• ½ مسامير: 50-70 قدم-رطل

• ⅝ البراغي:: 75-95 قدم - رطل

• ¾ مسامير: 100-125 قدم - رطل
  قم بعزم الدوران بنمط نجمة لضمان ضغط الحشية بشكل موحد وتجنب تشوه الحافة.

الأسئلة الشائعة 4: كيف تؤثر البطانة الداخلية من الأسمنت والملاط على قدرة الضغط؟

توفر البطانة الأسمنتية الهاون وفقًا لمعيار ANSI/AWWA C104/A21.4 حماية من التآكل وأسطح هيدروليكية ناعمة ولكنها تقلل قليلاً من القطر الداخلي (<1 مم) وترفع درجات حرارة الإجهاد المسموح بها (حوالي 212 درجة فهرنهايت). لا يؤثر سمك التبطين (0.01-0.03 بوصة) على السلامة الهيكلية؛ تؤكد الاختبارات الهيدروستاتيكية عند 1.5 ضعف ضغط العمل على الأداء المحكم للتسرب.

السؤال 5: هل المخفضات متحدة المركز متوافقة مع تركيبات الوصلات الميكانيكية؟

نعم. مخفضات الوصلات الميكانيكية (MJ) متحدة المركز (MJ) المزودة بغدد MJ وحشيات مطاطية وفقًا لمعيار ANSI/AWWA C111 مصنفة حتى 350 رطل لكل 3 ″- 24″ و250 رطل لكل 30 ″- 48″. تتزاوج مباشرة مع أنابيب وملحقات MJ، مما يوفر تجميعًا سريعًا بدون لحام أو براغي شفة.

السؤال رقم 6: ما هي المقارنة بين التكلفة والفائدة بين مخفضات مركزية من حديد الدكتايل والفولاذ؟

مخفضات حديد الدكتايل متحدة المركز من حديد الدكتايل تكلفتها أقل بحوالي 10-25 % من مثيلاتها من الفولاذ الكربوني الفولاذي الملحوم العنق ويتم تركيبها بسرعة، مما يجنبها عمالة اللحام وعمليات الفحص. تُعد البطانة الأسمنتية الهاون قياسية في حديد الدكتايل، بينما يتطلب الفولاذ طلاءً إضافيًا، مما يرفع التكلفة الإجمالية للتركيب بنحو 15-20 %.

المراجع:

• ASTM A536 - المواصفات القياسية لمسبوكات حديد الدكتايل
• ANSI/AWWA C110/A21.10 - تركيبات حديد الدكتايل والحديد الرمادي للمياه
• ASME B16.1 - حواف أنابيب الحديد الزهر والتجهيزات ذات الحواف ASME B16.1 - حواف أنابيب الحديد الزهر والتجهيزات ذات الحواف
• ويكيبيديا - نظرة عامة على أنابيب حديد الدكتايل
• ورقة Crane الفنية 410 - تدفق السوائل عبر الصمامات والتجهيزات والأنابيب