أنابيب حديد الدكتايل من الفئة 51 هي فئة سماكة خاصة محددة في ANSI/AWWA C150/A21.50 وC151/A21.51، تقدم سماكة جدار متوسطة بين الفئتين 50 و52 للأحجام من 3″- 24″ ومصممة لتحمل ضغوط العمل المقدرة بالإضافة إلى بدل زيادة قدرها 100 رطل لكل بوصة مربعة. وغالبًا ما يتم تفويضها باعتبارها الحد الأدنى للسُمك للأنابيب مقاس 14 بوصة وأكبر في العديد من مواصفات أنابيب المياه الرئيسية البلدية، مما يضمن المتانة لأنابيب النقل الرئيسية. مع التبطين الأسمنتي الهاون المطبق بالطرد المركزي (ANSI/AWWA C104) وتغليف البولي إيثيلين الاختياري (ANSI/AWWA C105)، تتجاوز أنابيب الفئة 51 بشكل روتيني 100 عام من عمر الخدمة في التربة العادية. يتسم التركيب بالمرونة - وصلات مرنة داعمة بالدفع (C111) وميكانيكية (C110) ومقيدة وذات حواف - مما يسهل التجميع السريع والمانع للتسرب لأنظمة مياه الشرب ومياه الصرف الصحي والصناعية. متوافق تمامًا مع معايير AWWA C150/C151 وC150/C151 وC104/C115 وC110/C111 والمعايير الدولية ISO 2531 وEN 545/598، وتوفر الفئة 51 أداءً تنافسيًا لدورة الحياة مقارنةً بـ الفصول 52, 53, 150, 250 و 350.
سيناريوهات التطبيق
تتفوق أنابيب حديد الدكتايل فئة 51 في:
-
أنابيب نقل الضغط العالي (14″+): يفي بالحد الأدنى من متطلبات السماكة لخطوط الأنابيب ذات الأقطار الكبيرة في شبكات الضواحي والشبكات بين المدن.
-
منافذ محطة معالجة المياه: يتحمل التدفق المستمر والاندفاع المفاجئ العرضي، ويحافظ على سلامته على مدى عقود.
-
أنابيب الصرف الصحي بالجاذبية والقوة: تقاوم البطانة الأسمنتية-الملاط الأسمنتي التدرن في تطبيقات مياه الصرف الصحي القوية، مما يقلل من دورات التنظيف.
-
الري والنقل الزراعي: يقلل عامل الاحتكاك المنخفض لـ Hazen-Williams (C≈140) من طاقة الضخ مقابل بدائل PVC.
-
حلقات العمليات الصناعية: تسمح الوصلات ذات الحواف بتوصيلات صلبة للمضخات والصمامات في المحطات الكيميائية ومحطات الطاقة.
عمر الخدمة
-
أكثر من 100 عام في ظروف الدفن النموذجية عند تبطينها وتغليفها وفقًا لمعايير AWWA.
-
البطانة الأسمنتية الهاون تقضي فعلياً على التآكل الداخلي، وتحافظ على القدرة الهيدروليكية على مدار قرن من الزمان.
-
تحليلات تكلفة دورة الحياة تظهر أن أنابيب DI تتفوق على الأنابيب البلاستيكية وغيرها من المواد الأخرى في التكلفة الإجمالية للملكية على مدى 100 عام.
التركيب والتوصيل
وصلات الضغط والمفاصل الميكانيكية
-
وصلات الضغط على الوصلات (ANSI/AWWA C111) تتميز بحشية مطاطية بسيطة للتجميع السريع من جانب الخندق دون الحاجة إلى التثبيت بمسامير.
-
الوصلات الميكانيكية (ANSI/AWWA C110) تستخدم غدة ومسامير تضغط على حشية مرنة؛ مصنفة حتى 350 رطل لكل بوصة مربعة للخدمة المقيدة.
الأنظمة المقيدة وذات الحواف
-
الوصلات المقيدة (على سبيل المثال، Field-Lok®) قفل الحنفية والجرس لمقاومة قوى الدفع، مما يقلل من الحاجة إلى كتل الدفع الخرسانية.
-
أطراف ذات حواف (ANSI B16.1/26.1/250 psi أو AWWA C207) مثبتة مباشرةً على الصمامات والمضخات والقياس، مما يتيح توصيلات صلبة وقابلة للفك.
الحماية من التآكل
-
البطانة الداخلية: يخلق الهاون الأسمنتي وفقًا لمعيار ANSI/AWWA C104 حاجزًا عالي الأس الهيدروجيني ضد التدرن.
-
الطلاءات الخارجية: تشمل الخيارات الزنك المترابط، أو المينا الأسفلتية أو الإيبوكسي؛ تكميم البولي إيثيلين حسب AWWA C105 في التربة العدوانية.
المعايير الدولية
-
ANSI/ AWWA C150/A21.50 وC151/A21.51: تصميم سمك فئة الضغط والصب بالطرد المركزي.
-
ANSI/ AWWA C104/A21.4 وC105/A21.5: مواصفات التبطين الأسمنتي الهاون وتغليف البولي إيثيلين البولي إيثيلين.
-
ANSI/ AWWA C110/A21.10 وC111/A21.11: المتطلبات الميكانيكية ومتطلبات وصلة الدفع.
-
ISO 2531:2012, EN 545, EN 598: المعايير الدولية للأنابيب والتجهيزات DI.
المعلمات المقارنة (الفئات 51، 52، 53، 150، 250، 350)
| الفئة | الضغط المقدر | بدل الزيادة المفاجئة | الأنواع المشتركة | الأقطار |
|---|---|---|---|---|
| 51 | سمك خاص (مناسب للضغط المقنن) | 100 رطل لكل بوصة مربعة | ضاغطة، MJ، مقيدة، ذات حواف مقيدة | 3 ″ -64″ (≥14 ″ دقيقة المواصفات) |
| 52 | 200 رطل لكل بوصة مربعة | 100 رطل لكل بوصة مربعة | ميكانيكي فقط | 3″-64″ |
| 53 | 250 رطل لكل بوصة مربعة | 100 رطل لكل بوصة مربعة | ميكانيكي فقط | 3″-64″ |
| 150 | 150 رطل لكل بوصة مربعة | 100 رطل لكل بوصة مربعة | ضاغطة، MJ، مقيدة، ذات حواف مقيدة | 3″-64″ |
| 250 | 250 رطل لكل بوصة مربعة | 100 رطل لكل بوصة مربعة | ضاغطة، MJ، مقيدة، ذات حواف مقيدة | 3″-64″ |
| 350 | 350 رطل لكل بوصة مربعة | 100 رطل لكل بوصة مربعة | دفع على، MJ، مقيد, | 3″-64″ |
المزايا
-
تحكم في السماكة المصممة خصيصاً: تعمل الفئة 51 على سد الفجوة بين الفئات القياسية لتصميمات الجدران المخصصة .
-
طول العمر: يوفر التبطين والتبطين الأسمنتي الأسمنتي عمر افتراضي يزيد عن 100 عام.
-
قوة عالية: يفي بمعايير الشد/التأثير AWWA تحت الغطاء العميق والأحمال الزائدة.
-
مرونة المفاصل: تعمل أنظمة الوصلات المتعددة على تحسين سرعة التركيب والموثوقية.
-
الاستدامة: محتوى من الحديد المعاد تدويره يصل إلى 60 %؛ قابل لإعادة التدوير بالكامل في نهاية العمر الافتراضي.
الأسئلة الشائعة
-
ما هي الفئة 51؟
تسمية "السماكة الخاصة" في AWWA C150/C151 التي تحدد سماكة الجدار المتوسط - غالبًا ما تستخدم كحد أدنى للأنابيب ≥ 14″. -
كيف تختلف الفئة 51 عن الفئة 52؟
تتميز الفئة 51 بجدران أرق قليلاً (.26″-.41″) من الفئة 52 (.28″-.44″) لنفس القطر، مما يوفر تكلفة مواد أقل قليلاً ولكنها كافية للضغوط المقدرة بالإضافة إلى الارتفاع المفاجئ. -
هل يمكن للفئة 51 التعامل مع التربة العدوانية؟
نعم - ادمج مع غلاف البولي إيثيلين AWWA C105 أو طلاءات الإيبوكسي للحماية من الكلوريد العالي أو التيار الشارد. -
ما نوع الوصلة التي يتم تركيبها بشكل أسرع؟
تتطلب الوصلات التي يتم تثبيتها بالدفع الحد الأدنى من الحفر وعدم وجود مسامير، مما يقلل من وقت الحفر. -
ما هي الأحجام المتوفرة؟
تتراوح الأقطار الاسمية من 3 بوصة إلى 64 بوصة، وغالبًا ما تتطلب مواصفات الوكالة الفئة 51 للفئة 14 بوصة وأكبر.
دراسات الحالة
-
تشارلستون، كارولينا الجنوبية (1922-2019): أظهرت اختبارات التدفق على أول أنبوب حديدي مبطن بالأسمنت والملاط الأسمنتي هازن-ويليامز ج ≈ 131 بعد 97 سنةمما يؤكد على طول عمر المعهد.
-
جامعة ميشيغان LCCA أظهرت مقارنة بين أنابيب أنابيب LCCA من الفئة 8″ 51 مقابل أنابيب PVC انخفاض التكلفة الإجمالية للملكية أكثر من 100 عام (تقرير داخلي لجامعة مونتريال).
-
مرفق مياه هانتسفيل، AL: وجدت دراسة أجرتها شركة Black & Veatch أن استبدال DI قلل من التشغيل والصيانة السنوية بمقدار 3 1 تيرابايت 3 تيرابايت، أي ما يعادل $17 مليون وفورات الطاقة الكهروضوئية على مدى 50 عاماً.
أبعاد أنابيب حديد الدكتايل
| وزن الجسم الأنبوب （كجم/م) | |||||||||||||||
| (القطر الداخلي) | (القطر الخارجي) | وزن المقبس | K8 | K9 | K10 | الفئة C | الوزن الإجمالي للطول النشط = 6 أمتار (كجم) | الوزن الإجمالي للطول النشط = 5.7 م (كجم) | |||||||
| DN (مم) | OD (مم) | ≈ كجم | الفئة | كجم/متر | K8 | K9 | K10 | الفئة C | K8 | K9 | K10 | الفئة C | |||
| 80 | 98 | 3.40 | 12.20 | 12.20 | 12.20 | C40 | 9.10 | 77.00 | 77.00 | 77.00 | 58.00 | 73.00 | 73.00 | 73.00 | 55.00 |
| 100 | 118 | 4.30 | 14.90 | 15.10 | 15.10 | C40 | 11.12 | 93.70 | 95.00 | 95.00 | 71.00 | 90.00 | 91.00 | 90.00 | 68.00 |
| 125 | 144 | 5.70 | 18.90 | C40 | 119.00 | ||||||||||
| 150 | 170 | 7.10 | 21.80 | 22.80 | 22.80 | C40 | 16.48 | 138.00 | 144.00 | 144.00 | 106.00 | 132.00 | 138.00 | 137.00 | 101.00 |
| 200 | 222 | 10.30 | 28.70 | 30.60 | 30.60 | C40 | 22.62 | 183.00 | 194.00 | 194.00 | 146.00 | 174.00 | 185.00 | 185.00 | 139.00 |
| 250 | 274 | 14.20 | 35.60 | 40.20 | 44.30 | C40 | 32.63 | 228.00 | 255.00 | 280.00 | 210.00 | 218.00 | 244.00 | 267.00 | 200.00 |
| 300 | 326 | 18.90 | 45.30 | 50.80 | 56.30 | C30 | 43.90 | 290.00 | 323.00 | 357.00 | 282.00 | 278.00 | 309.00 | 340.00 | 269.00 |
| 350 | 378 | 23.70 | 55.90 | 63.20 | 69.60 | C30 | 51.88 | 359.00 | 403.00 | 441.00 | 335.00 | 343.00 | 384.00 | 420.00 | 319.00 |
| 400 | 429 | 29.50 | 67.30 | 75.50 | 83.70 | C30 | 60.78 | 433.00 | 482.00 | 532.00 | 394.00 | 414.00 | 460.00 | 506.00 | 376.00 |
| 450 | 480 | 38.30 | 80.00 | 89.30 | 99.00 | C30 | 73.30 | 515.00 | 575.00 | 632.00 | 472.00 | 492.00 | 550.00 | 597.00 | 450.00 |
| 500 | 532 | 42.80 | 92.80 | 104.30 | 115.60 | C30 | 87.20 | 600.00 | 669.00 | 736.00 | 566.00 | 572.00 | 638.00 | 702.00 | 540.00 |
| 600 | 635 | 59.30 | 122.00 | 137.30 | 152.00 | C30 | 120.62 | 791.00 | 882.00 | 971.00 | 783.00 | 755.00 | 842.00 | 926.00 | 747.00 |
| 700 | 738 | 79.10 | 155.00 | 173.90 | 193.00 | C25 | 142.15 | 1009.00 | 1123.00 | 1237.00 | 932.00 | 963.00 | 1071.00 | 1179.00 | 889.00 |
| 800 | 842 | 102.60 | 192.00 | 215.20 | 239.00 | C25 | 177.07 | 1255.00 | 1394.00 | 1537.00 | 1165.00 | 1197.00 | 1330.00 | 1465.00 | 1112.00 |
| 900 | 945 | 129.60 | 232.00 | 260.20 | 289.00 | C25 | 197.68 | 1521.00 | 1691.00 | 1863.00 | 1446.00 | 1452.00 | 1613.00 | 1777.00 | 1257.00 |
| 1000 | 1048 | 161.30 | 275.00 | 309.30 | 343.20 | C25 | 266.28 | 1811.00 | 2017.00 | 2221.00 | 1759.00 | 1729.00 | 1925.00 | 2118.00 | 1679.00 |
| 1100 | 1152 | 194.70 | 362.80 | 2372.00 | |||||||||||
| 1200 | 1255 | 237.70 | 374.00 | 420.10 | 466.10 | C25 | 373.88 | 2482.00 | 2758.00 | 3034.00 | 2481.00 | 2370.00 | 2632.00 | 2894.00 | 2369.00 |
| 1400 | 1462 | 279.30 | 547.20 | 3563.00 | |||||||||||
أنبوب حديد الدكتايل الخاصية الميكانيكية
| الممتلكات الميكانيكية | |||||||
| القطر الاسمي | الاختبار الهيدروليكي | قوة الشد | الإلغاء | قوة الخضوع | قوة الانحناء | صلابة برينل | سمك البطانة الأسمنتية |
| دن (مم) | م.ب.أ | م.ب.أ | % | م.ب.أ | م.ب.أ | إتش بي | مم |
| DN80-DN300 | 5 | ≥420 | ≥10 | ≥300 | ≥590 | ≤230 | 3 |
| DN350-DN600 | 4 | ≥420 | ≥10 | ≥300 | ≥590 | ≤230 | 5 |
| DN700-DN1000 | 3.2 | ≥420 | ≥10 | ≥300 | ≥590 | ≤230 | 6 |
| DN1100-DN1600 | 2.5 | ≥420 | ≥7 | ≥300 | ≥590 | ≤230 | ..... |
AR 
EN