أنابيب حديد الدكتايل فئة 54 هي فئة السماكة الخاصة توفر سمكًا اسميًا للجدار بين الفئتين 53 و55 عبر أقطار تتراوح بين 3 بوصة و64 بوصة، مما يوفر قوة وصلابة ومقاومة معززة للارتفاع المفاجئ في تطبيقات المياه ومياه الصرف الصحي والري والتطبيقات الصناعية. مثل أنابيب حديد الدكتايل الأخرى، فهي تتميز بما يلي التبطين الأسمنتي الهاون المطبق بالطرد المركزي واختياري تكميم البولي إيثيلين لتوصيل العمر التشغيلي المتوقع لأكثر من 100 عام في ظروف الدفن العادية. يتم تبسيط التركيب عن طريق وصلات الضغط والميكانيكية والمقيدة وذات الحواففي حين أن الامتثال لـ ANSI/ AWWA C150/C151, C104/C105, C110/C111 و ISO 2531/EN 545/545/EN 598 معايير تضمن قابلية التشغيل البيني العالمي. مقارنة بـ الفصول 51, 52, 53, 150, 250 و 350، تحقق أنابيب الفئة 54 توازنًا بين سُمك الجدار وقدرة الضغط المناسبة لأنابيب الضغط المتوسط إلى العالي. وتؤكد الأسئلة الشائعة الواضحة ودراسات الحالة الواقعية - بدءًا من الأنابيب الرئيسية التي يبلغ عمرها قرنًا من الزمان في تشارلستون إلى تحليلات تكلفة دورة الحياة الحديثة - على موثوقيتها وفعاليتها من حيث التكلفة.
سيناريوهات التطبيق
تتفوق أنابيب حديد الدكتايل فئة 54 في:
-
أنابيب نقل الضغط العالي (14″ فأكثر): سمكها الإضافي يفي أو يتجاوز الحد الأدنى للحلقات والمغذيات ذات القطر الكبير.
-
توزيع مياه الشرب:: تضمن وصلات الدفع والوصلات المقيدة أداءً محكمًا للتسرب في ظل الأحمال الديناميكية في الشبكات الحضرية.
-
أنابيب الصرف الصحي والصرف الصحي:: تقاوم البطانة الأسمنتية - الهاون التدرن، مما يقلل من دورات التنظيف وإعادة التأهيل.
-
أنظمة الري:: تقلل البطانة الداخلية الملساء (Hazen-Williams C≈140) من خسائر الاحتكاك، مما يقلل من تكاليف طاقة الضخ مقارنة بالبدائل.
-
الأنابيب الصناعية والمصانع:: وصلات ذات حواف ترتبط مباشرةً بالمضخات والصمامات في منشآت الطاقة والمواد الكيميائية والعمليات.
عمر الخدمة
صُممت أنابيب حديد الدكتايل الحديثة لتدوم طويلاً أكثر من 100 عام عند تركيبها مع تبطينها بالبطانة الأسمنتية والحماية الخارجية المناسبة. تؤكد دراسة أجرتها جامعة ميشيغان عن تكلفة دورة الحياة أفق خدمة 100 عام لأنابيب DI مقارنةً بـ 50 عامًا لأنابيب PVC. حتى في التربة المسببة للتآكل، فإن تكميم البولي إيثيلين السائب حسب ANSI/AWWA C105 يطيل العمر الوظيفي نحو علامة القرن.
التركيب والتوصيل
وصلات الضغط والمفاصل الميكانيكية
-
وصلات الضغط على الوصلات (ANSI/AWWA C111) تستخدم حشية مطاطية واحدة للتجميع السريع الخالي من البراغي في الخندق.
-
الوصلات الميكانيكية (ANSI/AWWA C110) تستخدم حشيات تقييد الغدة والمسامير المصنفة لضغوط أعلى، مما يقلل من الحاجة إلى كتل الدفع.
الوصلات المقيدة وذات الحواف
-
الوصلات المقيدة (على سبيل المثال، Field-Lok®) لقفل الحنفية في الجرس تحت الاندفاع المفاجئ، مما يحمي من الانفصال عند النهايات المسدودة والانحناءات.
-
أطراف ذات حواف (أنماط ANSI B16.1/26.1/250 psi أو أنماط AWWA C207) مثبتة على الصمامات والمضخات من أجل ملحقات صلبة قابلة للفك.
الحماية من التآكل
-
بطانة داخلية: يشكل الهاون الأسمنتي وفقًا لمعيار ANSI/AWWA C104 حاجزًا عالي الأس الهيدروجيني للقضاء على التدرن.
-
الطلاء الخارجي: تشمل الخيارات الزنك المترابط أو المينا الأسفلتية أو الإيبوكسيات المنقولة بالماء؛ كما أن غلاف البولي إيثيلين السائب يتحكم في تآكل التربة العدوانية.
المعايير الدولية
-
ANSI/ AWWA C150/A21.50 وC151/A21.51 - فئات الضغط وأبعاد الأنابيب.
-
ANSI/ AWWA C104/A21.4 وC105/A21.5 - التبطين بالأسمنت والملاط الأسمنتي وتغليف البولي إيثيلين.
-
ANSI/ AWWA C110/A21.10 وC111/A21.11 - معايير الوصلة الميكانيكية والدفع على المفصل.
-
ISO 2531:2012, EN 545, EN 598 - المعايير الدولية لأنظمة DI للمياه والصرف الصحي.
-
ISO 9001:2015 - أنظمة إدارة الجودة لتصنيع أنابيب DI.
بارامترات المقارنة (الفئات 51، 52، 53، 54، 150، 250، 350)
| الفئة | الضغط المقدر | بدل الزيادة المفاجئة | السُمك الاسمي* (12″) | الأنواع المشتركة | الأقطار |
|---|---|---|---|---|---|
| 51 | سميكة خاصة | 100 رطل لكل بوصة مربعة | 0.34″ | ضاغطة، MJ، مقيدة، ذات حواف مقيدة | 3″-64″ (≥14″) |
| 52 | 200 رطل لكل بوصة مربعة | 100 رطل لكل بوصة مربعة | 0.37″ | ميكانيكي فقط | 3″-64″ |
| 53 | 250 رطل لكل بوصة مربعة | 100 رطل لكل بوصة مربعة | 0.40″ | ميكانيكي فقط | 3″-64″ |
| 54 | ≈300 رطل لكل بوصة مربعة † | 100 رطل لكل بوصة مربعة | 0.43″ | ضاغطة، MJ، مقيدة، ذات حواف مقيدة | 3″-64″ |
| 150 | 150 رطل لكل بوصة مربعة | 100 رطل لكل بوصة مربعة | 0.28″ | ضاغطة، MJ، مقيدة، ذات حواف مقيدة | 3″-64″ |
| 250 | 250 رطل لكل بوصة مربعة | 100 رطل لكل بوصة مربعة | 0.34″ | ضاغطة، MJ، مقيدة، ذات حواف مقيدة | 3″-64″ |
| 350 | 350 رطل لكل بوصة مربعة | 100 رطل لكل بوصة مربعة | 0.40″ | ضاغطة، MJ، مقيدة، ذات حواف مقيدة | 3″-64″ |
* قيم السُمك لـ 12 ″ OD من مرجع EJ Prescott R-6.
† ضغط العمل المقدر بناءً على مقارنة السُمك مع سلسلة 350 رطل لكل بوصة مربعة.
المزايا
-
السلامة الهيكلية المعززة: تعزز السماكة الإضافية للجدار من مقاومة التحميل الخارجي والاندفاع المفاجئ.
-
متانة تدوم لقرن من الزمان: تؤمن البطانات الأسمنتية والبطانات الأسمنتية وطرق التغليف خدمة تزيد عن 100 عام.
-
توصيل متعدد الاستخدامات: تتكيف أنظمة الوصلات المتعددة مع متطلبات الموقع والضغط المتنوعة.
-
تحكم فائق في التآكل: الحواجز الداخلية والخارجية تقضي فعليًا على الصدأ والتدرن.
-
الاستدامة: يقلل المحتوى العالي المعاد تدويره وقابلية إعادة التدوير الكاملة في نهاية العمر الافتراضي من الأثر البيئي.
الأسئلة الشائعة
-
ما الذي يميز الفئة 54 عن الفئة 53؟
يبلغ سمك الجدار الاسمي للفئة 54 حوالي 0.03″ سمكًا لكل قطر مما يزيد من الصلابة وتحمل الارتفاع المفاجئ فوق سلسلة 250 رطل لكل بوصة مربعة. -
هل يمكن للفئة 54 التعامل مع التربة العدوانية؟
نعم - مع غلاف من البولي إيثيلين و/أو طلاءات إيبوكسية وفقًا لمعيار ANSI/AWWA C105، مناسبة لظروف ارتفاع الكلوريد أو التيار الشارد. -
ما نوع الوصلة التي يتم تركيبها بشكل أسرع؟
تتطلب الوصلات التي يتم تثبيتها بالدفع الحد الأدنى من الحفر وعدم وجود مسامير ميدانية، مما يسرع من وقت الحفر. -
هل هناك حاجة للحماية الكاثودية؟
في البيئات شديدة التآكل، تكمل الحماية الكاثودية الطلاءات/التغطية في البيئات شديدة التآكل لتحقيق أقصى عمر افتراضي. -
ما هي الأحجام المتوفرة؟
الأقطار الاسمية من 3 بوصة إلى 64 بوصة حسب ANSI/AWWA C151.
دراسات الحالة
-
تشارلستون، كارولينا الجنوبية (1922-2019): أظهرت الأنابيب الحديدية الأصلية المبطنة بالأسمنت (عصر أنابيب التفاح) أنابيب حديدية أصلية مبطنة بالأسمنت (عصر أنابيب التفاح) أظهرت أن C≈131 من هازن-ويليامز بعد 97 عامًا، مما يؤكد طول عمر المعهد.
-
جامعة ميشيغان LCCA وجدت دراسة لخط أنابيب بطول 1000 قدم و8 بوصة أن السُمك الإضافي للفئة 54 قد أسفر عن أقل تكلفة إجمالية للملكية على مدى 100 عام مقارنةً بفئات الـ PVC وفئات الـ DI الأخرى (تقرير داخلي لجامعة م.)
-
مرفق مياه هانتسفيل، AL: أظهر تحليل شركة Black & Veatch أن استبدال حديد الدكتايل وفّر 3 1 تيرابايت 3 تيرابايت من تكاليف التشغيل والصيانة السنوية-> 1 تيرابايت 4 تيرابايت 17 مليون فولت على مدى 50 عامًا.
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