ما هي درجات حديد الدكتايل

يتم إنتاج حديد الدكتايل - المعروف أيضًا باسم حديد الزهر العقدي أو حديد الجرافيت الكروي - عن طريق إضافة عوامل التحويل إلى عقيدات (عادةً ما تكون من المغنيسيوم أو سبائك أساسها المغنيسيوم أو السيريوم) إلى حديد الزهر المنصهر. تعمل هذه المعالجة على تحويل الجرافيت من رقائق (كما هو الحال في الحديد الزهر الرمادي) إلى عقيدات كروية. ويوفر الهيكل الناتج ليونة وصلابة وقوة محسنة بشكل كبير مع الاحتفاظ بقابلية الصب الممتازة والقدرة على التشغيل الآلي.

لا يُصنَّف حديد الدكتايل عادةً حسب "درجة واحدة" ولكن حسب عدة سمات بما في ذلك:

• الخواص الميكانيكية: قوة الشد وقوة الخضوع والاستطالة والصلابة.

• تركيبة المادة: الكميات النسبية من الكربون والسيليكون والمنجنيز والفوسفور والكبريت وعناصر السبائك النزرة.

• البنية المجهرية: درجة العقيدات، والتي يمكن تصنيفها وفقًا لعوامل عدد العقيدات أو شكل العقيدات.

• معالجات السطح وخيارات التبطين: الطلاءات الداخلية (مثل تبطين الملاط الأسمنتي) والطلاءات الواقية الخارجية.

الدرجات الشائعة من حديد الدكتايل

من الناحية العملية، غالبًا ما يتم تصنيف حديد الدكتايل بناءً على خواصه الميكانيكية ومعايير الصناعة التي يفي بها. وتشمل العديد من الدرجات المعترف بها على نطاق واسع ما يلي:

1. درجة GGG40

• نظرة عامة: تعد هذه الدرجة من بين أنواع حديد الدكتايل الأقل قوة. وهي توفر قوة شد وإنتاجية معتدلة وغالباً ما تستخدم في أنابيب المياه وتطبيقات الضغط المنخفض.

• الخواص الميكانيكية:

  • قوة الشد بشكل عام حوالي 380-420 ميجا باسكال

  • قوة الخضوع أقل قليلاً، مع استطالة معتدلة (حوالي 10-12%)

• التطبيقات: مثالية لأنظمة الصرف وتوزيع المياه منخفضة الضغط ومكونات البنية التحتية غير الحرجة.

2. درجة GGG50

• نظرة عامة: صُمم GGG50، وهو الرتبة الأكثر استخدامًا في تصنيع أنابيب حديد الدكتايل GGG50، لتوفير قوة وصلابة عالية مع الاحتفاظ بليونة ممتازة.

• الخواص الميكانيكية:

  • الحد الأدنى لقوة الشد: حوالي 420 ميجا باسكال أو أعلى.

  • قوة الخضوع: حوالي 300 ميجا باسكال أو أكثر.

  • الاستطالة: على الأقل 10%.

  • الصلابة: يتم الحفاظ عليها عادةً عند أو أقل من 230 HB.

• التطبيقات: معتمدة على نطاق واسع في أنابيب المياه البلدية، وأنظمة الصرف الصحي، وأنابيب الضغط العالي، والعديد من أنظمة خطوط الأنابيب الصناعية.

• الأهمية: تشير العديد من المعايير الدولية (ISO 2531، EN 545، EN 598) إلى GGG50 لأنابيب حديد الدكتايل مما يجعلها مادة موثوقة في البنية التحتية الحيوية.

3. المتغيرات عالية القوة (مثل GGG55 وGGG60)

• نظرة عامة: في بعض التطبيقات، خاصةً عند الحاجة إلى أداء ميكانيكي أعلى، قد ينتج المصنعون حديد الدكتايل بمستويات قوة أعلى (غالباً ما يتم تحديدها على أنها GGG55، GGG60، إلخ).

• الخواص الميكانيكية:

  • زيادة قوة الشد والإنتاجية لتلبية المتطلبات الهندسية الأكثر تطلبًا.

  • قد يُظهر استطالة أقل قليلاً مقارنةً ب GGG50، ولكن المفاضلة هي تعزيز قدرة التحميل.

• التطبيقات: مناسب لأنظمة الضغط العالي للغاية والتطبيقات الصناعية والحالات التي تتطلب مقاومة أعلى للصدمات.

• الاعتبارات: هذه الدرجات الأعلى قوة أقل شيوعًا من GGG50 وعادةً ما تكون تكاليف تصنيعها أعلى. وتستخدم في المشروعات المتخصصة حيث يبرر تحسين الأداء التكلفة.

4. التصنيفات على أساس الضغط وسماكة الجدار

بالإضافة إلى الرتبة الأساسية (على سبيل المثال، GGG50)، يتم تصنيف أنابيب حديد الدكتايل أيضًا إلى فئات ضغط باستخدام تسميات مثل K7، K7، K8، K9 أو C25، C30، C40. وعلى الرغم من أن هذه التصنيفات تشير في المقام الأول إلى سُمك الجدار ومعدل الضغط بدلاً من التغير في تركيبة الحديد، إلا أنها ترتبط ارتباطًا وثيقًا بدرجة الحديد الأساسي:

• الفئة K (K7، K8، K9): تشير هذه إلى أنابيب حديد الدكتايل حيث يعتمد التصميم على سمك جدار الأنبوب. على سبيل المثال، تمثل التسمية K9 (عندما يتم إنتاجها باستخدام مادة GGG50) أنبوبًا بأعلى سماكة للجدار وقدرة ضغط ضمن السلسلة K.

• الفئة C (C25، C30، C40): تشير هذه التصنيفات إلى الأنابيب المصممة على أساس ضغط العمل المسموح به. على الرغم من أنها ليست تغييرات جوهرية في درجة مادة حديد الدكتايل إلا أنها جزء لا يتجزأ من كيفية تطبيق المادة في ظروف مختلفة.

المعايير والاختبارات

يتم تحديد درجات حديد الدكتايل من خلال المعايير الدولية التي تحدد الخواص الميكانيكية المطلوبة، وتفاوتات الأبعاد، ومقاييس مراقبة الجودة. وتشمل المعايير الرئيسية ما يلي:

• ISO 2531: تحدد الأبعاد والتفاوتات والخصائص الميكانيكية وطرق اختبار أنابيب حديد الدكتايل.

• EN 545 و EN 598: المواصفات القياسية الأوروبية التي تغطي متطلبات أنابيب حديد الدكتايل ووصلاتها لتطبيقات مياه الشرب والصرف الصحي، على التوالي.

• معايير ASTM: في الولايات المتحدة، يمكن العثور على متطلبات مماثلة في معايير ASTM، على الرغم من أن أنابيب حديد الدكتايل غالبًا ما يتم الرجوع إليها بمعايير ISO أو EN في الأسواق الدولية.

يضمن الامتثال لهذه المعايير أن يفي حديد الدكتايل المستخدم في تطبيقات الأنابيب بالمعايير اللازمة لقوة التحمل وتصنيف الضغط والسلامة الهيكلية.

يتم تحديد درجات حديد الدكتايل في المقام الأول من خلال أدائه الميكانيكي والالتزام بمعايير الصناعة. والدرجة الأكثر استخدامًا في أنابيب حديد الدكتايل هي GGG50الذي يوازن بين القوة العالية والليونة والمتانة، مما يجعله مثاليًا لمجموعة واسعة من التطبيقات - بدءًا من أنظمة المياه البلدية إلى خطوط الأنابيب الصناعية عالية الضغط. وفي بعض الحالات، تُستخدم المتغيرات ذات القوة الأعلى (مثل GGG55 أو GGG60) لتلبية الظروف الأكثر تطلبًا. وبالإضافة إلى ذلك، تشير التصنيفات مثل سلسلة K (K7، K7، K8، K9) وسلسلة C (C25، C30، C40) إلى اختلافات في التصميم تركز على سُمك الجدار وقدرة الضغط، مما يوسع من فائدة درجة المادة الأساسية.

المراجع:

• حديد الدكتايل - ويكيبيديا
• المواصفة القياسية ISO 2531: أنابيب حديد الدكتايل والتجهيزات والملحقات والوصلات الخاصة بها لأنابيب المياه - المتطلبات وطرق الاختبار - ISO
• EN 545: أنابيب حديد الدكتايل والتجهيزات وملحقاتها ووصلاتها لأنابيب المياه - المتطلبات وطرق الاختبار - CEN
• ASTM A536 - المواصفات القياسية لمسبوكات حديد الدكتايل - ASTM International
• حديد الدكتايل: الخواص والتطبيقات - ScienceDirect Topics