يختلف سمك جدار أنابيب حديد الدكتايل اختلافًا كبيرًا بناءً على الحجم الاسمي للأنبوب وطريقة التصميم - إما حسب فئة الضغط (حسب ANSI/AWWA C151/A21.51) أو حسب فئة السماكة (حسب ANSI/AWWA C150/A21.50). بالنسبة لفئات الضغط من 150-350 رطل لكل بوصة مربعة، يتراوح سمك الجدار من 0.25 بوصة للأنابيب من 3-6 بوصة إلى 0.87 بوصة للأنابيب 64 بوصة. وبدلاً من ذلك، تبدأ فئات السُمك (50-56) من 0.25 بوصة (الفئة 51 لـ 3-4 بوصة) وتزيد بزيادات تتراوح بين 0.03 و0.04 بوصة تقريبًا لكل فئة. في أوروبا، تحدد المواصفة القياسية ISO 2531/EN 545 الأقطار الاسمية المترية (DN 40-DN 2000) بسماكات جدران في الفئات K9-K11، من 4.8 مم (K9) حتى 7.5 مم (K11) لـ DN 40-250 مم. ويعتمد الاختيار على ضغط العمل، والزيادة المفاجئة، وحمل الخندق، وعمق الغطاء، ومتطلبات الاستخدام لضمان السلامة الهيكلية والعمر التشغيلي الطويل.
1. معايير التصميم
1.1 فئات الضغط (ANSI/AWWA C151/A21.51)
تحدد ANSI/AWWA C151/A21.51 أنابيب حديد الدكتايل من 3 بوصة إلى 64 بوصة حجم اسمي، وتصنف سمك الجدار حسب ضغط العمل - 150 و200 و250 و250 و250 و300 و350 رطل لكل بوصة مربعة. تتوافق فئات الضغط مع ضغط عمل الماء المقنن، مع بدل زيادة إضافية بمقدار 100 رطل في تصميم السماكة.
1.2 فئات السماكة (ANSI/AWWA C150/A21.50)
تحدد ANSI/AWWA C150/A21.50 "فئات السماكة" 50-56 بشكل مستقل عن الضغط، مما يسمح بالتطبيقات الخاصة (على سبيل المثال، الأنابيب الملولبة أو المحزوزة) بسماكات اسمية من 0.25 بوصة (الفئة 51 لـ 3-4 بوصة) حتى 1.05 بوصة (الفئة 56 لـ 54 بوصة). يختار المصممون السماكة الأكبر المطلوبة للضغط الداخلي أو أحمال الخنادق، وفقًا لجداول AWWA C150.
2. سمك الجدار حسب فئة الضغط
| الحجم الاسمي (بالبوصة) | القطر الخارجي (بالبوصة) | الفئة 150 (بالداخل) | الفئة 200 (بالداخل) | الفئة 250 (بالداخل) | الفئة 300 (بالداخل) | الفئة 350 (بالداخل) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 4 | 4.80 | 0.26 | 0.26 | 0.26 | 0.26 | 0.26 |
| 6 | 6.90 | 0.25 | 0.25 | 0.25 | 0.25 | 0.25 |
| 8 | 9.05 | 0.27 | 0.27 | 0.27 | 0.27 | 0.27 |
| 12 | 13.20 | 0.31 | 0.31 | 0.31 | 0.31 | 0.31 |
| 16 | 17.40 | 0.34 | 0.34 | 0.34 | 0.34 | 0.34 |
| 24 | 25.80 | 0.38 | 0.38 | 0.38 | 0.41 | 0.44 |
البيانات من جداول فئة الضغط C151/A21.51 من AWWA C151/A21.51.
3. فئات سماكة الجدار
استنادًا إلى "فئات السُمك" الخاصة ANSI/AWWA C150/A21.50 .
4. المعايير الأوروبية المترية (ISO 2531 / EN 545)
| DN (مم) | OD (مم) | الفئة 40 (مم) | الفئة K9 (مم) | الفئة K10 (مم) | الفئة K11 (مم) |
|---|---|---|---|---|---|
| 100 | 118 | 4.8 | 6.0 | 6.0 | |
| 150 | 170 | 5.0 | 6.0 | 6.5 | |
| 200 | 222 | 5.4 | 6.3 | 7.0 | |
| 250 | 274 | 5.8 | 6.8 | 7.5 |
حسب المواصفة القياسية ISO 2531/EN 545 للفئات المترية DN 40-DN 2000.
5. اختيار السماكة المناسبة
تشمل العوامل الرئيسية التي تؤثر على اختيار سُمك الجدار ما يلي:
-
ضغط العمل والطفرة: تأكد من أن السمك الاسمي يغطي الضغط المقدر بالإضافة إلى بدل الزيادة في الضغط (100 رطل لكل بوصة مربعة).
-
حمولة الخندق وعمقه: جداول AWWA C150 تربط الأحمال الزائدة والأحمال الحية بالسُمك المطلوب لأعماق الدفن.
-
نوع المفصل وملحقاته: قد تتطلب التركيبات الملولبة أو المحزوزة أو التركيبات الخاصة فئات سماكة أعلى.
-
بدل التآكل: في ظروف التربة أو المياه العدوانية، قد يتم تحديد سمك إضافي أو بطانات إضافية.
6. الأسئلة الشائعة
س1: ما الذي يحدد سُمك جدار أنابيب حديد الدكتايل؟
يتم تحديد سُمك الجدار إما بفئة الضغط (150-350 رطل لكل بوصة مربعة) بموجب AWWA C151 أو بفئة السُمك (50-56) بموجب AWWA C150، ويتم اختيارها بناءً على ضغط العمل وحمل الخندق والاستخدام.
س2: ما مدى سُمك أنبوب من الفئة 200 بوصة مقاس 12 بوصة؟
يبلغ سمك جدار الأنبوب المصنوع من حديد الدكتايل مقاس 12 بوصة في فئة الضغط 200 سمك جداره 0.31 بوصة وفقًا لجداول AWWA C151.
س3: ما هو بدل الزيادة المفاجئة؟
بدل الارتفاع المفاجئ عبارة عن 100 رطل إضافية من البوصة المربعة في تصميم سمك الجدار لامتصاص ارتفاعات الضغط العابرة.
س4: كيف تختلف المعايير الأوروبية والأمريكية؟
تستخدم أمريكا الشمالية البوصة الاسمية وفئات الضغط أو فئات السُمك على أساس البوصة المربعة (psi)، بينما تستخدم أوروبا الأقطار الاسمية المترية (DN) والفئات K9-K12 وفقًا للمعيار ISO 2531/EN 545 مع سمك جدار ثابت بالمليمترات.
س5: هل يمكنني استخدام فئة السُمك بدلاً من فئة الضغط؟
نعم، تسمح فئات السُمك بموجب AWWA C150 بتحديد سُمك الأنبوب بشكل مستقل عن الضغط، وهو أمر مفيد للتطبيقات الخاصة التي تتطلب قوة ميكانيكية إضافية أو السماح بالتآكل.
7- 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 | |||||||||||
8-أنابيب 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 | ..... |
المراجع:
- ANSI/AWWA C151/A21.51 - معايير فئة ضغط أنابيب حديد الدكتايل (الجمعية الأمريكية لأشغال المياه)
- ANSI/AWWA C150/A21.50 - فئات سماكة أنابيب حديد الدكتايل (الرابطة الأمريكية لأشغال المياه)
- ISO 2531: أنابيب حديد الدكتايل والتجهيزات وملحقاتها ووصلاتها لتطبيقات المياه (المنظمة الدولية للتوحيد القياسي)
- EN 545 - أنابيب حديد الدكتايل والتجهيزات ووصلاتها لأنابيب المياه - المتطلبات وطرق الاختبار (اللجنة الأوروبية للتوحيد القياسي - CEN)
- أنابيب حديد الدكتايل - ويكيبيديا (مرجع عام موثوق عن المواصفات والخصائص)
AR 
EN