معرفی و انواع لوله چدن

مقاله حاضر به معرفی انواع لوله‌های چدن و کاربردهایشان می‌پردازد.

لوله چدنی چیست؟

لوله‌های چدنی از آهن و کربن ساخته می‌شوند و برای انتقال آب، پساب و گاز استفاده می‌شوند. درصد کربن بیش از 2 درصد، در این لوله‌ها وجود دارد. استفاده از لوله‌های چدنی در انتقال آب به تاریخچه سه قرن پیش برمی‌گردد. در ابتدا، لوله‌های چدنی بدون پوشش استفاده می‌شدند ولی بعداً عملیات پوشش‌دهی جهت بهبود هیدرولیک و مقاومت در برابر فرسایش و خوردگی انجام شد.

لوله های چدنی و شمش چدنی

لوله‌های چدنی و شمش‌ چدنی اشکال متفاوتی از چدن هستند که هر کدام اهداف متفاوتی را انجام می‌دهند. لوله های چدنی سازه های لوله ای هستند که برای انتقال سیالات و گازها در سیستم های لوله کشی و زهکشی استفاده می شوند. از سوی دیگر، شمش چدن یک بلوک جامد چدن است که به عنوان ماده اولیه برای پردازش بیشتر و تولید طیف گسترده ای از محصولات چدن عمل می کند. هر دو شکل در صنایع مختلف نقش اساسی دارند و به استحکام، دوام و تطبیق پذیری چدن به عنوان یک ماده پرکاربرد کمک می کنند.

فرایند تولید لوله چدنی

فرآیند تولید لوله‌ چدن در سه روش گودالی، افقی و گریز از مرکز انجام می‌شود. در هر یک از این روش‌ها، مراحل زیر انجام می‌شوند:

روش گودالی (Vertical Moulding):

قالب با استفاده از ماسه در اطراف یک الگوی لوله ساخته می‌شود. قالب به همراه یک هسته درون آن قرار می‌گیرد و ماسه‌ها بر روی الگو قالب‌سازی شده ریخته می‌شوند. قالب حاوی ماسه‌ها و هسته، پس از قالب‌سازی خشک می‌شود تا برای ریخته‌گری آماده شود. آهن مذاب بین هسته و قالب ریخته می‌شود. آهن مذاب باعث تخلیه هوا و ازبین‌بردن ناخالصی‌ها در قالب می‌شود. پس از ریخته‌گری، لوله چدنی در قالب خنک‌شده و خارج می‌شود.

روش افقی (Horizontal Moulding):

از دستگاهی برای جابه‌جایی ماسه‌ها در اطراف قالب‌های افقی استفاده می‌شود. ماسه‌ها با استفاده از میله‌های هسته‌ای در اطراف قالب قرار می‌گیرند. آهن مذاب از ملاقه‌های چند لایه وارد قالب‌ها می‌شود و با عمل سرعت چرخش دستگاه، خود را در دیواره‌های قالب توزیع می‌کند تا لوله تولید شود. لوله چدنی پس از ریخته‌گری در دستگاه خنک‌شده و سپس از قالب خارج می‌شود.

روش گریز از مرکز (Centrifugal Casting):

از قالب‌هایی با روکش ماسه استفاده می‌شود که به‌صورت افقی در دستگاه ریخته‌گری گریز از مرکز قرار می‌گیرند. هنگامی که قالب چرخشی در حال چرخش است، آهن مذاب به طور دقیق وارد قالب می‌شود و با سرعت چرخش، خود را در دیواره‌های قالب توزیع می‌کند تا لوله تولید شود. لوله چدنی پس از ریخته‌گری و در حین چرخش قالب، خنک‌شده و به‌آرامی از قالب خارج می‌شود.

در هر سه روش، پس از خارج‌شدن لوله چدنی از قالب؛ فرایندهایی مانند برشکاری، تمیزکاری، هیدروتست و پوشش دهی می‌توانند بر روی لوله انجام شوند تا آماده استفاده نهایی شود.

انواع لوله چدنی

با توجه‌ به رشد روزافزون صنعت و نیازهای متنوع، انواع دیگری از لوله‌های چدنی نیز در بازار عرضه شده‌اند که بر اساس خواص و ویژگی‌های خود، کاربردهای متنوعی دارند. به‌طورکلی، لوله‌های چدنی به‌عنوان یکی از گزینه‌های مطمئن و مؤثر برای انتقال مایعات و گازها در صنایع مختلف به شمار می‌روند.

چدن خاکستری

از آهن خاکستری تشکیل شده‌اند و کاربردهای مختلفی مثل انتقال آب و فاضلاب، گاز و سیالات صنعتی دارند. چدن خاکستری به دلیل ویژگی‌هایی مانند مقاومت در برابر خوردگی، مقاومت مکانیکی مناسب و هزینه نسبتاً پایین، جزو انتخاب اول برای بسیاری از صنعت‌ها است.

چدن سفید

از آهن سفید تشکیل شده‌اند و برای کاربردهایی که نیاز به مقاومت بالا در برابر سایش و فرسایش دارند، مناسب هستند. چدن سفید به دلیل ساختار خاص و بلوری که دارد، به‌عنوان یکی از مقاوم‌ترین انواع لوله‌های چدنی در مواردی مانند لوله‌های خمیرکشی، لوله‌های انتقال مواد سایشی و قطعات سخت استفاده می‌شود.

لوله‌های چدنی دو سر تخت

 نوعی از لوله‌های چدنی به علت وزن سبک، مقاومت در برابر فشارها و قابلیت اتصال آسان و داشتن لوله‌هایی دو سر تخت با سری مادگی در هر دو سر هستند که به‌وسیله بست مخصوص به سیستم پیوست می‌شوند.

مزیت اصلی لوله‌های چدنی دو سر تخت سبک وزن آنهاست که نسبت به لوله‌های فولادی و یا لوله‌های دیگری که از مواد ساختمانی دیگر تهیه شده‌اند، امکان نصب و حمل‌ونقل آنها را آسان‌تر می‌کند. همچنین، اتصالات بستی که بر روی سرهای مادگی لوله‌ها قرار می‌گیرند، می‌تواند به‌راحتی جدا شده و نصب شود که این ویژگی باعث افزایش قابلیت تعمیر و تعویض لوله‌ها در صورت نیاز می‌شود.

لوله‌های چدنی دو سر تخت معمولاً در برنامه‌هایی مانند شبکه‌های آبیاری، شبکه‌های آب و فاضلاب، سیستم‌های آب شهری و صنایع دیگر مورد استفاده قرار می‌گیرند. طراحی و ساختار آنها به‌گونه‌ای است که تحمل فشارهای بالا و مقاومت در برابر خوردگی و سایش را تضمین می‌کنند.

لوله چدنی سر توپی 

لوله‌های چدنی سر توپی با اتصالات سرب و کنف، به دلیل ویژگی‌های خاصی که دارند، در برخی برنامه‌های انتقال مایعات و گازها استفاده می‌شوند. این لوله‌ها تحمل فشار بالا را در سیستم‌های انتقال آب، فاضلاب، گاز به خوبی دارند و قادر به انتقال آب، فاضلاب، گاز و غیره در سیستم‌های انتقال مختلف هستند. همچنین، به دلیل ویژگی الاستیکی، قابلیت تحمل ضربه و لرزش را نیز دارند. لوله‌های چدنی سر توپی به صورت یک سر توپی Single Socket و دو سر توپی Double Socket در بازار موجود هستند و بسته به نیاز، از آنها استفاده می‌شود.

لوله‌های چدنی داکتیل

 این لوله‌ها به نام لوله‌های چدنی گوتیل (Gutile Iron Pipes)نیز شناخته می‌شوند. این نوع لوله‌ها از آهن داکتیل (Ductile Iron) ساخته می‌شوند که در ساختار آن، گرافیت به صورت سفید و گرافیت نودولار (Nodular Graphite) وجود دارد. این ویژگی ساختاری باعث می‌شود که لوله‌های چدنی داکتیل دارای خواص و مزایای منحصربه‌فردی باشند که برای انتقال آب تحت فشار و توزیع پرتابل آب مورد استفاده قرار می‌گیرند.

مزایا و معایب لوله‌های چدنی

 مزایای لوله‌های چدنی

مزایای لوله‌های چدنی شامل مقاومت بالا در فشار، مقاومت در برابر خوردگی، عمر طولانی و مقاومت در برابر حرارت است.

معایب لوله‌های چدنی

لوله‌های چدنی، معایبی مانند وزن بالا، زنگ‌زدگی، نصب زمان‌بر، عدم الاستیسیته، نیاز به پوشش محافظ و یکنواختی در ضخامت دارند.

سخن پایانی

لوله‌های چدنی با تاریخچه طولانی کاربرد و ویژگی‌های خاصی که دارند، به عنوان یکی از مهمترین و مورد اعتمادترین انتخاب‌ها در صنایع آب، فاضلاب و گاز شناخته می‌شوند. با مزایا و قابلیت‌هایی مانند مقاومت در برابر فشار، طول عمر طولانی، قابلیت اتصال آسان و قابلیت تحمل ضربه، لوله‌های چدنی توانسته‌اند در بسیاری از برنامه‌های صنعتی و شهری با موفقیت مورد استفاده قرار بگیرند. با این‌ حال، باید به معایب آنها نیز توجه کرد، مانند هزینه تولید بالا و وزن بیشتر نسبت به برخی از انواع لوله‌ها. با توجه‌ به مزایا و معایب، لوله‌های چدنی همچنان یک گزینه محبوب در صنایع مختلف هستند. لوله‌های چدنی با تنوع انواع و اندازه‌ها، ویژگی‌های خاص و قابل اطمینان، برای بسیاری از نیازهای انتقال مایعات و گازها بهترین انتخاب هستند. با پیشرفت‌های تکنولوژی و بهبود روش‌های تولید، لوله‌های چدنی همچنان در صنایع مختلف کاربرد دارند و نقش مهمی در تأمین آب، فاضلاب، گاز و سایر منابع مهم انرژی و مایعات دارند.