مواد أنابيب-حديد الزهر

حديد الزهرمادة تقليدية تستخدم على نطاق واسع في هندسة خطوط الأنابيب. فهي مفضلة لقوتها الممتازة ومقاومتها للتآكل وفعالية التكلفة. في هذه الورقة ، تتم مناقشة خصائص واستخدامات الحديد الزهر كمادة الأنابيب بالتفصيل من خصائص وتصنيف وتطبيق ومزايا وعيوب الحديد الزهر.

ما هو الحديد الزهر وكيف يتم إنتاج الحديد الزهر ؟

الحديد الزهر هو مصطلح عام لسبائك الحديد والكربون مع محتوى الكربون أكثر من 2 ٪ ومحتوى السيليكون من 1-3 ٪. ينبع استخدامه من نقطة الانصهار المنخفضة نسبيًا وهو مناسب للصب.
الحديد الزهر مصنوع من حديد الخنزير ، وهو نتاج ذوبان خام الحديد في الأفران العالية. يمكن صنع الحديد الزهر مباشرة من حديد الخنزير الذائب ، أو يمكن صنعه عن طريق إذابة حديد الخنزير ، الذي يضيف عادة نسبة معينة من الحديد والصلب والليمون والكربون ، ويمر عبر العديد من الخطوات لإزالة المكونات غير المرغوب فيها.

خصائص الحديد الزهر

1. كثافة عالية
يتميز الحديد الزهر بقوة ضغط عالية ويمكنه الحفاظ على الأداء الجيد في ظل ظروف الحمل العالية.
2. مقاومة التآكل
يمكن لطبقة الأكسيد المتكونة على سطح الحديد الزهر أن تقاوم التآكل بفعالية في معظم البيئات ، وهي مناسبة بشكل خاص للاستخدام المدفون أو طويل الأجل لخطوط الأنابيب.
3. فعالية التكلفة
بالمقارنة مع العديد من المواد المعدنية الأخرى ، فإن الحديد الزهر أرخص في التصنيع وله عمر خدمة طويل.
4. أداء عزل الصوت الجيد
مادة الحديد الزهر كثيفة ، يمكن أن تقلل بشكل فعال من ضجيج السوائل عبر الأنبوب ، هي الخيار المثالي لبناء نظام الصرف الصحي.

تصنيف الحديد الزهر

1. الحديد الزهر الرمادي
يشار إلى الحديد الزهر الرمادي ، محتوى الكربون من الحديد الزهر الرمادي حوالي 2.5-4.0 ٪ ، محتوى السيليكون هو 1-3 ٪ ، يتم توزيع الجرافيت في الهيكل في أوراق ، وسهلة المعالجة ولها وظيفة زلزالية جيدة. ومع ذلك ، نظرًا لتأثير القطع الجاد لجرافيت تقشر على المصفوفة ، فإن مرونة الحديد الزهر الرمادي ضعيفة ، وقوة الشد والصلابة أقل من الفولاذ ، ولكن قوة الضغط قريبة من الفولاذ منخفض الكربون ومتوسط الكربون الصلب.
2. الحديد الزهر الأبيض
الحديد الزهر الأبيض هو وسيط في تصنيع الحديد الزهر القابل للطيّ ، والكربون موجود على شكل كربيد ، وصلابة عالية ولكن هشة ، وصلابة منخفضة ، وغير مناسبة للاستخدام في المكونات الهيكلية.
3. الحديد الزهر القابل للطيّ
يتم الحصول على الحديد الزهر القابل للطيّ عن طريق التلدين من الحديد الزهر الأبيض بتركيبة معينة. الجرافيت ملبد و اللدونة أعلى من الحديد الزهر الرمادي. وفقًا للهيكل المعدني المختلف ، يمكن تقسيمه إلى الحديد القابل للطيّ باللب الأسود ، والحديد القابل للطيّ باللؤلؤ والحديد الأبيض القابل للطيّ.
4. حديد الدكتايل
الحديد الزهر العقيدي هو حديد الزهر عالي الأداء تم الحصول عليه بعد التعرق والتلقيح من الحديد الزهر الأبيض ، لأن الجرافيت المترسب كروي ، يطلق عليه حديد الزهر الجرافيت. حديد الدكتايل لديه صلابة وقوة ممتازة ، خصائص ميكانيكية قريبة منفولاذ كربوني.
5. الحديد الزهر الغرافيت Vermicular
الجرافيت في الحديد الزهر vermicular الجرافيت يشبه الديدان ، لذلك يطلق عليه الحديد الزهر vermicular الجرافيت. يتميز الحديد الزهر الجرافيكي Vermicular بمزايا المقاومة للحرارة والأداء الجيد للإجهاد ، وقوة أعلى من الحديد الزهر الرمادي ، وأداء صب أفضل من الحديد الزهر الدكتايل.
6. سبائك الحديد الزهر
يتم تحسين مقاومة التآكل ومقاومة الحرارة من سبائك الحديد الزهر بإضافة عناصر مثل النيكل والكروم والمنزن والفاناديوم والتيتانيوم.

تطبيق أنابيب الحديد الزهر

1. نظام إمدادات المياه
تستخدم أنابيب الحديد الزهر على نطاق واسع في شبكة إمدادات المياه الحضرية وخط أنابيب إمدادات المياه الصناعية بسبب قوتها العالية ومقاومتها للتآكل ومقاومة التسرب.
2. الصرف الصحي ومعالجة مياه الصرف الصحي
أنابيب الحديد الزهر الرمادي هي القوة الرئيسية في أنظمة الصرف الصحي للبلديات والمباني ، ويمكنها التعامل مع وسائط الصرف الصحي المعقدة ، ولها متانة جيدة.
3. نقل الغاز الطبيعي
غالبًا ما يستخدم أنبوب حديد الدكتايل في نظام نقل الغاز الطبيعي بالضغط المتوسط والعالي بسبب قوة الضغط الممتازة وأداء الختم.
4. الأنابيب الصناعية
أنابيب سبائك الحديد الزهر هي خيار مهم في أنظمة الأنابيب التي تنقل السوائل المسببة للتآكل أو درجات الحرارة العالية.

مزايا وعيوب أنابيب الحديد الزهر

1. المزايا
متانة قوية: أنابيب الحديد الزهر لها عمر خدمة طويل ، عادة ما يصل إلى أكثر من 50 عامًا.
سهولة الصيانة: يمكن استعادة أنبوب الحديد الزهر عن طريق الإصلاح المحلي بعد التلف.
حماية البيئة: يمكن إعادة تدوير الحديد الزهر ، بما يتماشى مع متطلبات التنمية المستدامة.

2. نقاط الضعف
وزن كبير: إزعاج نقل وتركيب أنابيب الحديد الزهر ، تحتاج إلى استخدام معدات خاصة.
هشاشة عالية: قد يحدث تمزق عند التعرض لتأثير قوي.
مقاومة التآكل المحدودة: الحماية الداخلية والخارجية مطلوبة في البيئات شديدة التآكل.

اتجاه التنمية المستقبلية

مع تقدم التكنولوجيا وظهور مواد جديدة ، تتطور أنابيب الحديد الزهر في اتجاه خفيف الوزن ومقاومة التآكل والعمر الطويل. على سبيل المثال ، أنابيب الحديد الزهر المغلفة بطبقات مضادة للتآكل في الداخل والخارج يمكن أن تحسن بشكل كبير من مقاومتها للتآكل ، مما يجعلها تستمر في شغل مكانة مهمة في الهندسة الصناعية والبلدية الحديثة.

اقرأ المزيد: مواد أنابيب-الفولاذ المقاوم للصدأأومواد أنابيب-سبائك حديدية