لوله چدنی چه کاربردهایی در ساختمان سازی دارد؟

کاربرد مهم لوله چدنی انتقال فاضلاب، گاز، آب و همچنین تخلیه آب از لوله‌ها در ساخت‌وسازهای مسکونی و صنعتی است. این تجهیزات با توجه به مکانی که مورد استفاده قرار می‌گیرند، از نظر آلیاژ، ابعاد، اتصالات و اشکال تنوع بالایی دارند.

لوله چدنی چیست و چگونه تولید می‌شود؟

به‌طور کلی به اشکال توخالی و استوانه‌ای شکل که اغلب دارای مقطع کوچک هستند و جهت انتقال سیالات مانند گاز، آب، نفت و فاضلاب از آن‌ها استفاده می‌شود، لوله می‌گویند. لوله‌ها بر اساس جنس و کاربرد به دسته‌های مختلفی تقسیم می‌شوند که یکی از مهم‌ترین آن‌ها، لوله چدنی است. چدن از ذوب شدن آهن و ترکیب آن با زغال کک و سیلیس به دست می‌آید.

با ذوب چدن در کارخانه‌های ریخته‌گری و ریختن آن در قالب‌های استوانه‌ای که دارای طول و قطرهای مختلف هستند، این آلیاژ به شکل لوله چدنی در می‌آید. جهت جلوگیری از خوردگی و زنگ‌زدگی دیواره‌های خارجی و داخلی، این لوله‌ها را قیراندود می‌کنند. یکی از بزرگترین مزیت‌های استفاده از این لوله‌ها در سیستم لوله‌کشی و فاضلاب ساختمان، خاصیت عایق بودن آن‌هاست، به‌طوری که هنگام عبور سیالات از داخل این لوله‌ها سر و صدایی ایجاد نمی‌شود و آرامش ساکنین ساختمان حفظ می‌گردد.

دسته‌بندی لوله‌های چدنی بر اساس نوع آلیاژ

لوله‌های چدنی بسته به ترکیبات شیمیایی و روش سرد شدن در فرآیند تولید، ویژگی‌های مکانیکی متفاوتی از خود نشان می‌دهند. دو نوع پرکاربرد این لوله‌ها در صنعت ساختمان شامل موارد زیر است:

چدن سفید: این نوع چدن دارای رگه‌های سفید است که دلیل آن وجود سمنتایت (کاربید آهن) در ساختار متالورژیکی آن است. میزان سیلیس در چدن سفید نسبت به نوع خاکستری آن کمتر است و در زمان تولید، سرعت سرد شدن بالاتری دارد. به دلیل نوع فرآیند سرد شدن و ترکیبات موجود، این آلیاژ سختی بسیار خوبی دارد، اما خاصیت سفت‌شدگی آن کاهش می‌یابد. با توجه به هزینه پایین و مقاومت خوب آن در برابر خوردگی، از چدن سفید بیشتر در پمپ‌های فاضلاب یا بوش پوسته به‌عنوان سطح پوششی استفاده می‌کنند.

چدن خاکستری: این آلیاژ ساختار ریز گرافیتی دارد و به دلیل وجود گرافیت در ساختار خود، به رنگ خاکستری دیده می‌شود. هر جایی در تأسیسات ساختمان که ویژگی سختی نسبت به مقاومت کششی در اولویت باشد، مهندسان استفاده از لوله چدن خاکستری را پیشنهاد می‌دهند.

انواع لوله چدنی بر اساس شکل ظاهری و نوع اتصال

علاوه بر آلیاژ، نحوه اتصال لوله‌ها نقش مهمی در سرعت اجرای پروژه و آب‌بندی سیستم دارد. بر اساس شکل ظاهری، لوله چدن به دو دسته اصلی تقسیم می‌شود:

لوله‌های چدنی سر تخت (دو سر تخت): این نوع از لوله چدنی دارای شکل کاملا تخت در دو انتها است و نسبت به لوله‌های چدنی سر توپی، در برابر فشار تحمل بسیار بالاتری دارد. به دلیل نداشتن لبه قیطانی و مادگی، این لوله‌ها وزن کمتری دارند. جهت اتصال آن‌ها به یکدیگر در سیستم فاضلاب، از بست‌های مخصوص فلزی و واشرهای پلاستیکی مقاوم استفاده می‌شود. این نوع اتصالات مقاومت بالایی در برابر تغییرات حرارتی دارند و هنگام اجرای کار، خاصیت کشسانی مناسبی را برای شبکه لوله‌کشی فراهم می‌کنند.

لوله‌های چدنی سر توپی (سر گرد): این دسته از لوله‌ها به دو مدل یک سر توپی و دو سر توپی تولید و عرضه می‌شوند. در روش‌های سنتی از سرب و کنف جهت اتصال و آب‌بندی این دسته از لوله‌های چدنی استفاده می‌شود. برای اطمینان از سلامت این لوله‌ها پیش از نصب، معمولا با زدن ضربه آرام چکش به بدنه، آن‌ها را از لحاظ وجود ترک و شکستگی پنهان بررسی می‌کنند.

راهکار مدرن برای غلبه بر خوردگی و بهینه‌سازی اتصالات

در ساختمان‌سازی مدرن، لوله‌های چدنی با پوشش‌های داخلی اپوکسی تولید می‌شوند. این پوشش پلیمری، مقاومت شیمیایی لوله را به شدت افزایش داده و مانع از تماس مستقیم فاضلاب با فلز می‌شود. همچنین در اجرای لوله‌های سر تخت، امروزه از کوپلینگ‌های الاستومری (مانند نئوپرن) همراه با بست‌های استیل ضدزنگ استفاده می‌شود. این اتصالات علاوه بر آب‌بندی بی‌نقص، ارتعاشات و لرزش‌های ساختمان را جذب کرده و در هنگام زلزله از شکستن شبکه لوله‌کشی چدنی به‌طور کامل جلوگیری می‌کنند.

مزایا و ویژگی‌های کلیدی در تأسیسات مکانیکی

از لوله‌های چدنی بیشتر در لوله‌کشی تهویه تأسیسات فاضلاب و سیستم‌های شوتینگ (تخلیه زباله از طبقات یا پشت‌بام) استفاده می‌شود. به دلیل نوع ساختار متراکم فلزی، این متریال از مقاومت فشاری فوق‌العاده بالایی برخوردار است. همچنین در داخل ساختمان برای خطوط تخلیه اصلی در آشپزخانه، حمام و دستشویی کاربرد فراوانی دارند.

از مهم‌ترین مزایای لوله چدنی می‌توان به در دسترس بودن و فراوانی آن در بازار، کارکرد و دوام بسیار بالا، و ضخامت مناسب دیواره که منجر به کاهش چشمگیر انتقال صدای جریان آب می‌شود اشاره کرد. این لوله‌ها در مقایسه با بسیاری از لوله‌های آهنی هزینه کمتری برای پروژه‌ها به همراه دارند و در برابر فشارهای وارد شده به دیواره خارجی، مقام و استحکام بی‌نظیری از خود نشان می‌دهند. تنوع خوب در اتصالات، سازگاری و تطبیق‌پذیری با انواع ساختارهای ساختمانی، فرسودگی کمتر نسبت به سایر فلزات و همچنین قابلیت رفع گرفتگی آسان با استفاده از دستگاه‌های تراکم هوا، از دیگر نقاط قوت این محصولات به شمار می‌روند.

محدودیت‌ها و معایب لوله‌های چدنی

در کنار تمامی مزایای ساختاری، استفاده از این لوله‌ها با چالش‌هایی نیز همراه است. نصب لوله‌های چدنی به دلیل وزن بالا، تعداد اتصالات و قطعات زیاد، نیاز به زمان، نیروی کار بیشتر و مهارت بالاتری دارد. در برخی تولیدات، لوله‌ها ممکن است ضخامت یکنواختی در تمام طول خود نداشته باشند که این موضوع دقت در هنگام خرید را می‌طلبد.

همچنین متریال چدن فاقد خاصیت الاستیک یا کشسانی ذاتی است و در برابر ضربه‌های نقطه‌ای شدید شکننده عمل می‌کند. از طرفی، به دلیل شیمیایی بودن مواد موجود در فاضلاب، اگر از لوله‌های بدون پوشش مناسب استفاده شود، احتمال زنگ‌زدگی و خوردگی دیواره داخلی وجود دارد و در بخش خارجی نیز معمولاً فاقد محافظ‌های ضدزنگ قوی هستند.

جمع‌بندی

در میان انواع مختلف، لوله چدنی دو سر تخت به دلیل برخورداری از وزن کمتر و اتصالات منعطف‌تر، در سیستم‌های مدرن فاضلاب بیشتر مورد استفاده قرار می‌گیرد. به طور کلی به دلیل ویژگی‌های مکانیکی عالی، عایق صوتی بودن و داشتن قیمت مناسب و اقتصادی، استفاده از لوله‌های چدنی در ساختمان‌سازی و تاسیسات مکانیکی همچنان بسیار رایج و پرطرفدار است. البته باید در نظر داشت که در صورت آسیب دیدن یا ترک‌خوردگی این لوله‌ها، باید هرچه زودتر اقدامات لازم جهت ترمیم و تعویض قسمت آسیب‌دیده انجام شود.