الفصل الثامن: مواد البناء للمختبرات الطبية الذكية

القسم 5 مواد المياه والكهرباء

يتميز استهلاك الطاقة في المختبرات الطبية بارتفاع كبير، ولذلك فإن مد الأسلاك والدوائر الكهربائية يكون معقدًا إلى حد ما.

تُعد الأسلاك والكابلات منتجات قضبان سلكية تُستخدم لنقل الطاقة الكهربائية (المغناطيسية) والمعلومات، وإجراء تحويل الطاقة الكهرومغناطيسية. بالمعنى الواسع، تُختصر الأسلاك والكابلات أيضًا إلى مصطلح «الكابلات»؛ أما بالمعنى الضيق، فيشير مصطلح الكابل إلى الكابل المعزول، الذي يمكن تعريفه على أنه مجموعة تتكون من الأجزاء التالية: نواة معزولة واحدة أو أكثر، بالإضافة إلى الطلاءات المحتملة لكل منها، وطبقة واقية شاملة، وغلاف خارجي؛ وقد يضم الكابل أيضًا موصلات إضافية غير معزولة.

حسب مجال التطبيق، يمكن تقسيمها إلى موصلات عارية، وأسلاك معزولة، وأسلاك مقاومة للحرارة، وأسلاك محمية، وكابلات طاقة، وكابلات تحكم، وكابلات اتصال، وكابلات تردد لاسلكي، وغيرها.

وحسب المادة المصنعة، يمكن تقسيمها إلى أسلاك معزولة بالبولي فينيل كلوريد، وأسلاك مرنة معزولة بالبولي فينيل كلوريد، وأسلاك مرنة معزولة بخليط بوتيريل البولي فينيل كلوريد، وأسلاك معزولة بالمطاط، وأسلاك نواة الألومنيوم المعزولة بالبلاستيك المخصصة للدفن المباشر تحت الأرض في القطاع الزراعي، وأسلاك مرنة منسوجة بخيوط قطنية معزولة بالمطاط، وأسلاك مغلفة بالنايلون معزولة بالبولي فينيل كلوريد، وأسلاك مرنة معزولة بالبولي فينيل كلوريد لشبكات الطاقة والإضاءة، وغيرها.

تتناسب صواني الكابلات مع أعمال المد العلوي لكابلات الطاقة وكابلات التحكم في الأماكن الداخلية والخارجية لدى المؤسسات الصناعية والتعدينية العادية، كما يمكن استخدامها في الأماكن الداخلية والخارجية من قبل جهات مثل قطاعات الاتصالات السلكية واللاسلكية، والراديو، والتلفزيون.

تُقسم منتجات الأسلاك والكابلات بشكل أساسي إلى الفئات الثلاث الكبرى التالية.

أ. الموصلات المعزولة

يُطلق على السلك الذي يتم فيه لف طبقة من المواد غير الموصلة —مثل الراتنج، والبلاستيك، والمطاط السيليكوني، والبولي فينيل كلوريد (PVC) وغيرها— بشكل موحد ومحكم حول السطح الخارجي للموصل لتشكيل طبقة عازلة تمنع الموصل من ملامسة المحيط الخارجي والتسبب في حوادث مثل التسرب الكهربائي، والدوائر القصيرة، والصدمات الكهربائية، اسم «الموصل المعزول»، كما هو موضح في الشكل 8-49.

تشمل الأسلاك الشائعة الاستخدام للمعدات الكهربائية الأسلاك البلاستيكية (مثل BV و BLV و BVR و BVVB و BLVVB وغيرها).

1. فيما يلي عدة أنواع شائعة الاستخدام من الموصلات المعزولة

1.1 تسميات طراز الموصل المعزول بالمطاط: BLX — سلك معزول بالمطاط ذو نواة ألومنيوم؛ BX — سلك معزول بالمطاط ذو نواة نحاسية.

1.2 تسميات طراز الموصلات المعزولة بالبولي فينيل كلوريد (الأسلاك البلاستيكية): BLV — سلك بلاستيكي ذو نواة ألومنيوم؛ BV — سلك بلاستيكي ذو نواة نحاسية.

1.3 تسميات طراز الكابلات المطاطية: YHC — كابل مغلف بالمطاط للخدمة الشاقة؛ NYHF — كابل سحب مغلف بالنيوبرين للاستخدام الزراعي.

تتوفر الموصلات المعزولة بالمطاط بنواة نحاسية أو نواة ألومنيوم، وبنسخ أحادية النواة، أو ثنائية النواة، أو متعددة النوى. وتُستخدم في التمديدات الكهربائية الداخلية، ولا يتجاوز جهد التشغيل فيها عمومًا 500 V.

2. تسميات الطراز والاستخدامات

2.1 يرمز الحرف R إلى السلك النحاسي المرن، والحرف V إلى العزل بالبولي فينيل كلوريد، والحرف S إلى الزوج الملتوي، والحرف B إلى النوع المسطح، والحرف P إلى الحماية الكهرومغناطيسية.

2.2 RV — سلك مرن أحادي النواة معزول بالبولي فينيل كلوريد، أقصى درجة حرارة تشغيل 65 ℃، وأدنى درجة حرارة تشغيل -15 ℃، جهد التشغيل: 250 V للتيار المتردد، و500 V للتيار المستمر؛ ويُستخدم كتمديد داخلي للأجهزة والمعدات.

2.3 RVB: سلك مرن مجدول موازٍ (مسطح)، يشبه سلك الهاتف العاري الشائع الاستخدام في المنازل، باستثناء أن نوىه السلكية مماثلة لنوى أسلاك RVV؛ يتم لف السلكين النواة بشكل موازٍ داخل غلاف واحد، وعادة ما يضم كل غلاف نوتين سلكيتين. 2.4 RVS: سلك مرن مجدول ملتوي في أزواج، يُصنع ببساطة عن طريق فصل النوى المرنة لسلك RVB ولفها معًا في أزواج، وعادة ما يتم لف سلكين معًا.

2.5 RVSP: سلك محمي ذو أزواج ملتوية.

2.6 RVVB: سلك مرن مغلف بالبولي فينيل كلوريد (نوع مسطح)، يخضع للمعيار GB/T 5023.5-2008/IEC 60227-5:2003. 2.7 RVV: سلك مرن مجدول، أي أن الأسلاك النواة تتكون من عدة خيوط من الأسلاك النحاسية. يُعد سلك RVV الكابل الأكثر استخداماً في أنظمة التيار الضعيف؛ وعدد أسلاكه النواة غير ثابت—فقد يكون سلكاً واحداً أو عدة أسلاك—كما يوجد غمد في الخارج. ومع ذلك، لا توجد متطلبات خاصة لترتيب الأسلاك النواة.

2.8 RVVP: كابل مرن مغمد بالبولي فينيل كلوريد ومُدَرَّع ومعزل بالبولي فينيل كلوريد بنواة نحاسية، ويُسمى أيضاً الكابل المرن المضاد للتداخل المخصص للتوصيلات الكهربائية، بجهد مقنن 250 فولت/450 فولت.

2.9 BVVR هو سلك مرن معزل ومغمد بالبولي فينيل كلوريد بنواة نحاسية ويمتلك طبقة واقية خارجية؛ أما BVR فهو سلك مرن معزل بالبولي فينيل كلوريد بنواة نحاسية يمتلك طبقة عازلة فقط ولا يحتوي على طبقة واقية خارجية. يُشار إلى السلك المعروف باسم السلك مزدوج البلاستيك إلى سلسلة BVV—حيث يشير الحرف V الأول إلى عزل البولي فينيل كلوريد، ويشير الحرف V الثاني إلى غمد البولي فينيل كلوريد—بينما تشير سلسلة BV إلى الأسلاك أحادية البلاستيك.

الشكل 8-49 موصل معزول

ثانياً. كابلات الطاقة

السمة الرئيسية لهذه الفئة من المنتجات هي أنه يتم بثق (لف) طبقة عازلة خارج الموصل، كما في الكابلات الهوائية المعزولة، أو يتم لف عدة نوى معاً (تتوافق مع سلك الطور، والسلك المحايد، والسلك الأرضي لنظام الطاقة)، كما في الكابلات الهوائية المعزولة ذات النوى الأكثر من اثنتين، أو تتم إضافة طبقة غمد، كما في الأسلاك والكابلات المغمدة بالبلاستيك/المطاط. تشمل تقنيات التصنيع الرئيسية السحب، والجدل، وبثق (لف) العزل، وتجميع النوى، والتسليح، وبثق الطبقة الواقية؛ وتختلف مجموعات خطوات العملية إلى حد ما بين مختلف المنتجات. تُستخدم المنتجات بشكل أساسي لنقل الطاقة الكهربائية للتيار القوي في خطوط توليد الطاقة، والتوزيع، والنقل، والتحويل، والإمداد، حيث تمر بها تيارات كبيرة (من عدة عشرات من الأمبيرات إلى عدة آلاف من الأمبيرات) وجهود عالية (من 220 فولت إلى 500 كيلوفولت وأعلى).

1. التصنيف حسب فئة الجهد

تنقسم حسب فئة الجهد إلى كابلات الطاقة ذات الجهد المتوسط والمنخفض (35 كيلوفولت وأقل)، وكابلات الجهد العالي (أكثر من 110 كيلوفولت)، وكابلات الجهد العالي جداً (275-800 كيلوفولت)، وكابلات الجهد الفائق (1000 كيلوفولت وأعلى). بالإضافة إلى ذلك، يمكن تقسيمها حسب نوع التيار إلى كابلات التيار المتردد وكابلات التيار المستمر.

2. التصنيف حسب مادة العزل

2.1 كابلات الطاقة المعزولة بالورق المشبع بالزيت: هي كابلات طاقة معزولة بالورق المشبع بالزيت. وتمتلك أطول تاريخ تطبيق. فهي آمنة وموثوقة، وذات عمر خدمة طويل، ورخيصة الثمن. ويكمن عيبها الرئيسي في أن التمديد مقيد بفرق الارتفاع. ومنذ تطوير عزل الورق المشبع غير المنضح، تم حل مشكلة قيد فرق الارتفاع، مما سمح لكابلات الورق المشبع بالزيت بالاستمرار في الاستخدام على نطاق واسع.

2.2 كابلات الطاقة المعزولة بالبلاستيك: هي كابلات طاقة تكون طبقتها العازلة عبارة عن بلاستيك مبثوق. تشمل المواد البلاستيكية الشائعة الاستخدام البولي فينيل كلوريد، والبولي إيثيلين، والبولي إيثيلين المتشابك. تتميز الكابلات البلاستيكية ببنية بسيطة، وسهولة التصنيع والمعالجة، وخفة الوزن، وسهولة التمديد والتركيب، كما أنها لا تخضع لقيود فرق ارتفاع التمديد. لذلك تُستخدم على نطاق واسع في كابلات الجهد المتوسط والمنخفض، وتُظهر اتجاهاً نحو تحل محل كابلات الورق الزيتي المشبع اللزج. ويكمن أكبر عيب لها في وجود ظاهرة الانهيار الشجيري، التي تحد من استخدامها في جهود أعلى.

2.3 كابلات الطاقة المعزولة بالمطاط: تتكون الطبقة العازلة من مطاط ممزوج بمختلف عوامل التركيب؛ وبعد العجن الشامل، يتم بثقه على نواة السلك الموصل وتشكيله عن طريق التسخين والفلكنة. وهو ناعم ومرن، ويناسب المناسبات التي تتضمن حركة متكررة وأنصاف أقطار انحناء تمديد صغيرة. تشتمل مركبات المطاط الشائعة الاستخدام في العزل على خلطات المطاط الطبيعي - مطاط ستيرين بوتادين، ومطاط الإيثيلين بروبيلين، ومطاط البوتيل، وغير ذلك.

3. التصنيف حسب فئة الجهد الكهربائي

3.1 الكابلات منخفضة الجهد: مناسبة للتمديد الثابت في خطوط نقل وتوزيع الطاقة الكهربائية ذات التيار المتردد بتردد 50 هرتز والجهد المقنن 3 كيلوفولت وأقل، وذلك لغرض نقل الطاقة الكهربائية.

3.2 الكابلات متوسطة ومنخفضة الجهد (بشكل عام 35 كيلوفولت وأقل): الكابلات المعزولة ببولي فينيل كلوريد، والكابلات المعزولة بالبولي إيثيلين، والكابلات المعزولة بالبولي إيثيلين المتقاطع الارتباط، وغير ذلك.

الشكل 8-50 كابل طاقة

3.3 الكابلات عالية الجهد (بشكل عام 110 كيلوفولت وأعلى): كابلات البولي إيثيلين والكابلات المعزولة بالبولي إيثيلين المتقاطع الارتباط، وغير ذلك.

3.4 الكابلات ذات الجهد الفائق الارتفاع (275–800 كيلوفولت).

3.5 الكابلات ذات الجهد الفائق العلو (1000 كيلوفولت وأعلى).

III. الأسلاك والكابلات المخصصة للمعدات الكهربائية

الخصائص الرئيسية لهذه الفئة من المنتجات هي: تنوع كبير في الأنواع والمواصفات، ونطاق تطبيق واسع، ويكون جهد التشغيل في الغالب عند 1 كيلوفولت وأقل؛ وفي المناسبات الخاصة، يتم اشتقاق منتجات جديدة باستمرار، مثل الكابلات المقاومة للحريق، والكابلات المثبطة للهب، والكابلات منخفضة الدخان خالية الهالوجين / منخفضة الدخان منخفضة الهالوجين، والكابلات المقاومة للنمل الأبيض والفئران، والكابلات المقاومة للزيت والبرودة والحرارة والتآكل، والكابلات الطبية والزراعية والتعدينية، والأسلاك رفيعة الجدار.

تنشأ المنتجات المشتقة الجديدة للأسلاك والكابلات بشكل أساسي تلبية لمتطلبات مناسبات التطبيق المختلفة والاحتياجات التشغيلية، وراحة استخدام المعدات، وخفض تكلفة التجهيز، وذلك من خلال اعتماد مواد جديدة أو خاصة، أو تغيير هيكل المنتج، أو رفع متطلبات العمليات التصنيعية، أو دمج منتجات من أصناف مختلفة، كما هو موضح في الشكل 8-51.

اعتماد مواد مختلفة، مثل الكابلات المثبطة للهب، والكابلات منخفضة الدخان خالية الهالوجين ومنخفضة الدخان منخفضة الهالوجين، والكابلات المقاومة للنمل الأبيض والفئران، والكابلات المقاومة للزيت والبرودة والحرارة، وغير ذلك؛

تغيير هيكل المنتج، كما هو الحال في الكابلات المقاومة للحريق، وغير ذلك؛

رفع متطلبات العمليات التصنيعية، كما هو الحال في الكابلات الطبية، وغير ذلك؛

منتجات مدمجة، مثل كابلات OPGW، وغير ذلك؛

راحة التركيب وخفض تكلفة التجهيز، مثل الكابلات الفرعية مسبقة الصنع، وغير ذلك.

تشتمل كابلات الطاقة الشائعة على كابلات الطاقة البلاستيكية (تضم أربعة أنواع: VV، VLV، VV22، VLV22) والكابلات المعزولة بالبولي إيثيلين المتقاطع الارتباط عالية ومتوسطة ومنخفضة الجهد (تضم أربعة أنواع: YJV، YJLV، JYV22، YJLV22، بفئات جهد 0.6/1 كيلوفولت، 8.7/10 كيلوفولت، 26/35 كيلوفولت، 66/110 كيلوفولت، وغير ذلك). المزايا: مقطع عرضي كبير، وتدعم نقل الطاقة الكهربائية عالية الجهد وفائقة الارتفاع لمسافات طويلة.

الشكل 8-51 كابل للمعدات الكهربائية

وفقًا للأحكام ذات الصلة في الكود الوطني للتصميم الكهربائي للمباني المدنية وغيره من اللوائح التنظيمية، يجب تمرير جميع الأسلاك الكهربائية عبر أنابيب واقية؛ والنوعان من الأنابيب الواقية الشائعة الاستخدام حاليًا هما كالتالي.

IV. الأنابيب الواقية من بولي فينيل كلوريد (PVC)

اسمها الكامل هو “أنبوب كهربائي عازل للاستخدام في المباني”، ومعيار التنفيذ المعتمد لها هو JG 3050-1998. ببساطة، إنه نوع من الأنابيب البلاستيكية الصلبة البيضاء المصنوعة من مادة PVC، وهو أنبوب مقاوم للتآكل والتسرب يُستخدم لتمرير الأسلاك الكهربائية. تُستخدم الأنابيب المموجة من البولي إيثيلين (PE) الآن بشكل شائع كـ “أنابيب كهربائية واقية”؛ فهي ذات جودة جيدة وسعر منخفض، ومظهر جذاب وسهلة الاستخدام.

إذا تم الالتزام بالمتطلبات الوطنية بدقة، فيجب استخدام الأنابيب الواقية من الفولاذ الكربوني. ومع ذلك، ستكون التكلفة مرتفعة جدًا في تلك الحالة. لذلك، في المشاريع الفعلية، تعتمد أعمال التشطيبات الداخلية في الغالب على الأنابيب الواقية من PVC؛ وهذا يوفر التكاليف من ناحية، ومن ناحية أخرى، فإن الأنابيب الواقية من PVC سهلة نسبيًا في أعمال التركيب والبناء، كما هو موضح في الشكل 8-52.

الشكل 8-52 أنبوب واقي من PVC

V. الأنابيب الواقية من الفولاذ الكربوني

أنبوب واقي للأسلاك والكابلات يُصنع من أنابيب فولاذية ملحومة بمادة Q235، وعادة ما يكون منتجاً بنصف قطر انحناء R=6D. كلما زادت قيمة R، كان الانحناء أكثر سلاسة، وأصبح سحب الأسلاك عبر الأنبوب أسهل أثناء عملية إدخال الأسلاك. عند توصيل الأنبوب الفولاذي الكربوني بأنبوب مستقيم، يحمي كم الاقتران الوصلة، ثم يتم ربط الأنبوب والمواسير باللحام؛ والهدف من ذلك هو حماية الوصلة من التلف الناتج عن اللحام الكهربائي، وبالتالي حماية الأسلاك والكابلات الموجودة بداخلها. تتراوح المواصفات الشائعة له بين DN20–DN150. يُستخدم في البيئات الداخلية العادية، وفي الأماكن ذات درجة الحرارة المرتفعة والغبار الكثيف والاهتزاز وخطر الحرائق. كما يمكن استخدامه في الأماكن الرطبة. ويُمنع استخدامه في الأماكن الرطبة بشكل خاص، أو الأماكن المعرضة للتآكل بالأحماض أو القلويات أو الأملاح، أو الأماكن ذات خطر الانفجار. تتراوح درجة حرارة البيئة التشغيلية له بين -15 ℃ و+40 ℃. يتميز الأنبوب بخواص ميكانيكية ممتازة ومقاومة عالية للتآكل والضغط، حيث يتجاوز ضغط التشغيل له 2.5 MPa. سطح الأنبوب أملس، ومقاومته لتدفق السوائل منخفضة، ولا يتكون عليه رواسب كلسية، كما أنه لا يميل إلى تكاثر الكائنات الحية الدقيقة بداخله. معامل التمدد الحراري له صغير، ولا يتعرض للانكماش أو التشوه. يعتمد على طريقة التركيب والتوصيل التقليدية. تحل طبقة الطلاء البلاستيكي الإيبوكسي للأنبوب بشكل أكثر فعالية مشكلة تآكل الخطوط المعدنية الناتجة عن نقل المياه والدفن تحت الأرض والتعرض للأحماض والقلويات والأملاح، ويمكن أن يصل عمر الخدمة له إلى أكثر من 50 عاماً، كما هو موضح في الشكل 8-53.

الشكل 8-53 أنبوب فولاذي كربوني

سادساً: أنابيب إمداد المياه

في أعمال تشطيبات المختبرات الطبية، تُصنف أنظمة إمداد المياه والصرف الصحي للمختبر ضمن الأعمال المخفية الداخلية، وتشغل جزءاً هاماً من المشروع بأكمله؛ علاوة على ذلك، تتطلب هذه الأنظمة جودة تنفيذ عالية، لأن حدوث أي مشكلة فيها قد يؤدي إلى سلسلة كاملة من أعمال إعادة التنفيذ والإصلاح. لذلك، يتم التركيز بشكل خاص على متطلبات مواد أنظمة إمداد المياه والصرف الصحي.

1. أنبوب PVC-U

يُعرف UPVC أيضاً باسم PVC الصلب أو PVCU، ويتكون من راتين لدن حراري غير متبلور يُنتج عن طريق بلمرة مونومرات كلوريد الفينيل مع مجموعة من الإضافات (مثل المثبتات والمزلقات والمواد المالئة وغيرها). إلى جانب استخدام الإضافات، يتم أيضاً اتباع طريقة الخلط والتعديل مع أنواع أخرى من الراتينات لمنحه قيمة تطبيقية واضحة. وتشمل هذه الراتينات كل من CPVC وPE وABS وEVA وMBS وغيرها. يتميز UPVC بلزوجة ذوبان عالية وقابلية تدفق ضعيفة؛ وحتى مع رفع ضغط الحقن ودرجة حرارة الذوبان، لا يحدث تغير كبير في قابلية التدفق. بالإضافة إلى ذلك، تقترب درجة حرارة قولبة الراتين بشكل كبير من درجة حرارة تحلله الحراري، كما أن نطاق درجات الحرارة التي يمكن إجراء القولبة فيه ضيق للغاية، مما يجعله مادة يصعب قولبتها. في أعمال تشطيبات المختبرات الطبية، يمكن استخدام أنابيب PVC-U كمواسير لمياه الصنبور، كما هو موضح في الشكل 8-54.

الشكل 8-54 أنبوب PVC-U

خواص أنابيب PVC-U:

1.1 وزن خفيف، وسهولة في النقل والتحميل والتفريغ

تتميز مادة أنابيب PVC-U بخفة وزنها الشديدة، مما يسهل عمليات النقل والتركيب، ويوفر في العمالة.

1.2 مقاومة كيميائية ممتازة

تتمتع أنابيب PVC-U بمقاومة فائقة للأحماض والقلويات والتآكل، وهي مناسبة جداً للاستخدام في الصناعة الكيميائية.

1.3 مقاومة منخفضة للسوائل

يكون سطح جدار أنبوب PVC-U أملساً ويوفر مقاومة قليلة لتدفق السوائل؛ حيث يبلغ معامل خشونته 0.009 فقط، وهو أقل من معامل خشونة مواد الأنابيب الأخرى، لذلك يمكن تقليل قطر الأنبوب عند نفس معدل التدفق.

1.4 قوة ميكانيكية عالية

تتمتع أنابيب PVC-U بمقاومة ممتازة للضغط الهيدروستاتيكي والضغط الخارجي والصدمات، وهي مناسبة لأعمال خطوط الأنابيب في جميع أنواع الظروف.

2. أنبوب PP-R

أنابيب PP-R (البولي بروبيلين العشوائي) تُعرف أيضًا باسم أنابيب البولي بروبيلين من النوع الثالث، أو أنابيب البولي بروبيلين المشترك العشوائي، أو أنابيب PPR. تُصنع أنابيب PP-R من البولي بروبيلين المشترك العشوائي عن طريق البثق لتكوين مادة الأنابيب، والقولبة بالحقن لتكوين وصلات الأنابيب.

بالمقارنة مع الأنابيب التقليدية مثل أنابيب الحديد الزهر، وأنابيب الفولاذ المجلفن، والأنابيب الأسمنتية، تتمتع مادة أنابيب PPR بمزايا توفير الطاقة والمواد، والحماية البيئية، والوزن الخفيف والقوة العالية، ومقاومة التآكل، والجدران الداخلية الملساء التي لا تتكون عليها رواسب، وسهولة التركيب والصيانة، وعمر الخدمة الطويل. تُستخدم على نطاق واسع في إمدادات المياه والصرف الصحي للمباني، وإمدادات المياه والصرف الصحي في المناطق الحضرية والريفية، والغاز الحضري، وتغليف كابلات الطاقة والكابلات الضوئية، ونقل السوائل الصناعية، كما هو موضح في الشكل 8-55.

الشكل 8-55 أنبوب PPR

3. أنابيب المياه الفولاذية المقاومة للصدأ

في المختبر، تحتاج عدة مجموعات من الغرف إلى استخدام المياه النقية. في الوقت الحالي، تراعي العديد من المختبرات توفير التكاليف، لذا تستبدل في الغالب أنابيب PPR بأنابيب المياه النقية أثناء أعمال التركيب؛ ولكن بالمعنى الدقيق، فإن هذا لا يفي بالمعايير - وفقًا للمواصفات الوطنية ذات الصلة، يجب استخدام أنابيب المياه الفولاذية المقاومة للصدأ كقنوات لنقل المياه النقية. تُعد أنابيب المياه الفولاذية المقاومة للصدأ أفضل مادة أنابيب لنقل مياه الشرب المباشرة. تتميز بمعدل تسرب مياه منخفض، مما يمكن من توفير موارد المياه الثمينة. بالنسبة لأنابيب إمدادات المياه، فإن اختيار الأنابيب الفولاذية المقاومة للصدأ هو الأكثر فائدة للصحة. في اختبارات الغمر في المياه، تلبي جميع المؤشرات متطلبات المعايير الوطنية لمياه الشرب ذات الصلة. يتميز الجدار الداخلي للأنبوب الفولاذي المقاوم للصدأ بالنعومة؛ فمع الاستخدام طويل الأمد لا تتراكم عليه الرواسب، ولا يتلوث بسهولة بالبكتيريا، لذلك لا داعي للقلق من تأثر جودة المياه، ويمكن القضاء على التلوث الثانوي للمياه. تمنح طبقة الأكسيد الرقيقة والكثيفة الغنية بالكروم الموجودة على سطح الفولاذ المقاوم للصدأ أنابيب المياه الفولاذية المقاومة للصدأ مقاومة جيدة للتآكل في جميع أنواع جودة المياه، بما في ذلك المياه الناعمة؛ وحتى عند دفنها تحت الأرض، تتمتع بمقاومة ممتازة للتآكل. تُظهر بيانات اختبارات التآكل الميداني أن عمر الخدمة لأنابيب المياه الفولاذية المقاومة للصدأ يمكن أن يصل إلى 100 عام، مع عدم الحاجة إلى الصيانة تقريبًا خلال دورة حياتها، مما يتجنب نفقات ومتاعب استبدال الأنابيب، كما أن تكلفة الاستخدام الشاملة منخفضة. تستخدم جميع المواد الخام الدرجات 304 و 304L و 316 و 316L، وجميعها تلبي متطلبات المعيار JIS4305. تتميز الدرجات المذكورة أعلاه بأداء مستقر، وقوة عالية، ومعامل تمدد حراري منخفض، كما هو موضح في الشكل 8-56.

الشكل 8-56 أنابيب المياه الفولاذية المقاومة للصدأ

سابعًا. أنابيب الصرف الصحي

1. أنابيب الصرف الصحي من مادة PVC

في أعمال إنشاء المختبرات، تستخدم أنابيب PVC في الصرف الصحي لغالبية المشاريع العظمى. PVC هي اختصار لـ Polyvinylchlorid (كلوريد البولي فينيل)؛ ومكونها الرئيسي هو كلوريد البولي فينيل، وهي مادة تُضاف إليها مكونات أخرى لتحسين مقاومتها للحرارة، ومتانتها، ولدونتها. الطبقة العلوية من هذا الغشاء السطحي هي الورنيش، والمكون الرئيسي في المنتصف هو كلوريد البولي فينيل، والطبقة السفلية هي مادة لاصقة مطلية على الجانب الخلفي. يكتمل إنتاج الأنابيب والوصلات من خلال عمليات مثل التبريد، والمعالجة، والتشكيل، والفحص، والتغليف.

إنها مادة اصطناعية تحظى بتقدير كبير، وشعبية واسعة، وتُستخدم على نطاق واسع في العالم اليوم. يحتل استهلاكها العالمي المرتبة الثانية بين مختلف المواد الاصطناعية.

الشكل 8-57 أنابيب الصرف الصحي من مادة PVC

المواصفات التقليدية لأنابيب الصرف الصحي PVC الشائعة الاستخدام هي كالتالي: تبلغ الأقطار الخارجية الاسمية 32 مم، و40 مم، و50 مم، و75 مم، و90 مم، و110 مم، و125 مم، و160 مم، و180 مم، و200 مم، و250 مم، و315 مم، و400 مم، و500 مم، و630 مم، وغيرها على التوالي. يبلغ طول أنابيب PVC-U بشكل عام 4 أمتار أو 6 أمتار، ويتم تحديد الأطوال الأخرى بالتفاوض بين المورد والمشتري، كما هو موضح في الشكل 8-57.

2. أنابيب حديد الدكتايل

أثناء أعمال إنشاء المختبرات، قد تطلب جهة التنفيذ بشكل خاص من جهة البناء بالوكالة استخدام أنابيب الحديد الدكتايل لأنابيب الصرف الصحي. تتميز أنابيب الحديد الدكتايل بجوهر الحديد وأداء الفولاذ، ومن هنا جاءت تسميتها. يوجد الجرافيت في هذا النوع من الأنابيب بشكل كروي، ويندرج حجم الجرافيت بشكل عام ضمن الدرجات من 6 إلى 7. من حيث الجودة، يُشترط التحكم في درجة كركبة أنابيب الحديد الزهر ضمن الدرجات من 1 إلى 3، مع نسبة كركبة لا تقل عن 80%؛ ونتيجة لذلك، تتحسن الخواص الميكانيكية للمادة نفسها بشكل جيد، مما يمنحها جوهر الحديد وأداء الفولاذ. بعد عملية التلدين، تتكون البنية الميتالوغرافية لأنابيب الحديد الدكتايل من الفريت بالإضافة إلى كمية قليلة من البرليت، وتتميز بخواص ميكانيكية جيدة، لذلك تُعرف أيضاً باسم الأنابيب الفولاذية من الحديد الزهر. تُعد أنابيب الحديد الدكتايل نوعاً من أنابيب الحديد الزهر، وتتميز بأداء ممتاز في مقاومة التآكل، ولدونة جيدة، وتأثير إحكام إغلاق جيد، وبساطة في التركيب، وتُستخدم بشكل أساسي في إمدادات المياه البلدية، ونقل الغاز، ونقل النفط، وغير ذلك من الاستخدامات في المؤسسات الصناعية والتعدينية.

تتوزع كمية معينة من الجرافيت الكروي على مصفوفة من الفريت والبرليت؛ واعتماداً على القطر الاسمي والمتطلبات المختلفة للاستطالة، تختلف نسب الفريت والبرليت في بنية المصفوفة — حيث لا تتجاوز نسبة البرليت للأقطار الصغيرة بشكل عام 20%، بينما تُضبط للأقطار الكبيرة بشكل عام عند حوالي 25%، كما هو موضح في الشكل 8-58.

الشكل 8-58 أنبوب الحديد الدكتايل