چدن به آلیاژهایی از آهن، کربن و سیلیسیم گفته می‌شود که بخش اعظم آن (بیش از 95 درصد وزنی) از آهن، حدود 1/2 تا 2/6 درصد از کربن و حدود 1 تا 3 درصد از سیلیسیم تشکیل شده است. اگرچه فولاد نیز مانند چدن از طریق اضافه کردن کربن به آهن ایجاد می‌شود اما تفاوت اصلی آنها در میزان کربن موجود در آنهاست؛ به گونه‌ای که فولاد کمتر از دو درصد کربن دارد ولی کربن موجود در چدن بیش از دو درصد است.

دریچه‌های چدنی در طول سالیان گذشته همواره یکی از اولین گزینه‌ها برای پوشش دهانه‌های باز منهول به منظور جلوگیری از سقوط افراد به داخل این گودال‌ها بوده و برای انواع کاربردهای برق، مخابرات، آب و فاضلاب، گاز و کاربردهای شهری مورد استفاده قرار می‌گرفته است. محبوبیت  چدن‌ها ریشه در قابلیت ریخته‌گری شکل‌های مختلف با قیمت تمام شده مناسب و نیز استحکام نسبتا بالای آنها دارد.

دریچه‌های چدنی جزو قدیمی‌ترین و پر مصرف‌ترین دریچه‌های منهول هستند. امروزه اگرچه به دلیل پیشرفت علم و تکنولوژی ساخت مواد، دریچه‌هایی با جنس‌های متنوع و خصوصیات بهتر (مانند کامپوزیت، پلی اتیلن، کوپلیمر و نانوکامپوزیت) ساخته و روانه بازار شده‌اند اما هنوز هم دریچه‌های چدنی در کشور ما به طور گسترده استفاده می‌شوند.

کاربرد دریچه‌های چدنی

کاربرد اصلی دریچه‌های چدنی پوشاندن دهانه منهول‌ها و چاههای دسترسی به خطوط زیرزمینی است. با این کار علاوه بر اینکه از وقوع رخدادهایی نظیر سقوط افراد و وسایل نقلیه به درون منهول‌ها جلوگیری شده و رفت و آمد ایمن در سطح خیابان‌ها و پیاده‌راه‌ها قطع نمی‌شود، در زمان مورد نیاز برای بازدید تکنسین‌ها از تأسیسات زیرزمینی (مانند خطوط برق و مخابرات، گاز و آب و فاضلاب) می‌توان با برداشتن دریچه‌های چدنی، امکان دسترسی به این تأسیسات را فراهم کرده و تعمیرات لازم درصورت نیاز انجام شود.

از کاربردهای دیگر دریچه‌های چدنی، می‌توان به انتقال آب باران و رواناب‌های سطحی به سیستم‌های فاضلاب شهری اشاره کرد. امروزه به دلیل عدم طراحی سیستم‌های مناسب زهکشی و جمع‌آوری آبهای سطحی مشاهده می‌شود که در شهرها با وقوع کوچکترین بارندگی رگباری، دریاچه‌ای از آب در سطح خیابان‌ها ایجاد شده و موجب بروز ترافیک‌های چند ساعته برای شهروندان می‌گردد. به منظور حل این مشکل باید ضمن طراحی چاههای فاضلاب، سطح خیابان‌ها نیز با شیب بندی مناسب اجرا شوند تا رواناب سطحی به مسیرهای منتهی به سیستم‌های جمع‌آوری فاضلاب منتقل شده و سپس به داخل آنها بریزد. نقش دریچه‌های چدنی در اینجا، که به صورت دریچه‌های مشبک استفاده می‌شوند، پوشش دهانه منهول‌ فاضلاب در سطح خیابان و نیز هدایت رواناب سطحی از طریق سوراخ‌های تعبیه شده در آن به درون چاه است.

ابعاد دریچه‌های چدنی

دریچه‌های چدنی به دلیل کاربرد وسیعشان در صنایع مختلف و نیز قابلیت ریخته‌گری نسبتا آسان، در انواع ابعاد و اشکال (مربعی، مستطیلی و دایره‌ای) تولید و استفاده می‌شوند. از انواع پر کاربرد دریچه‌های چدنی مربعی می‌توان به دریچه‌هایی با طول ضلع 30، 40، 50، 60، 80 و 100 سانتی‌متر اشاره کرد. در نوع مستطیلی این دریچه‌ها، از ابعاد کوچک 30×20، 40×30، 50×40 و 60×50 سانتی‌متر (که به عنوان دریچه بازدید کنتور مورد استفاده قرار می‌گیرد) در بازار موجود است تا دریچه‌هایی با ابعاد 80×60، 100×80 و حتی بزرگتر. دریچه‌هایی دایره‌ای نیز که بر روی منهول‌ها در سطح شهر قرار می‌گیرند، بسته به قطر دهانه منهول در سایزهای مختلف تولید می‌شوند و از انواع پرکاربرد آن می‌توان به سایزهای 60، 80 و 100 سانتی‌متر اشاره نمود.

وزن و قیمت دریچه‌های چدنی

وزن و قیمت دریچه، از جمله مهمترین پارامترهایی هستند که به هنگام انتخاب دریچه‌های منهول باید به آنها توجه کرد. وزن دریچه‌ها نباید خیلی کم باشد؛ چراکه به راحتی امکان سرقت شدن دارد و نیز به دلیل عدم چفت شدگی مناسب با قاب زیرین خود، هنگام عبور وسایل نقلیه از روی آن تولید سر و صدا می‌نماید. همچنین وزن خیلی بالا هم از معایب دریچه‌ها محسوب شده و موجب دشواری حمل و نقل، نصب و باز کردن آنها خواهد شد.

به طور کلی وزن و قیمت دریچه‌ها مقدار ثابتی نداشته و تابع پارامترهایی نظیر جنس، شکل، ابعاد و بار قابل تحمل آنهاست. برای مثال یک دریچه چدنی دایره ای با قطر 80 سانتی‌متر که قرار است در نواحي صرفا استفاده شده توسط پياده‌ها و دوچرخه سوارها نصب شود، وزن و قیمت متفاوتی با دریچه چدنی مربعی به ضلع 50 سانتیمتر نصب شده در یک فرودگاه دارد. اما نکته ای که به طور کلی در مورد دریچه‌های چدنی صادق است، این است که این دریچه‌ها نسبت به سایر جنس‌های دریچه وزن بالایی دارند و این امر موجب زیاد بودن هزینه حمل و نصب شان می‌شود. در کنار وزن زیاد، بالاتر بودن قیمت این دریچه‌ها نسبت به اکثر نمونه‌های دیگر موجود در بازار، از معایب اصلی دریچه‌های چدنی محسوب شده و قابلیت رقابت با جنس‌های دیگر دریچه را از آنها می‌گیرد.

انواع دریچه منهول چدنی

در چدن‌ها بخش قابل توجهی از کربن، در هنگام انجماد آن آزاد شده و به صورت یک جزء اصلی مجزا در ریز ساختار شامل فاز پایدار گرافیت و فاز ناپایدار سمنتیت (کاربید آهن) ظاهر می‌شود. چگونگی تشکیل این کربن آزاد، شکل و نوع آن تعیین کننده نوع چدن بوده و ماهیت و خواص آن را مشخص می‌کند. بنابراین یکی از بهترین روش‌ها برای دسته‌بندی انواع چدن‌ها، تفکیک آنها بر اساس نوع کربن آزاد و شکل آن در ریز ساختار است. بر همین مبنا، چدن‌ها به دسته‌های زیر طبقه‌بندی می‌شوند:

  • چدن خاکستری: اگر کربن آزاد به صورت گرافیت ورقه‌ای رسوب کند، به آن چدن خاکستری (Gray Iron) می‌گویند.
  • چدن داکتایل: اگر کربن آزاد به صورت گرافیت کروی رسوب کند، به آن چدن داکتایل یا نشکن (Ductile Iron) می‌گویند.
  • چدن با گرافیت فشرده: اگر کربن آزاد به صورت گرافیت کِرمی شکل با پولک‌های کلفت رسوب کند، به آن چدن با گرافیت فشرده (Compacted Graphite Iron) می‌گویند.
  • چدن مالیبل: اگر کربن آزاد به صورت توده‌های برفکی شکل رسوب کند، به آن چدن مالیبل یا چکش‌خوار (Malleable Iron) می‌گویند.
  • چدن سفید: اگر کربن آزاد در ترکیب با آهن به صورت کاربید آهن (Fe3C) ظاهر شود، به آن چدن سفید (White Iron) می‌گویند.

هر کدام از انواع چدن نامبرده شده در بالا خواص و ویژگی‌های منحصر به فرد خودشان را دارند. اما دریچه‌های چدنی منهول غالبا از دو دسته چدن خاکستری و چدن داکتایل ساخته می‌شوند. دریچه‌های چدن داکتایل نسبت به چدن خاکستری مقاومت بالاتری دارند و همین امر سبب می‌شود که یک دریچه چدن خاکستری وزن بیشتری نسبت به دریچه چدنی داکتایل با همان ابعاد داشته باشد. سبکتر بودن دریچه‌های داکتایل موجب آسان‌تر بودن جابجایی و نصب آنها نیز می‌شود. همچنین تغییر طول و استحکام کششی بالاتر، از مزیت‌های دیگر دریچه‌های چدنی داکتایل نسبت به نوع خاکستری آن است. با وجود سنگین‌تر و شکننده‌تر بودن دریچه‌های چدن خاکستری، مشاهده می‌شود که در سطح شهرها همچنان از این دریچه‌ها استفاده می‌شود که علت این امر ارزان‌تر بودن آنها نسبت به دریچه‌های داکتایل است.

مزایای دریچه منهول چدنی

  • مقاومت بالا در برابر ضربه و فشار: دریچه‌های چدنی مقاومت بالایی در برابر ضربه و فشار دارند و همانطور که ذکر شد، این مقاومت در دریچه‌های چدن داکتایل بیشتر از چدن خاکستری است.
  • قابلیت تولید در هر 6 رده مقاومتی: دریچه‌های چدنی منهول را برای انواع کاربردهای مختلف می‌توان تولید کرد و در واقع یکی از مزایای این دریچه‌ها، قابلیت تولید آنها در هر 6 رده مقاومتی A15 تا F900 است.
  • استحکام کششی بالا: دریچه‌های چدنی داکتایل بر خلاف نوع خاکستری آن استحکام کششی بالایی دارند و این یک مزیت مهم برای آنها محسوب می‌شود.
  • قابل بازیافت بودن: مزیت دیگر دریچه‌های چدنی قابل بازیافت بودن آنهاست. به طور کلی قابل بازیافت بودن دریچه‌های منهول در عین حال که می‌تواند یک ویژگی خیلی مثبت محسوب شود، جزو معایب بزرگ آنها نیز هست. در واقع اگر از لحاظ زیست محیطی به قضیه نگاه کنیم، زمانی که دریچه‌ای قابل بازیافت باشد، صدمه‌ای به محیط زیست وارد نکرده و دوباره می‌تواند به چرخه طبیعت بازگردد. اما از منظر دیگر، قابل بازیافت بودن سبب می‌شود تا سارقان انگیزه کافی برای سرقت این دریچه‌ها را داشته باشند و متعاقب آن همه روزه شاهد وقوع حوادثی نظیر سقوط عابرین پیاده و یا موتورسواران به داخل منهول‌ها باشیم.
  • قابلیت پیدا شدن در صورت مدفون شدن: گاهی اوقات دریچه‌های منهول در زیر پوشش‌های راهسازی مدفون شده و پیدا کردن برخی از آنها (مانند دریچه‌های کامپوزیت و پلی اتیلن) خیلی دشوار و حتی غیر ممکن می‌شود. اما دریچه‌های چدنی به دلیل وجود آهن در ساختارشان به راحتی توسط دستگاه‌های فلزیاب پیدا می‌شوند.

معایب دریچه منهول چدنی

  • پتانسیل سرقت بالا: همانطور که ذکر شد، دریچه‌های چدنی به دلیل قابل بازیافت بودن‌شان همواره گزینه مناسبی برای سارقان هستند و حوادثی نظیر سقوط عابرین پیاده و وسایل نقلیه به درون چاه‌های منهول، جزو اتفاقات ناگواری است که در نتیجه این سرقت‌ها به وقوع می پیوندد.
  • زنگ زدگی و پوسیدگی در محیط‌های مرطوب: برای دریچه‌هایی که در تماس با مواد شیمیایی خورنده هستند، و یا دریچه‌های استفاده شده در محیط‌های مرطوب، مقاوم بودن در برابر خوردگی و پوسیدگی از جمله مزیت‌های مهم محسوب می‌شود. به دلیل جنس دریچه‌های چدنی، این ویژگی مطلوب از آنها صلب شده و فقط در صورتی می‌توان از این دریچه‌ها در محیط‌های مرطوب استفاده کرد که با پوشش‌های اپوکسی مناسب اندود شده باشند. در غیر این صورت خیلی سریع دچار زنگ زدگی و پوسیدگی  شده و مقاومت‌شان کاهش می‌یابد.
  • وزن زیاد و هزینه‌های بالای جابجایی و نصب: دریچه‌های منهول چدنی به نسبت اکثر قریب به اتفاق جنس‌های دیگر دریچه موجود در بازار، وزن سنگین‌تری دارند و این از معایب بزرگ برای این دریچه‌ها محسوب می‌شود؛ چراکه هم هزینه‌های حمل و جابجایی را افزایش می‌دهد و هم گاهی موجب آسیب دیدگی کارگران به هنگام نصب می‌شود. البته همانطور که قبل تر نیز ذکر شد، دریچه‌های چدن داکتایل وزن کمتری نسبت به چدن خاکستری دارند.
  • قیمت بیشتر نسبت به جنس‌های دیگر دریچه منهول
  • تولید صدا در هنگام عبور وسیله نقلیه
  • عدم قابلیت تولید در رنگ‌های مختلف

استانداردهای دریچه منهول چدنی

دریچه‌های منهول چدنی مطابق استانداردهای 14976 ایران (با عنوان “دریچه‌های آدم‌رو و آب‌گیر برای نواحی تردد وسایل نقلیه و پیاده‌رو”) و نیز EN 124 اروپا تولید می‌شوند. علاوه بر این دو استاندارد، برای تولید دریچه‌های چدن داکتایل از استاندارد ISO 1083 نیز استفاده می‌شود.