لوله ارت گالوانیزه و فولاد ضدزنگ (الکترود لوله‌ای چاه ارت)

سایز لوله ارت: ابعاد، جنس، وزن و کد سفارش

اندازه‌ها به میلی‌متر است. L طول لوله است که در چاه ایستاده قرار می‌گیرد. زبانهٔ اتصال، تسمه‌ای ۲۰۰ × ۴۰ × ۱۰ میلی‌متری با دو سوراخ ۱۲ میلی‌متری است که مماس بر دیوارهٔ بیرونی سر بالایی لوله و با ۵۰ میلی‌متر هم‌پوشانی روی آن جوش می‌شود و از دهانهٔ باز و گرد لوله جلوتر می‌آید. وزن‌ها از ابعاد نقشه و چگالی فولاد به دست آمده‌اند (۷٫۸۵ گرم بر سانتی‌متر مکعب برای لولهٔ گالوانیزه، ۷٫۹۰ برای فولاد ضدزنگ ⁦304L⁩ و ۸٫۰۰ برای فولاد ضدزنگ ⁦316⁩)؛ وزن زبانه را هم در بر دارند و وزن لولهٔ گالوانیزه روکش روی را هم. محصولات ما پیوسته بهبود می‌یابند و ابعاد برخی از آن‌ها ممکن است به‌روز شود؛ پیش از خرید، ابعاد نهایی را از کارشناسان ما استعلام کنید.

نقشهٔ ابعادی لولهٔ ارت گالوانیزه

دانلود نقشهٔ ابعادی (PDF)

نمای انفجاری: لوله، زبانه و جوش

دانلود نمای انفجاری (PDF)

جنس و ساخت: گالوانیزهٔ گرم پس از جوشکاری، و فولاد ضدزنگ

لولهٔ ارت گالوانیزهٔ گروه کالوت یک لولهٔ فولادی ۳ اینچ با دیوارهٔ ۴ میلی‌متری است. روی دیوارهٔ بیرونی سر بالایی لوله، زبانهٔ اتصالی از تسمهٔ فولادی ۲۰۰ × ۴۰ × ۱۰ میلی‌متری مماس بر لوله جوش شده است: زبانه با ۵۰ میلی‌متر هم‌پوشانی روی لوله می‌نشیند، دور هم‌پوشانی جوش می‌شود و بقیهٔ زبانه از دهانهٔ باز و گرد لوله جلوتر می‌آید. دو سوراخ ۱۲ میلی‌متری زبانه جای کابلشوی مسی دوسوراخه است. لوله پس از ماشین‌کاری و جوشکاری گالوانیزهٔ گرم می‌شود؛ برای همین لوله، زبانه و جوش همه زیر روکش روی‌اند و روکش روی دست‌کم ۶۱۰ گرم بر متر مربع، برابر ۸۵ میکرون است. سر پایینی لوله باز است. لولهٔ ارت را از فولاد ضدزنگ ⁦304L⁩ و ⁦316⁩ هم، با همان اندازهٔ اسمی ۳ اینچ و قطر بیرونی ۸۳ میلی‌متر، با دیوارهٔ ۳ میلی‌متری و در طول‌های ۳ و ۶ متر عرضه می‌کنیم.

کاربردهای لولهٔ ارت

• ساختمان‌های مسکونی، تجاری و اداری: چاه ارت ساختمان با لوله ارت، برای تأسیسات برق و سیستم حفاظت در برابر صاعقه، با دریچهٔ ارت قابل بازدید کنار ساختمان.
• کارخانه‌ها و کارگاه‌های صنعتی: الکترود زمین تابلوهای اصلی، ماشین‌آلات و تجهیزات، در کنار شبکهٔ هم‌بندی کارخانه.
• زمین خشک با لایهٔ نمناک عمیق: لایهٔ بالایی خاک در تابستان خشک می‌شود؛ لوله و ستون ⁦GIM⁩ در چاه دست‌کم ۶ متری به لایهٔ نمناک می‌رسند.
• جایی که کوبیدن میلهٔ ارت تا لایهٔ نمناک عمیق شدنی نیست: لایه‌های شنی یا ریزشی در عمق، کوبیدن میلهٔ ارت را دشوار می‌کنند؛ چاه با ابزار حفاری تا لایهٔ نمناک کنده می‌شود و لوله در آن قرار می‌گیرد.
• سیستم حفاظت در برابر صاعقه: الکترود زمین هادی‌های نزولی، کنار الکترودهای دیگری که طرح سیستم حفاظت خواسته است.
• محوطه‌های کوچک با لایهٔ نمناک عمیق: یک چاه ارت لوله‌ای جای کمی می‌گیرد و الکترود را به‌جای چند میلهٔ ارت موازی، در یک نقطه تا عمق می‌برد.
• پروژه‌هایی که طرحشان چاه ارت عمیق می‌خواهد: مشخصات فنی این پروژه‌ها چاه ارت عمیق با الکترود لوله‌ای و مادهٔ کاهندهٔ مقاومت در ته چاه را خواسته است.

شماتیک اجرای چاه ارت لوله‌ای با GIM و دریچهٔ ارت

دانلود شماتیک اجرایی (PDF)

اتصال هادی به زبانهٔ لولهٔ ارت؛ روش اصلی و روش دوم

دانلود حالت‌های اتصال (PDF)

روش اجرای چاه ارت با لوله گالوانیزه

1. جای چاه ارت را انتخاب کنید: خاکی که رطوبت خود را نگه می‌دارد و از زباله، کود و مواد شیمیایی دور است. مسیر تأسیسات زیرزمینی را مشخص کنید؛ اگر مقاومت ویژهٔ خاک را می‌دانید، طرح چاه را بر پایهٔ آن انتخاب کنید؛ اگر نمی‌دانید، پیش از طرح آن را اندازه بگیرید (اندازه‌گیری مقاومت ویژهٔ خاک). چاه را با قطر ۴۰ تا ۶۰ سانتی‌متر، برای نمونه ۵۰ سانتی‌متر، و دست‌کم ۶ متر عمق حفر کنید تا به لایهٔ نمناک برسد؛ چاهی که با دست کنده می‌شود دست‌کم ۴۰ تا ۵۰ سانتی‌متر قطر دارد و چاه باریک‌تر را با دستگاه حفاری می‌کنند. برای لولهٔ ۶ متری، عمق چاه برابر طول لوله به‌اضافهٔ بستر ⁦GIM⁩ زیر آن و جای دریچه است، یعنی از ۶ متر بیشتر و برای نمونه حدود ۶٫۵ متر.
2. مخلوط ⁦GIM⁩ را آماده کنید: هر کیسه ⁦GIM⁩ را با ۸ لیتر آب تمیز و ۲ کیلوگرم سیمان مخلوط کنید، همان‌طور که در راهنمای اجرای GIM آمده است. مادهٔ دیگری به آن نیفزایید و نگذارید خاک، تکهٔ کیسه یا پلاستیک وارد مخلوط شود.
3. لایه‌ای از مخلوط ⁦GIM⁩ با بلندی دست‌کم ۱۰ سانتی‌متر در کف چاه بریزید تا سر پایینی لوله دست‌کم ۱۰ سانتی‌متر بالاتر از کف چاه و درون ⁦GIM⁩ بنشیند.
4. لوله را ایستاده و در مرکز چاه، با زبانه رو به بالا، روی بستر ⁦GIM⁩ بگذارید و با یک قطعهٔ عرضی روی دهانهٔ چاه، در مرکز و قائم نگه دارید.
5. مخلوط ⁦GIM⁩ را دور لوله بریزید: برای لولهٔ ۶ متری تا ۳ تا ۴ متر از کف چاه، و در روش دوم با لولهٔ ۳ متری، روی همهٔ لوله و تا ۱۵ سانتی‌متر بالای سر بالایی آن. چاه ۵۰ سانتی‌متری برای ۳ متر ⁦GIM⁩ به ۳۲ کیسه، برای ۳٫۲۵ متر به ۳۴ کیسه، برای ۳٫۵ متر به ۳۷ کیسه و برای ۴ متر به ۴۲ کیسه نیاز دارد؛ برای قطرها و بلندی‌های دیگر، محاسبه‌گر مصرف GIM را ببینید. اگر بخواهید، هنگام ریختن مخلوط می‌توانید یک لولهٔ پی‌وی‌سی شیاردار هم کنار لوله تا درون دریچه بگذارید تا چاه را گاه‌به‌گاه آب بدهید و نمناک نگه دارید؛ این کار اختیاری است و بیشتر در چاه‌های صفحه‌ای به کار می‌رود.
6. بقیهٔ چاه را با خاک سرندشده و خاک رس، لایه‌به‌لایه و همراه آب، تا تراز کف دریچهٔ ارت پر و کوبیده کنید؛ سر بالایی لوله درست زیر این تراز می‌ماند و بالای زبانه از خاک بیرون است.
7. دریچهٔ ارت بتنی یا دریچهٔ ارت پلی‌اتیلن را روی سر بالایی لوله بگذارید و دور آن بتن بریزید؛ بالای زبانهٔ لوله در کف باز دریچه است و از درون دریچه در دسترس است. سیم مسی لخت کوتاهی را با کابلشوی مسی دوسوراخه و پیچ، مهره و واشر فولاد ضدزنگ به زبانه ببندید، اتصال را کامل با نوار عایق آب‌بند بپیچید و سر دیگر سیم را با کابلشو و پیچ فولاد ضدزنگ به شینهٔ دریچه ببندید؛ برای این لوله شینهٔ مسی قلع‌اندود را پیشنهاد می‌کنیم. پیچ‌ها را طبق دستورالعمل سازنده سفت کنید.
8. سیم اصلی را از سوراخ دیگر شینه و از غلاف دیوارهٔ دریچه، لخت و درون خاک تا ساختمان ببرید و فقط بخش بالای زمین را با سیم سبز و زرد و بست دیواری به ارت بار ساختمان برسانید. مقاومت چاه ارت را پس از اجرا اندازه بگیرید و با تاریخ در پروندهٔ سیستم ارت ثبت کنید.

دانلود مراحل نصب (PDF)

ابزار و مواد لازم

ابزار حفاری چاه، قطعهٔ عرضی برای نگه‌داشتن لوله در مرکز چاه، ظرف و همزن برای مخلوط ⁦GIM⁩، آب تمیز و سیمان، خاک سرندشده و خاک رس، دریچهٔ ارت بتنی یا پلی‌اتیلن و شینهٔ مسی قلع‌اندود آن، سیم مسی لخت، کابلشوی مسی دوسوراخه، پیچ و مهره و واشر فولاد ضدزنگ، نوار عایق آب‌بند، ابزار پرس کابلشو، آچار و دستگاه اندازه‌گیری مقاومت زمین.

اندازه‌گیری مقاومت و بازدید چاه ارت لوله‌ای

مقاومت چاه ارت را پس از اجرا به روش افت پتانسیل (۶۲ درصد) اندازه بگیرید و نتیجه را با تاریخ، فصل و وضعیت رطوبت خاک در پروندهٔ سیستم ارت ثبت کنید؛ مبحث ۱۳ مقررات ملی ساختمان اندازه‌گیری پس از اجرا و اندازه‌گیری‌های دوره‌ای را می‌خواهد. در بازدیدهای دوره‌ای، از درون دریچهٔ ارت سلامت نوار عایق روی زبانه، سیم‌ها و سفتی اتصال‌ها روی شینه را کنترل کنید. اگر مقاومت از مقدار طرح بیشتر است، چاه دوم را با فاصله‌ای حدود دو برابر عمق الکترود (طبق مبحث ۱۳) اجرا و دو چاه را با سیم مسی لخت به هم وصل کنید. برای روش اندازه‌گیری، مقالهٔ «مقاومت پایانهٔ زمین چگونه اندازه‌گیری می‌شود؟» را ببینید.

انتخاب طول و جنس و استعلام قیمت لولهٔ ارت

برای استعلام قیمت لولهٔ ارت، کد سفارش یا جنس (فولاد گالوانیزهٔ گرم، فولاد ضدزنگ ⁦304L⁩ یا فولاد ضدزنگ ⁦316⁩) و طول (۳ یا ۶ متر)، تعداد و متعلقات لازم (مادهٔ کاهندهٔ GIM، دریچهٔ ارت بتنی یا پلی‌اتیلن و شینهٔ مسی قلع‌اندود آن، کابلشوی مسی دوسوراخه، سیم مسی لخت و سیم سبز و زرد) را برای کارشناسان ما بفرستید. اگر نوع خاک، عمق لایهٔ نمناک و فضای در دسترس را هم بگویید، کارشناسان ما در گروه کالوت در انتخاب طول و جنس لوله، اندازهٔ چاه و مقدار GIM و روش اجرای مناسب همراه شما هستند. برای طرح کامل سیستم ارت، طراحی و محاسبهٔ سیستم ارت را هم ببینید.

مقاومت چاه ارت را بیش از هر چیز خاک، طول الکترود و عمقی که الکترود به آن می‌رسد تعیین می‌کنند. قطر بزرگ لوله سطح تماس بیشتری با خاک می‌دهد و مقاومت آن از میلهٔ ارتی با همان طول کمتر است، ولی اثر طول و عمق از اثر قطر بیشتر است؛ برای همین لوله را تا لایهٔ نمناک پایین می‌بریم. در بسیاری از زمین‌های ایران، لایهٔ بالایی خاک در تابستان خشک می‌شود و مقاومت زیادی پیدا می‌کند؛ در روش اجرای ما چاه دست‌کم ۶ متر عمق دارد تا لوله و ستون ⁦GIM⁩ به لایهٔ نمناک برسند. ستون ⁦GIM⁩ ته چاه بخشی از الکترود می‌شود، سطح تماس آن را با خاک بزرگ‌تر می‌کند و مقاومت را به‌طور محسوس پایین می‌آورد؛ در روش دوم هم لولهٔ ۳ متری درست در همین ناحیه می‌نشیند. بیشتر هزینهٔ چاه ارت لوله‌ای حفاری و ⁦GIM⁩ است و خود لوله بخش کوچک‌تر آن است. لولهٔ ارت جای میلهٔ ارت را در هر پروژه‌ای نمی‌گیرد؛ در خاک نرم و مرطوب با جای کافی، میلهٔ ارت گالوانیزه یا میلهٔ ارت کاپرباند کوبیده می‌شود و هزینهٔ کمتری دارد. جای لولهٔ ارت آنجاست که لایهٔ نمناک عمیق است، کوبیدن میلهٔ ارت تا آن عمق شدنی نیست و یک الکترود بزرگ در یک چاه لازم است؛ در این جاها لوله، ⁦GIM⁩، دریچهٔ ارت و شینهٔ ما یک چاه ارت کامل و قابل بازدید فراهم می‌کنند. مقاومت نهایی را پس از اجرا اندازه می‌گیریم.

مزایای لولهٔ ارت گروه کالوت

• سطح تماس بزرگ: قطر بیرونی ۸۳ میلی‌متری لوله سطح تماس بیشتری از میلهٔ ارت با همان طول با خاک دارد و جریان را در سطح بزرگ‌تری به زمین می‌دهد.
• رسیدن به لایهٔ نمناک: لوله در چاه دست‌کم ۶ متری نصب می‌شود؛ الکترود زیر لایهٔ خشک بالایی و در خاک نمناک کار می‌کند.
• ستون GIM بخشی از الکترود: مادهٔ کاهندهٔ GIM در بخش پایینی چاه، زیر و دور سر پایینی لوله، سطح تماس الکترود را با خاک بزرگ‌تر می‌کند.
• ساخت محکم: دیوارهٔ ۴ میلی‌متری در لولهٔ گالوانیزه و ۳ میلی‌متری در لولهٔ فولاد ضدزنگ، و زبانهٔ ۱۰ میلی‌متری که روی دیوارهٔ بیرونی سر بالایی لوله جوش شده است؛ لولهٔ گالوانیزه پس از جوشکاری گالوانیزهٔ گرم می‌شود و جوش هم زیر روکش روی است.
• اتصال قابل بازدید: اتصال سیم روی شینه درون دریچهٔ ارت است و اتصال زبانه در کف باز آن؛ هر دو برای بازدید و اندازه‌گیری در دسترس‌اند.
• سه جنس و دو طول: فولاد گالوانیزهٔ گرم یا فولاد ضدزنگ ⁦304L⁩ و ⁦316⁩، هر کدام در طول ۳ یا ۶ متر، برای روش اصلی و روش دوم اجرا.
• یکجا از گروه کالوت: لوله، GIM، دریچهٔ ارت بتنی یا پلی‌اتیلن و شینهٔ مسی قلع‌اندود آن، کابلشوی مسی دوسوراخه، سیم مسی لخت و سیم سبز و زرد را یکجا از ما می‌گیرید.
• محدودیت‌ها را هم بدانید: لولهٔ ارت کوبیده نمی‌شود و چاه حفاری‌شده و GIM بیشتری از میلهٔ ارت می‌خواهد؛ در خاک نرم و مرطوب با جای کافی، میلهٔ ارت کوبیدنی را پیشنهاد می‌کنیم.

راهنمای انتخاب: لولهٔ ارت یا میلهٔ ارت؟

دانلود مقایسه و راهنمای انتخاب (PDF)

لولهٔ ارت، میلهٔ ارت یا صفحهٔ مسی؟ مقایسهٔ فنی و مالی

این جدول در تاریخ ۲۱ و ۲۲ مهر ۱۴۰۵ تهیه شده است. ارزش فلز خام از وزن فلز هر الکترود محاسبه شده است: روی و مس با قیمت رسمی بورس فلزات لندن (⁦LME⁩) و فولاد با قیمت مرجع بازار جهانی در همان روزها؛ این ارزش با قیمت روز فلز تغییر می‌کند و قیمت فروش، هزینه‌های دیگری را هم در بر دارد. وزن لوله‌ها از ابعاد نقشه به دست آمده است، ارزش فلز و شاخص آن برای لولهٔ گالوانیزه آمده است و برای میله‌های ارت و صفحهٔ مسی، اندازهٔ کوچک‌تر و بزرگ‌تر هر نوع آمده است. رتبهٔ هزینه برای اجرای کامل یک الکترود است: فلز، حفاری، ⁦GIM⁩ و اتصال؛ دریچهٔ ارت، بتن، سیم تا ساختمان و آزمون برای همه یکسان است و در رتبه نیامده است. لولهٔ ۳ و ۶ متری در یک چاه نصب می‌شوند و رتبهٔ هزینهٔ یکسانی دارند. مقاومت چاه ارت را خاک، طول و عمق الکترود تعیین می‌کنند؛ مقاومت نهایی را پس از اجرا اندازه می‌گیریم. برای آشنایی بیشتر، انتخاب جنس مناسب برای الکترود ارت و محاسبهٔ مقاومت پایانهٔ زمین را ببینید.

برای اجرای کامل چاه ارت لوله‌ای، این محصولات را هم ببینید

برای شناخت الزامات الکترود لوله‌ای، مهم‌ترین مرجع‌ها را این‌جا خلاصه کرده‌ایم. این‌ها مرجع طراحی‌اند؛ طول، تعداد و عمق نهایی الکترود و اندازهٔ چاه را طرح سیستم ارت و اندازه‌گیری پس از اجرا تعیین می‌کنند.

مبحث ۱۳ مقررات ملی ساختمان (ویرایش ۱۳۹۵، پیوست ۱) الکترود لوله‌ای را یکی از انواع الکترود قائم می‌داند که یا در زمین کوبیده می‌شود یا به روش دفنی در چاه حفرشده قرار می‌گیرد. در جدول کمترین اندازهٔ الکترودها، برای لولهٔ فولادی گالوانیزهٔ گرم قطر ۲۵ میلی‌متر، دیوارهٔ ۲ میلی‌متر و روکش ۴۵ میکرون با گالوانیزهٔ هر دو جدارهٔ لوله آمده است و برای لولهٔ فولاد ضدزنگ قطر ۲۵ میلی‌متر و دیوارهٔ ۲ میلی‌متر؛ قطر ۸۳ و دیوارهٔ ۴ میلی‌متری لولهٔ گالوانیزهٔ ما از این کمترین اندازه‌ها بیشتر است و روکش روی آن دست‌کم ۸۵ میکرون است؛ لولهٔ فولاد ضدزنگ ما هم با قطر ۸۳ و دیوارهٔ ۳ میلی‌متر از کمترین اندازهٔ لولهٔ فولاد ضدزنگ بیشتر است. همین مبحث چاه ارت را تا جایی می‌خواهد که رطوبت طبیعی خاک دائمی است، ته چاه را تا بلندی مناسب با مادهٔ کاهندهٔ مقاومت و بقیهٔ آن را با مخلوط خاک رس و خاک سرندشده پر و کوبیده می‌کند، فاصلهٔ الکترودهای قائم موازی را حدود دو برابر عمق آن‌ها می‌داند و اندازه‌گیری مقاومت پس از اجرا و به‌طور دوره‌ای را، با پرونده‌ای تاریخ‌دار برای هر الکترود، می‌خواهد.

⁦IEC 60364-5-54:2011⁩ (آرایش‌های اتصال به زمین و هادی‌های حفاظتی) لولهٔ فلزی دفن‌شده در خاک را در کنار میلهٔ ارت، سیم، تسمه و صفحه، در شمار الکترودهای زمین آورده است. در جدول ۵۴٫۱ این استاندارد، کمترین اندازهٔ لولهٔ فولادی گالوانیزهٔ گرم قطر ۲۵ میلی‌متر با دیوارهٔ ۲ میلی‌متر و روکش روی دست‌کم ۳۵۰ گرم بر متر مربع (۴۵ میکرون) است و روکش باید صاف، پیوسته و بدون لکهٔ فلاکس باشد؛ برای لولهٔ فولاد ضدزنگ، قطر ۲۵ و دیوارهٔ ۲ میلی‌متر آمده است. پیوست راهنمای همین استاندارد می‌گوید مقاومت الکترود قائم بیشتر به طول آن بستگی دارد، جایی که خطر خشکی یا یخ‌زدگی خاک هست الکترود ۱ تا ۲ متر بلندتر در نظر گرفته شود و الکترود در نمناک‌ترین بخش خاک قرار بگیرد. برای اتصال‌ها، جوش احتراقی، اتصال فشاری، بست یا اتصال مکانیکی مناسب را می‌پذیرد که طبق دستورالعمل سازنده نصب شود.

استاندارد ملی ایران ۴۱۲۳ (آیین کار اتصال به زمین، ۱۳۷۵) برای میلهٔ ارت و الکترود لوله‌ای یک رابطهٔ مقاومت به کار می‌برد و یادآوری می‌کند که تغییر قطر لوله اثر نسبتاً کمی بر مقاومت دارد و اندازهٔ لوله بیشتر بر پایهٔ استحکام مکانیکی آن انتخاب می‌شود. همین استاندارد فاصلهٔ الکترودهای موازی را دست‌کم برابر طول آن‌ها می‌خواهد و گالوانیزه‌کردن قطعه‌های فولادی را پس از ساخت آن‌ها توصیه می‌کند؛ لولهٔ ما هم پس از جوشکاری زبانه گالوانیزهٔ گرم می‌شود.

⁦IEEE Std 142-2007⁩ (اتصال زمین سیستم‌های قدرت صنعتی و تجاری) قطر الکترود را کم‌اثر و طول و عمق نصب را مؤثرتر می‌داند و می‌گوید چون مقاومت ویژهٔ خاک معمولاً با عمق و افزایش رطوبت کم می‌شود، چند الکترود عمیق بیشتر از الکترودهای کوتاه زیاد کارایی دارند.

⁦IEC 62561-2⁩ (اجزای سیستم حفاظت در برابر صاعقه؛ هادی‌ها و الکترودهای زمین) در ویرایش ۲۰۱۸ و اصلاحیهٔ ۲۰۱۹ آن، لولهٔ فولادی گالوانیزه را در گروه میله‌های ارت آورده و آزمون‌های میلهٔ ارت، از جمله اندازه‌گیری ضخامت روکش، را برای آن به کار می‌برد؛ ویرایش ۲۰۲۵ این استاندارد جای ویرایش ۲۰۱۸ را گرفته است.

⁦IEC 62305-3:2024⁩ (حفاظت سازه‌ها در برابر صاعقه؛ جانشین ویرایش ۲۰۱۰) آرایش الکترودهای زمین سیستم حفاظت در برابر صاعقه را شرح می‌دهد و برای اجزای آن به سری ⁦IEC 62561⁩ ارجاع می‌دهد.