جدول اندازه لوله‌های استنلس استیل براساس ASME- B36.19

جدول اندازه لوله‌های استنلس استیل چه کاربردی دارد؟ اندازه و ابعاد لوله مهم‌ترین پارامتر برای تعیین قابلیت استفاده از آن در سیستم‌های لوله‌کشی است. ابعاد و اندازه‌های لوله‌ها طبق استاندارد‌های بین‌المللی تعریف شده و برهمان اساس تولید و در بازارها عرضه می‌شوند. رایج‌ترین استاندارد لوله‌های صنعتی فولادی در جهان و همچنین در ایران استاندارد ASME-B36.10 است و برای لوله‌های درزدار و بدون‌درز استنلس استیل ASME-B36.19 می‌باشد. جدول اندازه لوله‌های استیل، براساس اندازه اسمی لوله به اینچ (NPS) یا میلی‌متر (DN) تعریف می‌شوند. در این جدول قطر بیرونی لوله، ضخامت دیواره و وزن واحد طول برای رده‌های (Sch) مختلف لوله تعریف شده است. این مشخصات ابعادی به درک ویژگی‌های ابعادی لوله‌ها برای انتخاب متناسب با نیازتان کمک می‌کند. با استیل رخ همراه باشید.

استاندارد ASME-B36.19

این استاندارد که از جمله مستندات “انجمن مهندسان مکانیک آمریکا” یا به عبارتی استادارد ملی ایالات متحده آمریکا است، برای استانداردسازی ابعاد لوله فولاد ضد زنگ درزدار (درزجوش) و بدون‌درز که برای دماها و فشارهای بالا یا پایین مورد استفاده دارند. منظور از لوله (Pipe) در این استاندارد از مفهوم تیوب (Tube) متمایز می‌باشد. لوله (Pipe) به مقطع توخالی و دایره‌ای برای انتقال و فرآوری سیالات اشاره دارد که معمولا برای خطوط لوله و سیستم‌های لوله کشی در تاسیسات و صنایع استفاده می‌شوند. پس این استاندارد شامل لوله‌های دکوراتیو و تیوب که در سازه‌ها به کار می‌روند نمی‌شود.

بیشتر بخوانید: 10 تفاوت پایپ (Pipe) و تیوب (Tube)

مشخصات ابعادی لوله

همانطور که می‌دانید، لوله‌های فولاد ضد زنگ در رده‌های مختلف تولید می‌شوند. این رده‌ها، بیانگر ضخامت دیواره لوله‌های استنلس استیل است. به نوعی می‌توان گفت رده لوله کلاس تحمل فشار و دمای لوله را مشخص می‌کند تا برای انتقال و فرآوری سیالاتی مانند نفت، گاز، آب و انواع دیگر مورد استفاده قرار گیرند. رده لوله‌های فولاد ضد زنگ طبق استاندارد فوق با 5S، 10S، 40S و 80S تعریف می‌شوند ولی دو رده 160S و XXS نیز در صنعت کاربرد دارند و توسط برخی تولید کنندگان عرضه می‌شوند. به طور کلی، این لوله‌ها دارای اندازه اسمی بین ⅛ تا 24 اینچ یا 6 تا 600 میلی‌متر و در موارد خاص سایزهای بزرگتر نیز هستند. طبق جدول استاندارد، لوله‌های استنلس استیل با سایزهای اشاره شده، قطر خارجی بین 10.3 تا 609.6 میلی‌متر دارند.

جدول زیر برای محاسبه وزن لوله‌های فولاد ضد زنگ نیز استفاده می‌شود. وزن بر مبنای دانسیته آلیاژهای استیل محاسبه شده است. البته دانسیته هر آلیاژ مقدار متفاوتی است، ولی این مقادیر اختلاف جزئی باهم دارند و مقدار درنظر گرفته شده در محاسبات این جداول مقدار دانسیته متوسط فولادهای ضدزنگ است. این مقادیر برای براورد وزن تمام گریدهای لوله استنلس استیل از جمله استیل‌های 304، 304L، 316، 316L، 321، 321H، 347H، 347، 310S، 304H، 201، 430، 309، 314 و انواع لوله‌های درزدار و بدون‌درز سری 300 و 400 کاربرد دارند.

اندازه های اصلی لوله (pipe)

مفهوم NPS / DN و دلیل تفاوت قطر اسمی با قطر واقعی

در استانداردهای آمریکایی، سایز لوله‌ها با سیستم NPS (Nominal Pipe Size) تعریف می‌شود؛ اما نکته مهم این است که NPS هیچ‌وقت معادل قطر واقعی لوله نیست و تنها یک «نام‌گذاری اسمی» برای دسته‌بندی لوله‌ها به حساب می‌آید. در واقع قطر خارجی لوله (OD) برای هر سایز NPS ثابت است و چیزی که تغییر می‌کند، ضخامت دیواره است.

در استانداردهای اروپایی، سیستم DN (Diameter Nominal)  استفاده می‌شود که تقریباً معادل NPS است، اما بر اساس میلی‌متر تعریف می‌شود. با این حال DN هم مانند NPS لزوماً برابر قطر واقعی لوله نیست. برای مثال، لوله‌ای با سایز NPS 1″ یا DN25 در واقع قطر خارجی 33.4  میلی‌متر دارد، نه 25 میلی‌متر. این اختلاف باعث می‌شود اگر فرد تنها به عدد اسمی توجه کند، احتمال انتخاب اشتباه سایز لوله بالا باشد.

مفهوم Schedule (SCH) و نقش آن در تعیین ضخامت و تحمل فشار

رده یا Schedule  لوله شاخصی است که میزان ضخامت دیواره لوله را مشخص می‌کند و در نتیجه تعیین می‌کند لوله چه میزان فشار داخلی را می‌تواند تحمل کند. نکته مهم این است که قطر خارجی برای یک سایز مشخص لوله همیشه ثابت است، اما با افزایش Schedule، ضخامت دیواره و وزن لوله افزایش می‌یابد و ظرفیت تحمل فشار بالا می‌رود.

برای لوله‌های استنلس استیل، استاندارد ASME B36.19  رده‌های 5S، 10S، 40S و 80S را معرفی می‌کند. این لوله‌ها در صنایع مختلف استفاده می‌شوند. در مقابل، استانداردASME B36.10 برای لوله‌های کربنی و فشاربالا رده‌هایی مثل SCH40، SCH80، SCH160، XS و XXS را ارائه می‌دهد.

وقتی ضخامت افزایش پیدا می‌کند، رفتار لوله در برابر فشار داخلی، شوک حرارتی، خوردگی داخلی و تنش مکانیکی تغییر می‌کند. برای مثال لوله ۲ اینچ در رده 10S ضخامت 2.77 میلی‌متر دارد، اما همین لوله در رده 40S 3.91 میلی‌متر و در رده 80S، 5.54 میلی‌متر ضخامت دارد. همین اختلاف در ضخامت می‌تواند تفاوت بزرگی در توان لوله برای تحمل فشار ایجاد کند.

بنابراین در انتخاب لوله، عدد Schedule فقط یک مشخصه جانبی نیست؛ بلکه مستقیماً با ایمنی، دوام، فشار عملیاتی و حتی هزینه سیستم در ارتباط است.

لازم به ذکر است که سیستم اندازه‌گذاری لوله‌های صنایع غذایی متفاوت است. تیوب‌ها و لوله‌های صنایع غذایی، با استفاده از اندازه دقیق قطر خارجی و ضخامتشان تعریف می‌شوند و خبری از اندازه اسمی نیست.

تفاوت لوله‌های درزدار و بدون‌درز و نقش آن در انتخاب

در کنار سایز و رده، نوع تولید لوله نیز اهمیت زیادی در میزان تحمل فشار دارد. لوله‌های استنلس استیل در دو گروه اصلی درزدار (Welded) و بدون‌درز (Seamless) تولید می‌شوند و هرکدام مزایا و محدودیت‌های خاص خود را دارند.

لوله‌های بدون‌درز در فرآیندی ساخته می‌شوند که در آن شمش استیل سوراخ یا اکستروژن شده و هیچ‌گونه خط جوشی روی بدنه لوله وجود ندارد. به همین دلیل این نوع لوله در فشار بالا عملکرد مطمئن‌تری دارد و معمولاً برای خطوط حساس مثل نفت و گاز، انتقال بخار با دمای بالا، کاربردهای فشار بالا و شرایطی که احتمال تنش مکانیکی زیاد است استفاده می‌شود. هزینه بالاتر و محدودیت در سایزهای بزرگ، دو نقطه ضعف اصلی لوله‌های بدون‌درز هستند.

در مقابل، لوله‌های درزدار از ورق استیل تولید می‌شوند که خم شده و درز طولی آن با روش‌هایی مثل جوش TIG به هم متصل می‌شود. کیفیت جوش‌های مدرن، خصوصاً در خطوط اتوماتیک، آن‌قدر بالاست که برای بسیاری از کاربردهای صنعتی، غذایی، ساختمانی و تاسیساتی کاملاً کافی است. لوله‌های درزدار قیمت پایین‌تری دارند، تنوع سایز و رده آن‌ها بیشتر است و در پروژه‌هایی که فشار و دمای کاری بالا نیست، انتخابی منطقی و مقرون‌به‌صرفه محسوب می‌شوند.

نکاتی که در مورد ابعاد لوله باید بدانید

• قطر بیرونی برای لوله استیل سایز NPS 12 (DN 300) و کوچکتر مقداری بزرگتر از اندازه اسمی آن است. در مقابل، قطر بیرونی لوله‌های NPS 14 (DN 350) و بزرگتر از آن، از نظر عددی با عدد اندازه اسمی آنها یکسان است.
• لازم است دقت شود که، ضخامت دیوار برای لوله با اندازه اسمی NPS 14 تا NPS 22 شامل (DN 350-550)، از رده‌های مختلف با مقادیر ضخامت لوله فولادی مشابه طبق ASME B36.10M بعضاً یکسان نیستند.
• پسوند S در شماره رده برای متمایز کردن لوله‌های فولاد زنگ نزن یا استنلس استیل طبق استاندارد 19M از لوله‌های فولادی طبق B36.10M می‌باشد.
• استاندارد لوله‌های فولادی ASME B36.10M شامل سایر ضخامت‌های لوله نیز می‌باشد که در مواردی با آلیاژهای فولادی ضد زنگ نیز توسط برخی تولید کنندگان تولید شده و به صورت تجاری در دسترس هستند.

جدول مشخصات لوله‌های درزدار و بدون‌درز استنلس استیل