موارد پرکاربرد در صنعت

تفاوتهای لوله و تیوب

لوله چیست ؟

لوله ظرفی با مقطع دایره ای توخالی ( دارای قطر، ضخامت و طول مشخص ) که برای جابجایی و انتقال  سیالات به کار می رود. و از جنس های متفاوتی می تواند ساخته شود. فولادی، بتنی، فایبر گلاس و... .

 لوله ها نیز از نظر ساخت به دو دوسته لوله های درزدار و لوله های بدون درز تقسیم بندی می شوند. نمونه لوله های رایج عبارتند از:

 1- لوله های بدون درز Seamless Pipe

این لوله ها با استفاده از شمش های با مقطع توپر و دایره ای و با نیروی حرارت و کشش توسط غلطک تولید می شوند. لوله های بدون درز معمولا تا قطر 16 اینج ساخته می شوند.

2- لوله های درز دار Welded Pipe

جهت ساخت اینگونه لوله ها از ورق فولادی و جوشکاری استفاده می شود. لوله های درزدار معمولا به دو روش جوشکاری زیر پودری (SAW ) و جوشکاری مقاومت الکتریکی ( ERW  ) تولید می شوند. لوله های درزدار از نظر درز به 2 نوع تقسیم می شوند:

—        لوله های درز مستقیم Straight Seam Pipe

—        لوله های درز مارپیچی Spiral Seam Pipe

مشخصات ابعادی لوله ها

• قطر اسمی لوله NPS   Nominal Pipe Size      
• قطر داخلی لوله  ID     Internal Diameter
• قطر خارجی لوله  OD   Outside  Diameter
• کلاسه ضخامت لوله SCHEDULE یا (SCH)
• ضخامت t   یا  wall Thickness
•  طول L یا   Length
• آرایش سر لوله  End Preparation

مفاهیم ID,OD, NPS  برای لوله ها

• قانون اول:لوله ها دارای OD  مشخصی می باشند هر چند که ضخامت آنها متفاوت باشد. یک لوله با قطر اسمی ثابت  برای ضخامت های متفاوت،  قطر خارجی آن یکسان است. به عنوان مثال قطر خارجی ( OD ) لوله ای 8 اینچ با Sch 40 , Sch 60 ,…. یکسان بوده و برابر 8.625 inch می باشد.

• قانون دوم : تا سایز 12 >=NPS ، قطر اسمی ( NPS ) و  قطر خارجی ( OD )  لوله ها یکسان نمی باشند و قطر خارجی بیشتر از قطر اسمی  ( OD>NPS ) است. به عنوان مثال لوله ای با قطر اسمی 10 اینچ ، OD آن برابر 10.750 اینچ می باشد.

• قانون سوم : از سایز 14 اینچ به بعد( NPS≥ 14 )  قطر خارجی لولهOD با قطر اسمی NPSیکسان است.

تقسيم بندي لوله ها از نظر استقامت فشاري

الف: روش وزني: اين روش قديمي ترين روش مي باشد.براي هر لوله با قطر اسمي مشخص، وزن مشخصي را بصورت استاندارد شده(STD) قرارداد نموده اند. لوله هایي را كه يك برابر قوي شده باشد با نام XS و لوله اي را كه دو برابر قوي شده باشد را XXS مي نامند. اين روش مورد تائيد ASME و ASTM مي باشد. در ادامه مفصلا در این زمینه بحث خواهد شد.

ب: روش برنامه اي :در اين روش از حاصل تقسيم 1000 برابر فشار كاري لوله بر تنش مجاز آن استفاده مي شود. عدد حاصل را گرد نموده و با نامSchedule  Number مي شناسند.اين روش مورد تائيد ANSI ميباشد.

ج:روش كدينگ:  در اين روش ابتدا استاندارد معرفي شده و سپس گريد لوله بر اساس حداكثر تنش نقطه تسليم معرفي مي شود.براين اساس لوله ها را با گريدهاي A,B,X42,X46,X52,X56,X60,X65,X70,U89,U100 مشخص مي نمايند.مثال: لوله اي با مشخصات API – 5LS – X60 لوله اي است كه بصورت اسپيرال ساخته شده و مقاومت تنش تسليم آن 60000PSI مي باشد.

کلاسه ضخامت لوله (  Schedule No )

• کلاسه ضخامت لوله به منظور سهولت در تجارت لوله ها به کار میرود. مثلا  به جای اینکه بگوییم  لوله 10 اینج ضخامت 9.27mm بیان می شود لوله 10 اینچ Sch 40

 فرمول سرانگشتی محاسبه Sch No:

A=(3+ID)/WT

•  A   عدد مفروض
• IDقطر داخلی
• WT   ضخامت

نکات  کلیدی در مورد Sch No

• قانون اول : برای یک لوله با قطر ثابت، هر چه Sch No افزایش پیدا کند ضخامت هم زیاد می شود. مثال:

• 8 inch Sch 30  t=7.04 mm
• 8 inch Sch 40  t= 8.18 mm
• 8 inch Sch 60  t=10. 53

• قانون دوم: به منظور سهولت در کاربری تجارت کلاسه های رایج ضخامت به نامهای زیر عنوان می شوند:

• Standard :     STD
• Extra Standard:  XS
• Double Extra standard  : XXS    Sch>160

نکته: به لوله های ضخامت بالا نظیر Sch 120,140,160,XXS لوله های Heavy Wall نیز گفته می شود.

• قانون سوم : 

• تا سایز 10 ≥NPSاینچ کلاسه های ضخامت STD و Sch 40یکسان هستند.

برای سایزهای بالاتر از 10 اینچ تمامی لوله ها با کلاسه ضخامت STD دارای ضخامت 9.53mm (3/8 inch) خواهند بود. مثال:

• 6 inch Sch 40 = STD  , t=7.11
• 10 inch Sch40 =  STD , t=9.27
• 12 inch Sch STD , t= 9.53

• قانون چهارم:

• تا سایز 8 ≥NPS اینچ کلاسه های ضخامت XS و Sch 80 یکسان هستند.
• برای سایزهای بالاتر از 8 اینچ تمامی لوله ها با کلاسه ضخامت XS دارای ضخامت 12.7mm (1/2 inch ) خواهند بود.  مثال:
  • 6 inch Sch 80 =Sch XS , t=10.97
  • 10 inch Sch 60 =Sch XS , t= 12.7
  • 12 inch Sch 80 =Sch XS , t=12.7

نکته اول: تنها برای سایز 10 اینچ کلاسه ضخامت XS برابر Sch 60  است.

نکته دوم : کلاسه ضخامت XXS تنها تا سایز 12 inch وجود دارد.

 تیوب چیست؟

• تیوبها معمولا برای کاربردهای انتقال حرارت و فشارهای بالا و دمای بالا به کار برده می شوند و نسبت به خزش مقاوم اند. از تیوبها در بویلرها، کوره های نفتی، مبدلهای حرارتی استفاده می شود.
• تیوبها بدون درز بوده و معمولا تا سایز 12 اینچ ساخته می شود.
• تیوبها دارای طول مشخصی نمی با شند در حالی که لوله دارای طولی مشخص می باشد.
• ضخامت تیوبها در سرتاسر طول تیوب یکسان می باشد در حالی که ضخامت لوله ها در امتداد طول آنها دارای تلرانس ابعادی می باشد.

نمونه تیوبهای رایج در صنعت عبارتند از:

 مشخصات تیوبها

1. قطر اسمی تیوبها با قطر خارجی آنها یکسان است.

مثال :تیوب ¾ اینچ دارای قطر خارجی OD¾ است یا تیوب 6 اینچ دارای قطر خارجی 6 اینچ می باشد.

2.  کلاسه ضخامت تیوبها با BWG (Birmangham Wire Gauge) مشخص می شود.
3. گیج تیوبها از 00  دو صفر ( بیشترین ضخامت، 9mm  )شروع می شود و به 36 ( کمترین ضخامت 0.1mm) خاتمه می یابد. 
4. با افزایش BWG ( گیج تیوب ) ضخامت تیوب کم می شود.( بر عکس Sch در لوله ها)

مثال:

• 6 inch tube BWG 12, t=2.76mm
• 6incn tube BWG 16 , t=1.65mm

5.  BWGمستقل از قطر تیوبها می باشد. به عبارت دیگر چند تیوب با قطر متفاوت ولی BWGیکسان دارای ضخامت یکسان می باشند. مثال

• 6 inch tube ,BWG 22 , t= 0.711 mm
• 8 inch tube BWG 22 , t= 0.711 mm
• ½ inch tube ,BWG 22, t= 0.711 mm

6.   OD تیوب مانند لوله همیشه ثابت است. یک تیوب با قطر ثابت ( مثلا 2 اینچ ) و گیجهای متفاوت دارای قطر ثابت ( 2 اینچ ) می باشد. به عبارت دیگر  با  افزایش ضخامت تیوب ( کاهش گیج)  IDتیوب کاهش می یابد ولی قطر خارجی آن ثابت است.  مثال:

• 1 inch tube BWG 20, t= 0.89 mm, OD=1 inch, ID=0.930 inch
• 1 inch tube BWG 12 , t= 2.76 mm, OD= 1 inch, ID=0.782 inch