لوله (Pipe)

توسط لوله (Pipe) می‌توان سیالات را از نقطه‌ای به نقطه دیگر انتقال داد. جابجایی سیال از درون لوله‌هایی که توسط فرایند لوله کشی به یکدیگر متصل شده اند مقدور می‌گردد. در همه صنایع، استفاده از لوله (Pipe) به عنوان پایه و اساس ساخت و شکل گیری مجموعه حائز اهمیت می‌باشد بنحوی که از طریق اتصال لوله‌ها به یکدیگر و اجرای سیستم لوله کشی، ارتباط بین تجهیزات و دستگاه‌های مجموعه و واحد‌های مختلف مجتمع فراهم می‌شود.

از جمله تاسیسات صنعتی که لوله (Pipe) در آنها دارای کاربرد گسترده‌ای می‌باشند می‌توان به پالایشگاه‌های نفت و گاز، مجتمع‌های پتروشیمی، نیروگاه‌های برق، واحد‌های آب و فاضلاب، صنایع دریایی و … اشاره کرد. از سیستم‌های لوله کشی می‌توان برای انتقال آب، هوا، بخار، گاز، نفت خام، فراورده‌های نفتی، ترکیبات پتروشیمی و غیره استفاده کرد.

در صنایع مختلف با توجه به نیاز مورد نظر، از لوله (Pipe) با قطر‌ها و جنس‌های مختلف استفاده می‌شود. به عنوان مثال از لوله (Pipe)های با قطر زیاد معمولا برای انتقال سیالات در فواصل بسیار طولانی استفاده می‌شود و هنگامی که جلوگیری از خوردگی مد نظر باشد لوله‌های با جنس استینلس استیل بکار گرفته می‌شود.

انواع کاربرد لوله (Pipe) در صنعت مطابق تقسیم بندی ذیل معرفی می‌گردد، بدین معنی که یک لوله (Pipe) باید یکی از وظایف زیر را انجام دهد، با تعریف نوع وظیفه یک لوله (Pipe)، می‌توان مشخصاتی را که یک لوله (Pipe) باید داشته باشد بدست آورد.

• لوله کشی فرآیندی (Process Piping)
• لوله کشی صنایع دریایی (Marine Piping)
• لوله کشی در انتقال مواد (Transportation Piping)
• لوله کشی در امور سازه‌ای (Civil Piping)
• لوله کشی ساختمانی (Plumbing)
• لوله کشی سرویس دهی (Service Piping)
• لوله کشی خدماتی (Utility Piping)

لوله (Pipe) در کلاس‌های متفاوت و بسته به کاربرد تولید و عرضه می‌شود. بطور کلی محصولات لوله به چند نوع اصلی تقسیم شده‌اند. هریک از این گروه‌ها نیز به بخش‌هایی ریز می‌گردند. نمونه‌ای از این دسته بندی به شرح زیر می‌باشد:

• Standard Pipe: لوله (Pipe) استاندارد جهت مصارف ساختمانی، سرویس‌های با دما و فشار پایین.
• Pressure Pipe: لوله (Pipe) تحت فشار جهت مصارف سرویس‌های با دما و فشار نسبتاً بالا.
• Line Pipe: لوله (Pipe) با سر پخ دار یا رزوه شده برای انتقال سیال در فواصل طولانی.
• Water Well Pipe: لوله (Pipe) مورد مصرف در تجهیزات نظیر پمپ‌ها و توربین‌ها.

مشخصات فنی لوله (Pipe)

مشخصات فنی لوله (Pipe)

لوله (Pipe) از اصلی ترین قسمت‌ها و اجزا در یک سیستم می‌باشند که باعث پیوند بین دستگاهها و ایجاد مسیر میشوند. لوله‌ها که به شکل استوانه تو خالی می‌باشند با توجه به کاربرد و استفاده، دارای نام متفاوتی خواهند بود و عموما با دو لغت پایپ (Pipe) و تیوب (Tube) که هر دو به معنی لوله می‌باشد معرفی می‌گردند. لوله‌ها بطور کلی دارای مشخصات زیر می‌باشند:

(Outside Diameter (OD: قطر خارجی لوله

(Inside Diameter( ID: قطر داخلی لوله

(Wall Thickness( WT: ضخامت جداره لوله

(Length( L: طول لوله

مشخصات فنی لوله (Pipe)

رابطه OD = ID + 2WT و ID = OD – 2WT، برای لوله‌ها صادق است، برای بدست آوردن قطر خارجی لوله‌ای که دو سر آن مسدود است می‌بایست دور تا دور لوله را با متر اندازه گرفت و عدد بدست آمده را بر ۱۴/۳ تقسیم کرد.

 اندازه اسمی لوله و عدد اسکجول

اندازه اسمی لوله (Nominal Pipe Size) یا NPS یک استاندارد آمریکای شمالی است که قبلاً (Iron Pipe Size( IPS بوده که به NPS تغییر نام داده است سیستم PS در ابتدا جهت تخصیص ابعاد و اندازه به لوله‌ها راه اندازی شد، اندازه‌ای که نمایانگر تقریبی قطر داخلی لوله بود و با واحد اینچ اندازه گیری می‌شد. با توجه به نیاز و کاربرد‌های محدود در گذشته، هر سایز لوله با یک ضخامت تولید می‌گردید که این ضخامت تحت عنوان ضخامت استاندارد (Standard Weight(STD نامیده می‌شد با توجه به نیاز روز افزون صنعت به انتقال سیالات با فشار‌های بالا، لوله‌های با ضخامت بالاتری تولید گردید که تحت عناوین (Extra Strong(XS به معنای دارای استحکام زیاد و همچنین (Extra Heavy(XH به معنای فوق سنگین شناخته شدند. روند تولید لوله‌ها با ضخامت بیشتر با افزایش نیازهای صنعتی ادامه داشته و در نتیجه لوله‌های (Double Extra Strong(XXS به معنای استحکام دو برابر و همچنین (Double Extra Heavy(XXH به معنای دو برابر سنگین ساخته شدند.

در ماه مارس سال ۱۹۲۷ انجمن استاندارد آمریکا صنایع را ممیزی نمود و اقدام به ایجاد یک سیستم جدید نمود که ضخامت دیواره لوله را بر پایه ردیف‌های کوچکتر میان سایزی بیان می‌داشت. این سیستم جدید به نام NPS معروف شد و جایگزین سیستم قدیمی تر IPS گردید.

 اندازه اسمی لوله(Pipe) و عدد اسکجول

اندازه اسمی لوله فقط یک تخصیص دهنده بدون بعد برای سایز لوله‌ها می‌باشد و این عدد به ندرت هم اندازه قطر داخلی لوله است و گاهی اختلاف آن با قطر داخلی لوله‌ها عددی قابل توجه است. بنابراین ربط دادن NPS به قطر داخلی لوله آن هم با واحد اینچ بسیار بی ربط و بی معناست

بطور کلی برای لوله‌های تا سایز ۱۲ اینچ، سایز اسمی لوله، بزرگتر از قطر داخلی می‌باشد و این لوله‌ها دارای قطر خارجی بزرگتری از اندازه اسمی تخصیص داده شده هستند. اما برای لوله‌های سایز ۱۴ اینچ و بزرگتر، سایز اسمی لوله برابر قطر خارجی لوله می‌باشد.

Pipe <=12″ ) OD > NPS > ID)

Pipe > =۱۴” ) OD = NPS)

عدد اسکجول (Schedule Number) یا SCH برای تعیین ضخامت اندازه اسمی لوله ابداع شد و براساس استاندارد ANSI توسط فرمول زیر بدست می‌آید. که در آن، P فشار طراحی لوله بر حسب psi و S تنش مجاز بر حسب psi می‌باشد.

Schedule Number = ۱۰۰۰ x P/S

برای یک NPS اختصاص داده شده به یک پایپ، قطر خارجی همواره بدون تغییر می‌ماند (OD همیشه ثابت است) ولی ضخامت دیواره لوله با افزایش اسکجول، زیاد می‌شود. قطر داخلی لوله (ID)، به ضخامت دیواره و عدد اسکجول بستگی دارد و هرچه که ضخامت بیشتر شود از قطر داخلی کم می‌شود، یعنی عدد اسکجول کوچکتر برای یک لوله نشان دهنده این است که آن لوله دارای ضخامت کمتر و قطر داخلی بیشتر است.

با الحاق شماره SCH به استاندارد IPS امروزه ما دامنه ضخامت لوله‌ها را با نام‌های زیر می‌شناسیم:

SCH: 5, 5S , 10 , 10S , 20 , 30 , 40, 40S , 60, 80, 80S , 100, 120,140, 160 , STD  XS , XXS

قطر اسمی

سازمان جهانی استاندارد ISO، از یک سیستم بدون بعد جهت تخصیص اندازه به لوله‌ها استفاده می‌کند که تحت عنوان قطر اسمی (Nominal Diameter) یا DN شناخته می‌شود. در این سیستم سایز لوله‌ها بر اساس میلیمتر است.

در جدول زیر مقادیر معادل هر دو استاندارد NPS و DN بر اساس استاندارد ۶۷۰۸ ISO نشان داده شده است.

 تفاوت پایپ(Pipe) و تیوب

از جمله تفاوت‌های بین پایپ و تیوب می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• از پایپ برای انتقال سیالات از یک نقطه به نقطه دیگر در فاصله مکانی نسبتا زیاد استفاده می‌گردد.
• از تیوب برای انتقال و گردش سیال در داخل یک تجهیز و سیستم محدود و یا به منظور انتقال انرژی استفاده می‌گردد.
• پایپ‌ها بر اساس سایز نامی لوله NPS و ضخامت بر حسب SCH شناخته می‌شوند.
• تیوپ‌ها توسط قطر خارجی (OD) و ضخامت جداره بر حسب یک هزارم اینچ و یا BWG تعیین می‌گردد.
• استحکام یک پایپ با اسکجول مشخص می‌گردد که از ۱۰ تا ۱۸۰ موجود می‌باشد و اسکجول ۴۰ استحکام استاندارد در پایپ می‌باشد.
• استحکام تیوب میزان مقاومت آن به فشار و خمش و پیچش است. تیوب‌ها بصورت قابل انعطاف نیز ساخته می‌شوند.
• سطح مقطع پایپ‌ها حتما گرد است.
• سطح مقطع تیوب می‌تواند گرد و یا هر شکل دیگری باشد.
• پایپ‌ها بصورت درز دار و یا بدون درز ساخته می‌شوند.
• تیوب‌ها بدون درز ساخته می‌شوند.
• اصولا اندازه کمتر از یک چهارم اینچ را در هر حالتی تیوب می‌نامند.
• واژه تیوب در برخی استاندارد‌ها به لوله‌هایی گفته می‌شود که برای کم کردن مناسب هستند. مثلا لوله‌های بدون درز که در ساختن مبدل‌ها بکار می‌روند.
• تیوب‌ها دیواره نرم و یکنواختی دارند و به همین دلیل جریان سیال در آنها بدون تلاطم صورت می‌گیرد.

 تفاوت پایپ(Pipe) و تیوب

لازم به ذکر است که سایزهای بزرگتر از ۲۴ اینچ نیز جهت کاربردهای خاص موجود می‌باشد. سایزهای ۵،۳ ½ ،۲ ½ ،۱ ¼  بصورت سفارشی خرید می‌گردند. معمولا برای خطوط ابزار دقیق از سایز‌های ۱/۸، ۱/۴، ۳/۸ و ½ استفاده می‌شود.

• تیوب‌ها که در مبدل‌ها، بویلرها، پمپ‌ها و خطوط رابط در ابزار دقیق و نمایشگرها و همچنین خطوط سوخت و یا هوا رسانی به ماشین آلات کاربرد دارند دارای قطر خارجی متداول در سایزهای ۵/۸، ۳/۴، ۷/۸و ۱ اینچ می‌باشند و ضخامت دیواره از ۰۵/۰ تا ۱۵/۰ اینچ و یا ۱۰ الی ۲۲ BWG است

در اصطلاح پایپینگ به محدوده سایز ½ اینچ تا ۱ ½  اینچ، محدوده Small Bore و به محدوده سایز ۲ اینچ و بزرگتر، محدوده Big Bore می‌گویند.

معمولا طول لوله‌ها بصورت ۶ یا ۱۲ متری می‌باشد و به شاخه معروف است. به لوله با طول ۶ متر در اصطلاح Single Random Length و طول ۱۲ متر را Double Randon Length می‌گویند.

همچنین می توانید درباره روش ساخت لوله های فلزی این مقاله را مطالعه فرمایید.