الفرق بين الأنابيب الفولاذية SCH 40 و SCH 80

يتميز أنبوب الجدول 80 بجدران أكثر سمكًا وتجويف داخلي أصغر ووزن أكبر من أنبوب الجدول 40 لنفس حجم الأنبوب الاسمي، مما ينتج عنه ضغط تشغيل أعلى مسموح به ومتانة ميكانيكية أكبر؛ اختر SCH 40 للأغراض العامة والأنابيب ذات الضغط المنخفض والاستخدام الهيكلي الأخف، واختر SCH 80 عندما تحتاج إلى تصنيف ضغط أعلى أو هامش ميكانيكي محسّن أو سمك جدار أكبر لمقاومة التآكل/التآكل.

جدول الأنابيب هو اختصار يتحكم في سُمك الجدار دون تغيير القطر الخارجي (لأحجام الأنابيب القياسية)، لذلك يتم الحفاظ على نفس هندسة التركيبات والوجه الخارجي بينما تختلف مساحة التدفق الداخلي والقدرة الميكانيكية. ويؤثر هذا التغيير الواحد على معدل التدفق وسعة الضغط والوزن والمناولة والتكلفة - وكلها أمور بالغة الأهمية بالنسبة للمشتريات والتصنيع وسلامة المصنع.

ما هو "جدول الأنابيب"؟

"جدول الأنابيب" هو رقم يشير إلى سُمك الجدار الاسمي للأنابيب المنتجة وفقًا لمعايير أبعاد ASME/ANSI؛ الأرقام الأعلى للجدول تعني جدرانًا أكثر سمكًا لنفس حجم الأنبوب الاسمي. الحجم الاسمي للأنابيب (NPS) والقطر الخارجي (OD) هما نقطتا الارتكاز الهندسية؛ الجدول الزمني يغير سمك الجدار (WT)، وبالتالي القطر الداخلي (ID) والوزن. يسمح هذا الاصطلاح بالتركيبات والوصلات القياسية بالحفاظ على ثبات OD مع السماح بخصائص قوة/تدفق مختلفة.

اختلافات الأبعاد

فيما يلي لقطة مقارنة موجزة لقيم NPS الشائعة. الأرقام مأخوذة من جداول أبعاد ASME/ANSI (ASME B36.10M / جداول الجداول المشتركة) وتمثل القيم الاسمية النموذجية المستخدمة في الجداول الهندسية.

ملاحظات المصدر: وتتبع قيم OD قيم جدول المواسير ذات القطر العمودي ASME B36.10M؛ وقيم سمك الجدار ل SCH 40 و SCH 80 هي إدخالات جدول الجدول القياسي المستخدم من قبل موردي المواد ورموز الأنابيب. للحصول على جدول كامل حتى أحجام NPS الكبيرة، راجع ASME B36.10M أو مخطط جدول ANSI.

كيف يتم توحيد الجداول الزمنية

• ASME B36.10M / B36.19M تحديد الأبعاد/الأوزان للأنابيب الفولاذية الملحومة وغير الملحومة (تغطي NPS إلى DN)، وهي المراجع الأساسية التي تستخدمها المصانع والمصنعون.

• مواصفات ASTM (بالنسبة لجودة المواد وأنواع التصنيع) - تشمل الأمثلة الشائعة ASTM A53/A53M (أنابيب الصلب الملحومة وغير الملحومة السوداء/المجلفنة)، ASTM A106 (الصلب الكربوني غير الملحوم للخدمة في درجات الحرارة العالية)، ASTM A312 (أنابيب الصلب غير القابل للصدأ). تحدد هذه المعايير المتطلبات الكيميائية والميكانيكية ومتطلبات الاختبار ولكن ليس جداول الجداول (وهي معايير الأبعاد).

• بالنسبة للأنابيب الفولاذية لتوزيع المياه، فإن AWWA توفر عائلة (على سبيل المثال، C200) متطلبات إضافية ومعايير قبول عند الاقتضاء.

تصنيف الضغط ودرجة الحرارة والآثار المترتبة على التصميم

يؤثر سمك الجدار بشكل مباشر على ضغط التشغيل المسموح به للأنبوب باستخدام معادلات إجهاد الجدران الرقيقة أو الجدران السميكة (وفقًا لقوانين الأنابيب ASME B31.1/B31.3 وقواعد التصميم الأخرى). بالنسبة لمادة معينة ودرجة حرارة معينة، ستؤدي الجدران السميكة (SCH 80) إلى ضغط داخلي أعلى مسموح به قبل الخضوع أو الوصول إلى حد الإجهاد التصميمي. تعتمد الضغوطات الحقيقية المسموح بها على قوة خضوع/شد المواد، واستثناء درجة الحرارة، وبدل التآكل وعوامل تكثيف الضغط المختارة في الكود. تترجم الجداول الهندسية ومخططات الضغط الخاصة بالشركة المصنعة الجدول الزمني والحجم إلى معدل ضغط عملي لمادة ودرجة حرارة محددة.

المواد ومكان استخدام كل جدول زمني

• الفولاذ الكربوني (ASTM A53، A106، API 5L): الاقتران الأكثر شيوعًا لـ SCH 40/SCH 80. يعتبر SCH 40 نموذجيًا لخدمة الضغط المنخفض؛ و SCH 80 لخطوط المعالجة ذات الضغط العالي أو الخطوط الهيدروليكية أو عندما يكون التآكل مطلوبًا.

• الفولاذ المقاوم للصدأ (ASTM A312): تنطبق الجداول الزمنية بالمثل؛ حيث يطلب العديد من المصنِّعين أرقام الجداول الزمنية غير القابل للصدأ للتوافق مع هندسة البراغي/التركيبات الموجودة.

• PVC/بولي كلوريد الفينيل متعدد الكلور: تستخدم هذه المواد أيضًا تسميات "الجدول الزمني" (على سبيل المثال، الجدول 40 PVC مقابل الجدول 80 PVC) ولكن الخرائط الرقمية وخصائص الضغط تعتمد على المواد وتحكمها معايير البلاستيك (على سبيل المثال، ASTM D1785). لا تفترض أن ضغوط الجدول البلاستيكي تتطابق مع ضغوط الجدول المعدني.

التطبيقات النموذجية

• SCH 40: أعمال السباكة العامة، والتدفئة والتهوية وتكييف الهواء، وخطوط العمليات ذات الضغط المنخفض، والسقالات الإنشائية، والقنوات، والعديد من خطوط المياه البلدية (حيث يكون الضغط متواضعًا).

• س 80: الخطوط الهيدروليكية عالية الضغط، والخدمة في درجات الحرارة العالية، وخطوط التغذية الكيميائية، وأنظمة الديزل/الغاز، والحالات التي تتطلب سماكة جدار إضافية لمقاومة التآكل/التآكل أو مقاومة الصدمات الميكانيكية.

توافق التركيبات والتجهيزات

ونظرًا لأن طول OD هو نفسه بالنسبة لجدول NPS معين، فإن العديد من مكونات التركيبات الخارجية (الشفاه والمشابك وبعض الوصلات) تتطابق مع أي من الجدولين - ولكن الاختلافات في المعرف تؤثر على التدفق وقد تتطلب اختيارات مختلفة للحشية/الوجه في التفاوتات الضيقة. يتغير ارتباط اللولب للتركيبات الملولبة مع سُمك الجدار؛ يقلل SCH 80 من عمق اللولب الداخلي وبالتالي يمكن أن يؤثر على الوصلات الملولبة إذا لم تكن مفصلة. ممارسة اللحام هي نفسها (لكن الجدران السميكة قد تحتاج إلى معايير مختلفة للتسخين المسبق/اللحام). استشر دائمًا الشركة المصنعة للتركيبات والكود للحصول على إرشادات اللحام/التركيب.

تخطيط التآكل والتعرية

غالبًا ما يكون اختيار جدول زمني طريقة بسيطة لإضافة "بدل تآكل". إذا كان من المتوقع أن يفقد خط ما سمك جدار يمكن التنبؤ به بمرور الوقت بسبب التآكل أو التآكل، فإن تحديد SCH 80 بدلاً من SCH 40 يمكن أن يؤجل الاستبدال ويزيد الهامش. ومع ذلك، يُفضل عادةً اختيار المواد (السبائك أو الطلاءات المقاومة للتآكل) إذا كان المحتوى الكيميائي أو الكاشطة سيهاجم الفولاذ الكربوني بسرعة. تضمين بدل التآكل بشكل صريح في المواصفات (على سبيل المثال، "SCH 40 + 1.5 مم بدل تآكل") لتجنب الغموض.

التكلفة والوزن والمقايضات اللوجستية

وزن مادة SCH 80 وتكلفة الوحدة أعلى. زيادة سُمك الجدار تعني المزيد من الفولاذ لكل متر (مناولة أثقل وتكلفة شحن أكبر)، ووقت لحام مختلف قليلاً (المزيد من الحشو والتسخين) وأحيانًا تجهيزات مختلفة لنهاية الأنبوب. بالنسبة للمشاريع ذات العدادات الكبيرة ضع الميزانية بعناية: SCH 80 يزيد من تكلفة التركيب ولكن يمكن أن يقلل من تكلفة دورة الحياة في الخدمة عالية الضغط أو التآكل. عادةً ما تكون المهل الزمنية التي يستغرقها الموردون للجداول القياسية قصيرة عندما يتوفر المخزون؛ أما المواد المخصصة أو الأقل شيوعًا (مثل الفولاذ منخفض السبائك أو الجداول كبيرة الحجم) فتستغرق وقتًا أطول.

مذكرة تجارية لشركة MWAlloys - المشتريات وتوريد المصنع

تقوم MWAlloys بتصنيع أنابيب الصلب والتجهيزات ذات الصلة. للمشترين الذين يبحثون عن توريد الصين: تقدم MWAlloys أسعارًا مباشرة من المصنع (سعر 100% الصادر من المصنع)، وتحتفظ بمخزون من الأحجام الشائعة SCH 40 و SCH 80، وتوفر إرسالًا سريعًا للأصناف المخزنة. عند الطلب من MWAlloys، حدد: NPS، والجدول الزمني، ودرجة المادة (ASTM أو API)، والطول، والتشطيب النهائي (عادي، مشطوف، ملولب)، ومتطلبات الاختبار (اختبار هيدروتست، PMI، شهادة اختبار المطحنة)، والتشطيب (أسود، مجلفن). يمكن أن يستوعب إنتاجنا كلاً من الدرجات القياسية والخاصة بالمشروع؛ يُرجى طلب عرض أسعار رسمي يسرد شهادات المطحنة وشروط التسليم.

قائمة الاختيار المرجعية ومثال عملي

قائمة المراجعة عند الاختيار بين SCH 40 و SCH 80:

• الحد الأقصى المطلوب لضغط التشغيل ودرجة الحرارة (ظروف التصميم).

• الوسائط (أكالة/كاشطة؟) ومعدل التآكل المتوقع.

• التوافق مع التركيبات والشفاه الموجودة.

• قيود الوزن والتكلفة (ميزانية المشروع والمناولة).

• اعتبارات اللحام/الربط ومتطلبات الكود (B31.x).

مثال عملي (مبسط):

• النظام: خط فولاذ كربوني 1 بوصة، 250 درجة فهرنهايت، ضغط التشغيل المطلوب 400 رطل/بوصة مربعة.

  • قد يكون الضغط المسموح به النموذجي المسموح به في SCH 40 (المعرف ~ 1.049 بوصة) أقل من المطلوب. SCH 80 (معرف ~ 0.957 بوصة تقريبًا، جدار أكثر سمكًا) يزيد من ضغط التشغيل المسموح به ويوفر هامش أمان أعلى - من المحتمل أن يكون الخيار المحافظ. قم دائمًا بإجراء حسابات ASME B31.3 الدقيقة مع الضغط المسموح به للمادة عند 250 درجة فهرنهايت للتأكد.

جدول SCH 40 مقابل جدول SCH 80

(مراجع قيم الجداول: معايير الأبعاد ASME وجداول جداول جداول الشركة المصنعة).

الأسئلة الشائعة

1. هل الجدول الزمني واحد لجميع المواد؟
لا. "الجدول" هو اصطلاح قياسي للأبعاد يشير إلى جداول سمك الجدار؛ يعتمد أداء الضغط لجدول معين على المادة (الفولاذ الكربوني، الفولاذ المقاوم للصدأ، PVC، إلخ) ومعيار المادة المعمول به. على سبيل المثال، للجدول 40 غير القابل للصدأ نفس سمك الجدار الاسمي للجدول 40 من الفولاذ الكربوني ولكن الضغط المسموح به عند درجة الحرارة يعتمد على المادة.

2. هل أنبوب SCH 80 يتحمل دائماً ضعف ضغط أنبوب SCH 40؟
تزداد سعة الضغط مع زيادة السُمك، ولكن العلاقة ليست خطية وتعتمد على قوة المادة ودرجة الحرارة. استخدم معادلات الكود (ASME B31.3/B31.1) أو مخططات الضغط الخاصة بالشركة المصنعة للحصول على القيم الدقيقة المسموح بها.

3. هل يمكنني ضم SCH 40 و SCH 80 في نفس النظام؟
نعم - نظرًا لأن OD ثابت بالنسبة لـ NPS معين، فإن الهندسة الخارجية تتطابق مع الشفاه والعديد من الوصلات. ومع ذلك، تحقق من تعشيق اللولب، وتأثيرات التدفق، ومتطلبات الكود للتحولات. ضع في اعتبارك تركيبات التعزيز أو التجهيزات المخفضة عند الحاجة.

4. هل SCH 80 مطلوب للخطوط تحت الأرض؟
ليس بالضرورة. يعتمد التصميم تحت الأرض على حمل التربة والمخاطر الفيزيائية الخارجية والضغط الداخلي ومخاطر التآكل. بالنسبة لبعض الخدمات المدفونة يتم تحديد جدول زمني أعلى أو حماية خارجية (طلاء، حماية كاثودية). راجع معايير خطوط الأنابيب (AWWA للمياه، API/ASME للخدمات الأخرى).

5. ما المعيار الذي يخبرني بالأبعاد الدقيقة؟
يحتوي المعيار ASME B36.10M (وB36.19M للصدأ) على جداول الجداول والأبعاد (OD، وسمك الجدار الاسمي).

6. هل يؤثر الجدول الزمني على اختيار الشفة؟
عادةً ما تتبع أوجه الشفة وأنماط البراغي عادةً OD/NPS. ولكن نظرًا لتغير المعرف، تأكد من أن اختيار الحشية وتصنيف الضغط يتطابق مع الجدول الزمني/المواد المقصودة. يوفر المصنعون مواصفات الشفة المرتبطة بالجدول الزمني والفئة.

7. كم تزيد تكلفة SCH 80؟
تعتمد التكلفة على الحجم والمواد؛ يستخدم SCH 80 كمية أكبر من الفولاذ لكل متر، لذا تزداد تكلفة المواد بالتناسب مع مساحة المقطع العرضي بالإضافة إلى المناولة/المعالجة الإضافية. لتخطيط الميزانية، اطلب وزن/سعر المورد لكل متر لكلا الجدولين.

8. هل يمكن استبدال PVC SCH 40 و SCH 80 بالفولاذ؟
أرقام جداول PVC/CPVC متشابهة من حيث الأبعاد ولكن حدود الضغط/درجة الحرارة وأنواع الوصلات تختلف. لا تخلط المواد دون تصميم دقيق.

9. ما هي الجداول "القياسية" التي يجب الاحتفاظ بها في المخزون؟
SCH 40 هو الأكثر شيوعًا في المخزون. كما يقوم العديد من الموردين بتخزين أحجام SCH 80 الشائعة للتطبيقات الصناعية. عادةً ما يتم تصنيع الأقطار الكبيرة والسبائك الغريبة حسب الطلب. تأكد من حالة المخزون مع المورد (على سبيل المثال، يمكن ل MWAlloys التأكد من توافر SKU).

10. إذا كنت بحاجة إلى أكثر من SCH 80، فما هي الخيارات المتاحة؟
يمكنك تحديد جداول زمنية أعلى (SCH 160، XXS) أو فئات فائقة القوة (XS)، أو اختيار سمك جدار أثقل مخصص حسب جدول ASME. وبدلاً من ذلك، اختر سبيكة أعلى قوة لتقليل سُمك الجدار مع تلبية الضغط.

قائمة المواصفات (ما يجب وضعه في أمر الشراء)

• NPS والجدول الزمني (على سبيل المثال، "1 في NPS SCH 80")

• مواصفات المادة (درجة ASTM/AWWA/API والمعالجة الحرارية) والدرجة (على سبيل المثال، ASTM A106 Gr. B)

• تشطيب الطرف (عادي، مشطوف، ملولب)

• شرط الطول أو الطول العشوائي/المتواصل

• متطلبات الاختبار الهيدروستاتيكي ومعايير القبول

• شهادة اختبار المطحنة (MTC) من النوع المطلوب (EN 10204 3.1 / 2.2 إلخ)

• تشطيب السطح أو الطلاء أو الجلفنة إذا لزم الأمر

• الكمية والجدول الزمني للتسليم (المخزون مقابل الطلب حسب الطلب)

الملخص الختامي

الاختيار بين الجدول 40 والجدول 80 هو مفاضلة بين التجويف الداخلي/التدفق والقدرة الهيكلية/ضغط مقابل التكلفة والوزن. استخدم ظروف التصميم (الضغط، ودرجة الحرارة، والتآكل، والتآكل، والأحمال الميكانيكية) كمحرك أساسي؛ ثم تحقق من جداول أبعاد ASME B36.10M ومعايير المواد ذات الصلة ASTM لوضع اللمسات الأخيرة على المواد والجدول الزمني. بالنسبة للمشتريات من الصين، توفر MWAlloys أسعار المصنع وخيارات المخزون للجداول الشائعة مع وثائق المطاحن المتاحة عند الطلب. asme.orgمنظمة ASTM الدولية | ASTM

مراجع موثوقة

• ASME B36.10M - أنابيب الصلب الملحومة وغير الملحومة المطاوع (ASME)
• ASTM A53/A53M - المواصفة القياسية للأنابيب الفولاذية، الفولاذ، الأسود والمغطس على الساخن، والمغلفة بالزنك، الملحومة وغير الملحومة (ASTM International)
• AWWA C200 - أنابيب المياه الفولاذية (الرابطة الأمريكية لأشغال المياه)
• مخطط أبعاد الأنابيب ANSI/ASME (PDF) - مرجع جدول الجدول النموذجي