مخطط أبعاد الأنابيب الفولاذية مقاسات الأنابيب الفولاذية، المواصفات الهندسية

أبعاد الأنابيب الفولاذية محكومة بأقطار خارجية ثابتة مرتبطة بالحجم الاسمي للأنبوب وبجداول سمك الجدار المحددة بجدول الأنابيب؛ الاستنتاج الحاسم لجميع المشترين والمهندسين هو أن الحجم الاسمي للأنبوب (NPS) نادرًا ما يساوي القطر الخارجي الفعلي للأنبوب، وهو تمييز يملي توافق النظام وسلامة الضغط. سبائك MWalloys يحل هذا التعقيد من خلال الالتزام الصارم بمعايير ASME B36.10M و ASME B36.19M مع توفير 100% التسعير المباشر من المصنع 100%, مما يلغي علامات الموزعين. سواءً كان مشروعك يحتاج إلى فولاذ كربوني قياسي من الجدول 40 أو تكوينات مخصصة من سبائك الجدران الثقيلة، فإن منشأتنا تقدم حلول أنابيب مصممة بدقة ومصممة خصيصًا وفقًا للمواصفات الدقيقة. يُستخدم هذا الدليل كمصدر تقني أساسي للتنقل بين مخططات القطر وجداول سماكة الجدار وحسابات الوزن، مما يضمن أن بنيتك التحتية تلبي أعلى معايير السلامة والأداء العالمية.

1. أساسيات تحجيم الأنابيب الفولاذية: NPS و DN و OD

لإتقان مقاسات أبعاد الأنابيب الفولاذية, ، يجب أولاً فصل المصطلحات عن القياسات المادية. في القطاع الصناعي، المصطلحات المستخدمة في طلب الأنابيب هي مصطلحات مُعيِّنة وليست قياسات مباشرة للشيء الذي بين أيدينا.

حجم الأنبوب الاسمي (NPS) مقابل القطر الخارجي الفعلي

يعتمد معيار أمريكا الشمالية، المعروف باسم الحجم الاسمي للأنابيب (NPS)، على مجموعة من الأعداد الصحيحة الموحدة (على سبيل المثال، 2، 4، 6) لتحديد الأنابيب. ومع ذلك، فإن الحقيقة المربكة للمبتدئين هي أن أنبوب NPS 2 لا يبلغ قطره الخارجي 2 بوصة. بل يبلغ في الواقع 2.375 بوصة (60.3 مم).

ويوجد هذا التباين بسبب ممارسات التصنيع التاريخية المعروفة باسم "حجم الأنابيب الحديدية" (IPS). في أوائل القرن العشرين، كان يتم تحديد مقاسات الأنابيب بناءً على قطر داخلي موحد (ID). ومع تحسن التصنيع وانخفاض سُمك الجدار لتوفير المواد مع الحفاظ على معدلات الضغط، زاد القطر الداخلي، ولكن ظل القطر الخارجي (OD) ثابتًا لضمان التوافق مع الشفاه والصمامات والتجهيزات المتزاوجة.

قاعدتا OD:

1. من NPS 1/8 إلى NPS 12: يكون OD الفعلي دائمًا أكبر من محدد حجم الأنبوب الاسمي.

2. NPS 14 وأكبر: الجرعة OD الفعلية هي متساوية إلى حجم الأنبوب الاسمي (على سبيل المثال، أنبوب NPS 14 هو بالضبط 14 بوصة من الخارج).

القطر الاسمي (DN) والتحويل المتري

تتطلب التجارة العالمية إجادة استخدام كل من النظامين الإمبراطوري والميتري. وتستخدم منظمة المعايير الدولية (ISO) القطر الاسمي (DN)، الذي يقاس بالمليمترات. تقوم شركة MWalloys بتوريد كلتا السوقين، لذا فإن فهم الترجمة أمر حيوي.

معادلة التحويل:

NPS×25.4 ≠ 25.4 ≠ DN

(هذا مفهوم خاطئ شائع).
يحدد المعيار تعيينات محددة. على سبيل المثال، NPS 3 هو DN 80 وليس DN 76.2.

الجدول 1: المرجع المشترك بين مصادر القدرة النووية ومصادر القدرة النووية إلى مرجع القدرة التشغيلية

2. فك رموز جداول الأنابيب: سمك الجدار وتصنيفات الضغط

عندما يحدد المهندسون مقاسات أبعاد الأنابيب الفولاذية, "الجدول الزمني" (SCH) هو المتغير الذي يحدد قوة الأنبوب. رقم الجدول ليس بُعدًا في حد ذاته ولكنه تصنيف لسمك الجدار بالنسبة إلى العمق الخارجي.

المنطق الهندسي لأرقام الجداول الزمنية

أنشأ المعهد الوطني الأمريكي للمعايير (ANSI) أرقام الجداول الزمنية لتحل محل المصطلحات القديمة والمبهمة مثل Standard (STD) و Extra Strong (XS) و Double Extra Strong (XXS).

رقم الجدول مشتق تقريبًا من الصيغة:

الجدول الزمني=1,000 × 1,000×PS​

أين:

• P = ضغط الخدمة الداخلية (رطل لكل بوصة مربعة)

• S = قوة الشد القصوى للمادة (رطل لكل بوصة مربعة)

وهذا يعني أن أنبوب الجدول 80 مصمم لتحمل ضغوط داخلية أعلى بكثير من أنبوب الجدول 40. في MWalloys، نؤكد في MWalloys على أن زيادة الجدول يزيد من سمك الجدار عن طريق تقليل القطر الداخلي. القطر الخارجي مغلق.

التكوينات القياسية مقابل تكوينات الجدران الثقيلة

• الجدول 40 (STD): المقاس الأكثر انتشاراً في كل مكان للسباكة العامة والتطبيقات الإنشائية ونقل السوائل منخفضة الضغط. بالنسبة للأحجام حتى 10 NPS، فإن Sch 40 مطابق لـ "الوزن القياسي" (STD).

• الجدول الزمني 80 (XS): يُستخدم في خطوط البخار عالي الضغط والمعالجة الكيميائية والهيدروليكية. يوفر جدارًا أكثر سمكًا لمقاومة التآكل. حتى 8 NPS 8، Sch 80 مطابق لـ "القوي جداً" (XS).

• الجدول 160 & XXS مخصص لبيئات الضغط الشديد، مثل توليد الطاقة واستخراج النفط من أعماق البحار.

المذكرة الفنية لسبائك MWalloys:
يجب أن يلاحظ مسؤولو المشتريات أن جداول الفولاذ المقاوم للصدأ مصنفة باللاحقة "S" (على سبيل المثال، Sch 10S، Sch 40S) وفقًا للمعيار ASME B36.19M. وغالبًا ما تسمح هذه الجداول بجدران أقل سمكًا بسبب المقاومة الفائقة للتآكل للمادة مقارنةً بالفولاذ الكربوني.

3. مخططات الأبعاد الشاملة (ASME B36.10M)

تمثل مجموعات البيانات التالية خطوط الإنتاج الأساسية المصنعة في MWalloys. نحافظ على ضوابط مشددة على هذه الأبعاد لضمان سلاسة التركيب الميداني.

الرسم البياني أ: أنابيب التجويف الصغيرة (NPS 1/2 إلى NPS 2)

الأنابيب ذات التجويف الصغير أمر بالغ الأهمية للأجهزة والخطوط الفرعية. الدقة هنا أمر بالغ الأهمية لمنع إجهاد الاهتزازات.

الرسم البياني ب: أنابيب التجويف المتوسط (NPS 3 إلى NPS 12)

ويشكل هذا النطاق الجزء الأكبر من أنابيب المعالجة في المصافي والإنشاءات التجارية.

(ملاحظة: يمكن لسبائك MWalloys تصنيع ما يصل إلى NPS 48 بسماكة جدار تتجاوز 2 بوصة للتطبيقات المتخصصة. اتصل بمكتبنا الهندسي للحصول على المخططات ذات الأقطار الكبيرة).

4. الحسابات الفنية: معادلات الوزن والكتلة

يعتمد التخطيط اللوجستي وتصميم الدعم الهيكلي اعتمادًا كبيرًا على حسابات الوزن الدقيقة. وعلى الرغم من أن الرسوم البيانية مفيدة، إلا أن المهندسين غالبًا ما يحتاجون إلى حساب وزن الأطوال أو الأحجام المخصصة غير القياسية التي توفرها MWalloys.

يتم حساب الوزن النظري لأنابيب الصلب (الفولاذ الكربوني) باستخدام المعادلة التالية المقبولة في الصناعة:

W=10.69×(OD-t)×t

أين:

• W = الوزن بالرطل لكل قدم (رطل/قدم).

• OD = القطر الخارجي بالبوصة.

• t = سُمك الجدار بالبوصة.

بالنسبة للحسابات المترية ( كجم/متر ):

$$W=0.02466\times (OD-t)\times t$$

أين:

• OD بالملليمتر

• t بالملليمتر

حسابات الوزن لكل وحدة طول وحجم الوحدة

لحساب تقدير تكلفة التصميم والشحن احسب:

• مساحة المقطع العرضي = π × (OD² - ID²) / 4

• الحجم لكل قدم = مساحة المقطع العرضي × 12 بوصة

• الوزن لكل قدم = الحجم لكل قدم × كثافة المادة

الكثافة النموذجية:

• الفولاذ الكربوني ~ 0.283 رطل/بوصة مكعبة (7850 كجم/م³)

• الفولاذ المقاوم للصدأ ~ 0.29 رطل/بوصة مكعبة (8000 كجم/متر مكعب)

مثال للحساب السريع لـ NPS 2 بوصة SCH 40:

• OD = 2.375 بوصة؛ الجدار = 0.154 بوصة؛ ID = 2.067 بوصة

• مساحة المعدن = π × (2.375² - 2.067²) / 4 ≈ 1.009 بوصة مربعة

• الحجم لكل قدم = 1.009 × 12 = 12.11 بوصة³

• الوزن لكل قدم = 12.11 × 0.283 × 0.283 ≈ 3.43 رطل/قدم

استخدم دائماً أرقاماً دقيقة من الجداول القياسية أو شهادات المطاحن في عروض الأسعار اللوجستية النهائية.

سبب أهمية الحساب:
يتم تحديد تكاليف الشحن حسب الكتلة. عند الشراء من MWalloys، نقوم بتحسين خطة التحميل بناءً على هذه الحسابات الدقيقة لزيادة مساحة الحاوية إلى أقصى حد. يمكن أن يؤدي سوء فهم الوزن "الاسمي" مقابل الوزن "الفعلي" إلى أخطاء لوجستية. تضمن شركة MWalloys توافق الوزن المفوتر مع الوزن النظري في حدود التفاوتات المسموح بها وفقًا لمعايير ASTM.

5. التفاوتات المسموح بها في التصنيع ومراقبة الجودة

هناك سهو شائع في البحث عن مقاسات أبعاد الأنابيب الفولاذية بافتراض أن الأنبوب سيكون مثاليًا هندسيًا. في الواقع، تسمح معايير التصنيع (ASTM A53، A106، API 5L) بتفاوتات تحمل محددة. تفخر شركة MWalloys بالحفاظ على تفاوتات أكثر صرامة من المعايير حيثما أمكن.

تفاوت سُمك الجدار

بالنسبة لمعظم الأنابيب غير الملحومة والملحومة (ASTM A53/A106)، يجب ألا يزيد الحد الأدنى لسُمك الجدار عند أي نقطة عن 12.5% تحت 12.5% سمك الجدار الاسمي المحدد.

• الآثار المترتبة على ذلك: إذا طلبت أنبوبًا بجدار 0.500 بوصة، فإن القياس الموضعي 0.4375 بوصة مقبول تقنيًا حسب المعيار. وتستخدم شركة MWalloys الفرجار الدوّار المتطور أثناء الإنتاج لاستهداف المتوسط الاسمي، مما يضمن حصولك على الفولاذ الذي دفعت ثمنه.

التفاوت المسموح به للقطر الخارجي

• 1.5 وأقل من 1.5 وأقل من ذلك: ± 1/64 بوصة (0.4 مم)

• NPS 2 إلى NPS 4: ±1/32 بوصة (0.8 مم)

• NPS 5 إلى NPS 8: ± 1/16 بوصة (1.6 مم)

• NPS 10 وأكبر: ±3/32 بوصة (2.4 مم)

الاستقامة والمبايضة

يجب أن تكون الأنابيب مستقيمة بشكل معقول. تطبق شركة MWalloys فحوصات الاستقامة بالليزر، خاصةً بالنسبة للأنابيب المخصصة للخيوط أو المستخدمة في مراكز التصنيع الآلي باستخدام الحاسب الآلي، مما يقلل من وقت التوقف عن العمل لعملائنا.

6. الدرجات المادية: ما وراء الأبعاد

بينما تضمن الأبعاد ملاءمة الأنبوب، فإن درجة المادة تضمن استمراره. تقوم شركة MWalloys بتخزين وتصنيع الأنابيب في مختلف الدرجات التي تلتزم بمعايير الأبعاد الخاصة بمعيار ASME B36.10.

1. الفولاذ الكربوني (ASTM A106 Gr B / A53 Gr B): العمود الفقري للصناعة. تستخدم للخدمة في درجات الحرارة العالية ونقل السوائل العامة.

2. الفولاذ الكربوني منخفض الحرارة (ASTM A333 Gr 6): مطابق من حيث الأبعاد ل A106 ولكنه معالج كيميائياً ليتحمل الصدمات عند درجة حرارة -50 درجة فهرنهايت (-45 درجة مئوية).

3. أنابيب الخطوط (API 5L X42 - X80): أنابيب عالية الإنتاجية لنقل النفط والغاز. تتبع الأبعاد نفس مخططات NPS، ولكن قد تكون الجدران أرق بسبب القوة الأعلى للصلب.

4. سبائك الصلب (ASTM A335 P11، P22، P91): تستخدم في توليد الطاقة للحرارة الشديدة.

تتيح لنا قدرة مصنعنا إنتاج أبعاد مخصصة ضمن هذه الدرجات. إذا احتاج العميل إلى سُمك جدار غير قياسي (على سبيل المثال، 0.625 بوصة بالضبط) لتلبية رمز معين لأوعية الضغط، يمكن لشركة MWalloys تعديل قالب البثق لإنتاجه.

7. ميزة MWalloys: التخصيص ونموذج المصنع المباشر

في سوق مشبع بالشركات التجارية والوسطاء، تتميز شركة MWalloys كشركة مصنعة. إن وعدنا "سعر المصنع 100%" ليس مجرد شعار، بل هو هيكل تشغيلي.

أهمية المصنع المباشر للأبعاد

عند الشراء من بائع مخزون، فأنت مقيد بما هو موجود في مستودعاتهم - عادةً ما يكون الجدول 40 أو 80 القياسي.

• أطوال مخصصة: نقوم بالقص أو التصنيع حسب طولك الدقيق (على سبيل المثال، 11.8 متر) لتناسب حاويات الشحن بشكل مثالي أو لتقليل نفايات اللحام في الموقع.

• الأحجام الفردية: هل تحتاج إلى أنبوب NPS 5؟ وهو حجم غير قياسي غير متوفر غالبًا في مراكز التوزيع. يمكن لشركة MWalloys تصنيعها.

• شطف دقيق: نحن نطبق زوايا مائلة مخصصة (30 درجة أو 37.5 درجة أو حواف مائلة مركبة) في المصنع، مما يوفر ساعات من العمل اليدوي في موقع البناء الخاص بك.

كفاءة سلسلة التوريد

من خلال دمج منطق التصنيع والتصدير، نتعامل مع العملية بأكملها بدءًا من اختيار البليت وحتى التسليم مجانًا على ظهر السفينة (FOB) أو التكلفة والتأمين والشحن (CIF). يتفهم فريقنا الفروق الدقيقة في تجميع الأنابيب لمنع التلف البيضاوي أثناء النقل البحري.

8. اعتبارات التركيب على أساس التحجيم

يحدد بُعد الأنبوب طريقة الربط.

• اللحام التناكبي: يتطلب مطابقة دقيقة بين المعرف والفتحة الخارجية. في حالة توصيل أنبوب من الجدول 80 بتركيبة من الجدول 40، يجب أن يكون التجويف مدببًا (مملوءًا بشكل معاكس) لمنع الاضطراب والتآكل الناتج عن التآكل.

• لحام المقبس: تستخدم للتجويف الصغير (NPS 2 وما دون). يتم إدخال الأنبوب في تجويف. التفاوت المسموح به في التجويف الخارجي أمر بالغ الأهمية هنا؛ إذا كان الأنبوب كبيرًا جدًا (حتى في حدود التفاوت المسموح به)، فقد لا يتناسب مع التجويف.

• الخيوط (NPT/BSP): مسموح فقط في أنابيب الجدول 40 والأثقل. الأنابيب ذات الجدران الخفيفة (الجدول 10) لا تحتوي على مواد كافية لقطع الخيوط دون المساس بالسلامة الإنشائية.

توفر MWalloys أوراق بيانات فنية تقدم المشورة بشأن طريقة الربط الموصى بها لكل حجم وجدول زمني ننتجه.

9. مواضيع متقدمة: معدل التدفق والحجم الداخلي

هناك جانب كثيراً ما يتم تجاهله في مقاسات أبعاد الأنابيب الفولاذية هي السعة الداخلية. نظرًا لأن الجدول 80 له معرف أصغر من الجدول 40، فإنه يستوعب كمية أقل من السوائل لكل قدم طولي.

حساب مساحة التدفق:

المساحة=π×ص2

المكان 

$r$

 هو نصف القطر الداخلي.

لأنبوب NPS 2:

• Sch 40 ID: 2.067" -> المساحة ≈ 3.35 بوصة مربعة.

• Sch 80 ID: 1.939" -> المساحة ≈ 2.95 بوصة مربعة.

ويعني هذا الانخفاض في مساحة التدفق بمقدار 121 تيرابايت 3 تيرابايت تقريبًا أنه لتحريك نفس حجم السائل، يجب أن تزيد السرعة، مما يزيد من فقدان رأس الاحتكاك واستهلاك الطاقة. يجب على المهندسين تحقيق التوازن بين الحاجة إلى احتواء الضغط (جدار أكثر سمكًا) وكفاءة الطاقة (معرف أكبر). يمكن لمهندسي MWalloys المساعدة في حسابات عائد الاستثمار هذه أثناء مرحلة اختيار المواد.

10. الأسئلة الشائعة (FAQs)

هل أنت مستعد للشراء؟
الإبحار مقاسات أبعاد الأنابيب الفولاذية معقدة، لكن شراءها لا ينبغي أن يكون كذلك. سبائك MWalloys تجمع بين الخبرة الهندسية العميقة واقتصاديات المصنع المباشرة. وسواء كنت بحاجة إلى أنابيب A106 غير الملحومة القياسية أو أنابيب خطية مصنوعة حسب الطلب، فإن فريقنا على استعداد لتقديم عرض أسعار يناسب ميزانيتك ومواصفاتك الفنية.

اتصل بشركة MWalloys اليوم للحصول على عرض الأسعار المخصص لك واختبر قوة الدقة المباشرة من المصنع.