بناء السفن
ما هو جدول الأنابيب؟
جدول الأنابيب (SCH) هو مقياس للسمك الاسمي لجدار الأنبوب الفولاذي.
في الماضي، استخدم مُصنِّعو المعادن ثلاثة أبعاد للأنابيب: قياسي، فائق المتانة، ومضاعف القوة. إلا أن عدم تحديد هذه الأبعاد الثلاثة لم يكن مفيدًا. لذا، تتوفر أنابيب الفولاذ اليوم بأربعة عشر جدولًا مختلفًا.
الجدول الأكثر شيوعًا هو الجدول 40.
معنى أنابيب الفولاذ الكربوني من الجدول 40:
أنبوب الفولاذ الكربوني من الجدول 40 هو أنبوب متوسط الجدار مصنوع من الفولاذ الكربوني، ومُصنّع وفقًا لمعيار ASME B36.10. وهو أحد درجات سمك جدار الأنبوب المقبولة دوليًا. يشير الرقم "40" في اسمه إلى رقم سلسلة سمك الجدار. كلما زاد الرقم، زاد سمك الجدار (على سبيل المثال، Sch 80 أكثر سمكًا من Sch 40). تختلف مواصفات جميع الأنابيب، مما يدل على حجمها وقدرتها على تحمل الضغط. مجموعة Husteel الصناعية هي مورد ومصنع رائد لمنتجات أنابيب الفولاذ الكربوني Sch 40.
يتوفر الفولاذ الكربوني بدرجات وتركيبات كيميائية مختلفة، ولكن يتم قياس وتصنيف قدرة الضغط. أنبوب الفولاذ الكربوني Sch 40 هو أنبوب متوسط القدرة على تحمل الضغط، بقطر يصل إلى 24 بوصة وسمك جدار يصل إلى 46 مم.
معايير التنفيذ:
ASTM A106: سلس، يتحمل درجات حرارة وضغط عاليين.
ASTM A53: ملحوم/غير ملحوم، للأغراض العامة.
API 5L: خط أنابيب نقل النفط والغاز. عملية التصنيع:
عملية التصنيع: يمكن تقسيمها إلى أنابيب غير ملحومة (مدرفلة على الساخن/مسحوبة على البارد) أو أنابيب ملحومة (مدرفلة على الساخن/مُسحوبة على البارد).
بالإضافة إلى متانة المادة، تُحدد نسبة القطر إلى سمك الجدار ما إذا كان الأنبوب من نوع Sch 40 أو مواصفات أخرى. تعتمد المواصفات على القطر الخارجي، وسمك الجدار، وقدرته على تحمل الضغط. يعتمد وزن أنبوب الفولاذ الكربوني Sch 40 على مادة تصنيعه. كلما زادت نسبة الكربون المضافة إلى الفولاذ، قل وزن الأنبوب. لكن سمك الجدار وقطره يلعبان دورًا أيضًا. بما أن أنبوب Sch 40 ينتمي إلى فئة الضغط المتوسط، فإن سمك جدار الأنبوب ووزنه يقعان أيضًا ضمن النطاق المتوسط. يرجى مراجعة الجدول أدناه لمزيد من التفاصيل.
| Nominal size [inches] | Outside diameter [inches] | Outside diameter [mm] | Wall thickness [inches] | Wall thickness [mm] | Weight [lb/ft] | Weight [kg/m] |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1/8 | 0.405 | 10.3 | 0.068 | 1.73 | 0.24 | 0.37 |
| 1/4 | 0.540 | 13.7 | 0.088 | 2.24 | 0.42 | 0.84 |
| 1/2 | 0.840 | 21.3 | 0.109 | 2.77 | 0.85 | 1.27 |
| 3/4 | 1.050 | 26.7 | 0.113 | 2.87 | 1.13 | 1.69 |
| 1 | 1.315 | 33.4 | 0.133 | 3.38 | 1.68 | 2.50 |
| 1 1/4 | 1.660 | 42.2 | 0.140 | 3.56 | 2.27 | 3.39 |
| 1 1/2 | 1.900 | 48.3 | 0.145 | 3.68 | 2.72 | 4.05 |
| 2 | 2.375 | 60.3 | 0.154 | 3.91 | 3.65 | 5.44 |
| 2 1/2 | 2.875 | 73.0 | 0.203 | 5.16 | 5.79 | 8.63 |
| 3 | 3.500 | 88.9 | 0.216 | 5.49 | 7.58 | 11.29 |
| 3 1/2 | 4.000 | 101.6 | 0.226 | 5.74 | 9.11 | 13.57 |
| 4 | 4.500 | 114.3 | 0.237 | 6.02 | 10.79 | 16.07 |
| 5 | 5.563 | 141.3 | 0.258 | 6.55 | 14.62 | 21.77 |
| 6 | 6.625 | 168.3 | 0.280 | 7.11 | 18.97 | 28.26 |
| 8 | 8.625 | 219.1 | 0.322 | 8.18 | 28.55 | 42.55 |
| 10 | 10.750 | 273.0 | 0.365 | 9.27 | 40.48 | 60.31 |
| 12 | 12.750 | 323.8 | 0.406 | 10.31 | 53.52 | 79.73 |
| 14 | 14 | 355.6 | 0.375 | 11.13 | 54.57 | 94.55 |
| 16 | 16 | 406.4 | 0.500 | 12.70 | 82.77 | 123.30 |
| 18 | 18 | 457.0 | 0.562 | 14.27 | 104.67 | 155.80 |
| 20 | 20 | 508.0 | 0.594 | 15.09 | 123.11 | 183.42 |
| 24 | 24 | 610.0 | 0.688 | 17.48 | 171.29 | 255.41 |
| 32 | 32 | 813.0 | 0.688 | 17.48 | 230.08 |
342.91 |
1التركيب الكيميائي لأنابيب الفولاذ الكربوني من النوع 40:
يشير مصطلح "أنابيب الجدول 40" إلى السُمك الاسمي لجدار الأنابيب، وليس إلى درجة جودتها. لذلك، ليس بالضرورة أن يكون التركيب الكيميائي لأنابيب الجدول 40 موحدًا.
ومع ذلك، تُصنع أنابيب الجدول 40 من فولاذ منخفض الكربون، وعادةً ما تكون من النوع A53. ويختلف تركيبها الكيميائي باختلاف الأنواع واللحامات، ولكن كمرجع، يبدو تركيب فولاذ A53 الملحوم بدون لحام من النوع S كما يلي:
الكربون - 0.25% (كحد أقصى)
المنغنيز - 0.95% (كحد أقصى)
الفوسفور - 0.05% (كحد أقصى)
الكبريت - 0.045% (كحد أقصى)
النحاس - 0.4% (كحد أقصى)
النيكل - 0.4% (كحد أقصى)
الكروم - 0.4% (كحد أقصى)
الموليبدينوم - 0.15% (كحد أقصى)
الفاناديوم - 0.08% (كحد أقصى)
المواد الشائعة لأنابيب الفولاذ المدرجة في الجدول 40 (الجدول 40):
أنابيب الفولاذ المدرجة في الجدول 40 هي أنابيب متعددة الأغراض، ويؤثر اختيار مادتها بشكل مباشر على مقاومة الضغط والتآكل والظروف المناسبة.
1. الفولاذ الكربوني (مثل ASTM A106/A53): يُستخدم الفولاذ A106 غير الملحوم في بيئات درجات الحرارة والضغط العاليين، بقوة شد ≥ 415 ميجا باسكال وقوة خضوع ≥ 240 ميجا باسكال. يُستخدم الفولاذ A53 GR.B غير الملحوم/الملحوم في بيئات الضغط المتوسط والمنخفض.
2. الفولاذ المقاوم للصدأ (مثل ASTM A312 304/316): يتميز بمقاومة عالية للتآكل، ويحتوي الفولاذ المقاوم للصدأ 316L على نسبة من الموليبدينوم تتراوح بين 2% و3%، وهو مناسب للبيئات الكيميائية والبحرية.
٣. الفولاذ السبائكي (مثل ASTM A335 P11/P22): يحتوي على عناصر مثل الكروم والموليبدينوم، وهو مقاوم لدرجات الحرارة والضغط العاليين، ويُستخدم غالبًا في أنابيب غلايات محطات الطاقة.
٤. الفولاذ المجلفن (الأنابيب المجلفنة ASTM A53): سطح أنابيب الفولاذ Sch 40 مجلفن، مما يجعلها مقاومة للتآكل وتطيل عمرها الافتراضي.
مجالات استخدام أنابيب الفولاذ الكربوني من الجدول 40:
(١) نقل السوائل
أنظمة المياه: مياه الصنبور، رشاشات الحريق (الضغط المنخفض)، التدفئة والتهوية وتكييف الهواء (HVAC).
الغاز: الهواء المضغوط، الغاز الطبيعي منخفض الضغط.
الصناعات الكيميائية: السوائل غير المسببة للتآكل (مثل مياه التبريد والزيت). يجب أن تكون المواد المسببة للتآكل مبطنة أو مصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ.
(٢) المباني والمنشآت
الصرف/التهوية: أنابيب تصريف المباني (DWV)، قنوات التهوية.
الهيكل الداعم: يُستخدم أنبوب الفولاذ الكربوني SCH 40 كهيكل داعم، مثل السقالات والأرفف والحواجز.
(3) الهندسة الصناعية والبلدية
النفط/الغاز: خطوط أنابيب الضغط المنخفض، وخطوط الأنابيب المساعدة لرؤوس الآبار.
(4) المجال الزراعي
الري الزراعي: خطوط الأنابيب الرئيسية، وأنظمة الرش (الأنابيب المجلفنة أو PVC).
(5) استخدامات أخرى
مشاريع "اصنعها بنفسك": الأثاث، والمصابيح، ومرافق الحدائق (تحويل إبداعي).
ملاحظات اختيار Sch 40:
متطلبات الضغط: يجب حساب ضغط التصميم وفقًا لمعيار ASME B31.3 ومواصفات أخرى لتجنب الضغط الزائد.
البيئة المسببة للتآكل:
يحتاج الفولاذ الكربوني إلى الجلفنة أو الطلاء بالإيبوكسي في البيئات الرطبة أو الحمضية.
الفولاذ المقاوم للصدأ مناسب لحالات التآكل العالية، ولكن تكلفته أعلى.
حد درجة الحرارة:
درجة حرارة الاستخدام طويل الأمد للفولاذ الكربوني ≤ 400 درجة مئوية، ودرجات الحرارة العالية تتطلب استخدام الفولاذ السبائكي.
أنابيب PVC/CPVC SCH 40 مناسبة فقط لدرجات الحرارة المنخفضة (عادةً ≤60 درجة مئوية).
الأسئلة الشائعة:
س: ما الفرق بين أنابيب SCH 40 الفولاذية وأنابيب SCH 80 الفولاذية؟
ج: تتميز أنابيب SCH 80 بسماكة جدار أكبر من أنابيب SCH 40، وقدرة تحمل ضغط أعلى.
مستوى الضغط:
أنابيب SCH 40 مناسبة للضغط المتوسط والمنخفض (عادةً ≤200 رطل/بوصة مربعة).
أنابيب SCH 80 مناسبة للضغط العالي (300-1000 رطل/بوصة مربعة، حسب المادة). سعر أنابيب SCH 80 أعلى بنسبة 30% إلى 50% من أنابيب SCH 40 (بسبب زيادة سماكة الجدار وزيادة استهلاك المواد).
التكلفة: أنابيب SCH 80 أغلى، لكنها أكثر أمانًا.
س: هل يمكن استخدام أنابيب SCH 40 الفولاذية لنقل الغاز الطبيعي؟
ج: يمكن استخدام أنابيب Sch 40 المجلفنة في شبكات أنابيب الساحات منخفضة الضغط، ويجب أن يكون سمك جدار الخط الرئيسي 80 أو أكثر.
س: ما الفرق بين أنابيب Sch 40 الفولاذية الملحومة وغير الملحومة؟
ج: تتضمن Sch 40 عمليتين: ملحومة وغير ملحومة. تتطلب طبقات اللحام في الأنابيب الملحومة فحصًا شعاعيًا كاملاً.
س: ما الفرق بين الجدول 40 وSch 40S؟
ج: Sch 40: سمك الجدار العام، بما في ذلك الفولاذ الكربوني/الفولاذ المقاوم للصدأ.
Sch 40S: يشير تحديدًا إلى أنابيب الفولاذ المقاوم للصدأ رقيقة الجدران (مثل ASTM A312)، بسمك جدار أقل بنسبة 5-10% من أنابيب Sch 40 العادية، والمستخدمة في ظروف الأحمال الخفيفة لتوفير التكاليف.
س: هل يمكن دفن أنابيب الفولاذ Sch 40 تحت الأرض؟
ج: نعم، ولكن يجب أن تكون مقاومة للتآكل.
الفولاذ الكربوني: طلاء 3PE + حماية كاثودية (عمر افتراضي ≥ 30 عامًا).
الفولاذ المقاوم للصدأ: الدفن المباشر (316 مقاوم للتآكل الناتج عن التربة).
PVC: راتنج خام + مثبت للأشعة فوق البنفسجية (مضاد للتدهور الناتج عن الأشعة فوق البنفسجية).
يُحظر الدفن المباشر: الأنابيب المجلفنة غير المحمية (خطر الثقب خلال 5 سنوات).
س: ما هي أقصى درجة حرارة تشغيل لأنابيب الفولاذ من الجدول 40؟
ج: الفولاذ الكربوني: مقاومة طويلة الأمد لدرجة الحرارة تصل إلى 400 درجة مئوية، والحد الأقصى قصير الأمد: 450 درجة مئوية.
الفولاذ المقاوم للصدأ 304: مقاومة طويلة الأمد لدرجة الحرارة تصل إلى 800 درجة مئوية، والحد الأقصى قصير الأمد: 900 درجة مئوية.
ملاحظة: يزحف الفولاذ الكربوني عند درجات الحرارة العالية، ويجب استخدامه بتصنيف أقل.
س: كيف أميز بين أنابيب الفولاذ من الجدول 40 الصحيحة والخاطئة؟
ج: تحقق من الملصق: يجب أن يكون جسم الأنبوب مُعَلَّمًا بـ "SCH 40"، والمادة (مثل A53)، ورمز الشركة المُصنِّعة.
قياس سُمك الجدار: استخدم فرجارًا للقياس والمقارنة مع القيمة القياسية ASME B36.10 (على سبيل المثال، سُمك جدار الأنبوب بقياس 2 بوصة هو 3.91 مم).
التحقق: يُطلب من الموردين تقديم تقرير المواد (MTR) وتقرير فحص من جهة خارجية.
Read more: Schedule 40 Pipe VS Schedule 80 Pipe
