عدد اسکجول ( Schedule ) لوله چیست؟

سازمان استاندارد آمریکا ( ANSI ) برای مشخص کردن ضخامت جداره­ ی لوله ها یا رده بندی لوله ها بر اساس ضخامت یا مقاومت آن در برابر فشار سیال، از یک پارامتری به نام ( Schedule Number ( Sch. No استفاده می کند که در ایران با اصطلاح هایی چون عدد اسکجول یا اسکجوئل یا شجول شناخته می شود. این عدد گاه به عنوان رده لوله یا معرفی از استحکام آن استفاده می شود. ﻋﺪﺩ ﺍسکجول ( Sch. No ) ﺑﻪ ﻋﻨﻮﺍﻥ ﺗﻨﻬﺎ ﻣﻌﻴﺎﺭ ﻣﻨﺎﺳﺐ ﺑﺮﺍی ﺳﻔﺎﺭﺷﺎﺕ ﻛﺎﺭﺑﺮﺩ ﺩﺍﺭﺩ.

عدد اسکجول در سال ۱۹۳۹ توسط ANSI جایگزین روش وزنی گروه بندی لوله ها شده است. در روش وزنی، برای هر لوله با قطر اسمی معین، وزن مشخصی را استاندارد کرده اند که به این لوله ها استاندارد یا STD می گویند. ( STD : Standard weight )

در پاسخ به نیاز صنعت، جهت انتقال مایعات پر فشار، لوله ها با ضخامت های بیشتری تولید شد که با نام XS که مخفف Extra Strong یعنی (دارای استحکام زیاد) و یا لوله های XH که مخفف Extra Heavy یعنی فوق سنگین شناخته می شدند.

بعد ها و با افزایش توان تولید لوله های با ضخامت دیواره بیشتر، تقاضای صنایع نیز برای لوله های فشار بالا بیشتر شد. در نتیجه لوله ها با ضخامت و استحکام بالاتر  XXS که مخفف Double Extra Strong و یا XXH که مخفف Double Extra Heavy که به معنی ( وزن ۲ برابر ) می باشد ساخته شدند.

به لوله هایی که نسبت به لوله های STD یک برابر قوی شده اند، لوله های سنگین یا XS می گویند ( XS : Extra-Strong ) و به لوله هایی که نسبت به لوله های STD دو برابر قوی شده اند، لوله های فوق سنگین یا XXS می گویند. ( XXS : Double Extra-Strong ) در قطر اسمی معین، تفاوت این سه گروه در ضخامت دیواره و وزن لوله ها است.

در جدول ۱ استاندارد ASME B36.10M عدد اسکجول و مشخصه­ ی­ وزنی لوله های فولادی مشخص شده است. بخشی از این جدول را در شکل زیر می بینید. مشخصه­ ی وزنی STD معادل عدد اسکجول ۴۰ و مشخصه­ ی وزنی XS معادل عدد اسکجول ۸۰  است. مشخصه وزنی XXS منطبق بر یک عدد اسکجول نیست یا در واقع اسکجول های بالای ۱۶۰ را شامل می شود.

ﺍﻣﺮﻭﺯﻩ ﺑﺎ ﺍﻳﺠﺎﺩ ﺍﻳﻦ ﺭﻭﺵ ﺟﺪﻳﺪ ﺩﺭ ﺍﻧﺪﺍﺯﻩ ﮔﺬﺍﺭی ﻟﻮﻟﻪ ﻫﺎی صنعتی ، ﺍﻣﻜﺎﻥ ﺍﻧﺘﺨﺎﺏ ﺩقیق تر ﻫﺮ یک ﺍﺯ ﻟﻮﻟﻪ ﻫﺎ ﺑﺮ ﻣﺒﻨﺎی ﺍﻟﺰﺍﻣﺎﺕ ﻋﻤﻠﻜﺮﺩی ﻣﻮﺭﺩ ﻧﻴﺎﺯ ﺑﻪ ﻣﻨﻈﻮﺭ ﺩﺳﺘﻴﺎبی ﺑﻪ ﻋﻤﻠﻜﺮﺩ ﺍﻳﻤﻦ ﺗﺮ ﺳﻴﺴﺘﻢ ﻫﺎی ﻟﻮﻟﻪ کشی ﻓﺮﺍﻫﻢ ﺷﺪﻩ ﺍﺳﺖ. ﻣﻌﻤﻮﻻً ﺩﺭ ﺻﻨﻌﺖ ﺍﻳﺮﺍﻥ ﺍﻋﺪﺍﺩ ﺍﺳﻜﺠﻮﻝ ﺭﺍ ﺑﺎ ﻋﻨﻮﺍﻥ “ﺭﺩﻩ ی ﻟﻮﻟﻪ” می ﺷﻨﺎﺳﻨﺪ.

عدد اسکجول از تقسیم فشار طراحی ( Pressure Design ) بر حسب Psi بر تنش مجاز ( Allowable Stress ) فلز لوله بر حسب Psi، پس از ضرب کردن در ۱۰۰۰ به دست می آید. مقادیر تنش مجاز برای آلیاژهای مختلف در جدول A-1 استاندارد ASME B31.3 مشخص شده است.

ﻛﻪ ﺩﺭ ﺍﻳﻦ ﺭﺍﺑﻄﻪ :

P : ﻓﺸﺎﺭ ﻃﺮﺍحی ﺑﺮ ﺣﺴﺐ PSI

S : ﺗﻨﺶ ﺗﺴﻠﻴﻢ ﻣﻮﺍﺩ ﺳﺎﺯﻧﺪﻩ ﻟﻮﻟﻪ ﺑﺮ ﺣﺴﺐ PSI

اعداد به دست آمده از این رابطه، پس از رند شدن عبارتند از:

• ۵
• ۱۰
• ۲۰
• ۳۰
• ۴۰
• ۶۰
• ۸۰
• ۱۰۰
• ۱۲۰
• ۱۴۰
• ۱۶۰

این اعداد به عنوان عدد اسکجول در ASME B36.10M استفاده شده اند. هر چه این عدد در یک NPS مشخص بزرگ تر شود، ضخامت لوله و وزن آن بیشتر خواهد بود. در جدول ۱ این استاندارد، با در اختیار داشتن DN یا NPS و Sch. No لوله می توانیم ضخامت آن را مشخص کنیم. هیچ فرمولی بین عدد اسکجول و ضخامت لوله وجود ندارد، بلکه باید ضخامت لوله را بر حسب عدد اسکجول و سایز اسمی لوله از استانداردها مثل جدول ۱ استاندارد ASME B36.10M یا دیتاشیت سازنده ها پیدا کرد.

قطر خارجی لوله ( OD ) در یک عدد اسکجول مشخص ثابت است و با تغییر عدد اسکجول، ضخامت جداره کم یا زیاد شده و تنها قطر داخلی لوله ( ID ) افزایش یا کاهش می یابد. وقتی جنس لوله ها از فولادهای زنگ نزن باشد، برای بیان ضخامت آن ها طبق ASME B36.19M از عدد اسکجول به همراه حرف پسوند S استفاده می شود، مثل : ۴۰S ،۵S و غیره

DN یا NPS لوله چیست؟

از DN یا NPS برای بیان سایز لوله استفاده می شود. DN مخفف Diameter Nominal به معنی قطر اسمی، پارامتر سایز اسمی لوله است. DN مشخصه ای بدون بعد از اندازه لوله است که در سیستم واحد متریک و به وسیله سازمان جهانی استاندارد (ISO) توسعه یافته است.

این پارامتر بیش از اینکه مشخص کننده اندازه واقعی لوله باشد به عنوان روشی برای متمایز ساختن لوله ها از یکدیگر و نام گذاری آن ها مورد استفاده قرار می گیرد. در مقابل DN در سیستم متریک، سیستم اینچی از NPS به همان منظور استفاده می کند که مخفف عبارت Nominal Pipe Size است.

اندازه اسمی لوله ، NPS یک استاندارد آمریکایی است که برای لوله هایی که در دما و فشارهای بالا و یا پایین کاربرد دارند. در اصل قبلا IPS بوده “ Iron Pipe Size ” که اخیرا به NPS تغییر نام یافته است.

سیستم IPS جهت تخصیص ابعاد و اندازه به لوله ها راه اندازی شد. اندازه ای که نمایانگر تقریبی قطر داخل متریال لوله بود که با واحد اینج اندازه گیری میشد. به عبارتی ، یک لوله IPS 6″ لوله ای است که قطر داخلی آن تقریبا ۶ اینچ می باشد. در آغاز هر سایز لوله برای داشتن یک ضخامت ساخته میشد تا اینکه بعدها وزن و قطر خارجی لوله استاندارد شد.

برای تبدیل DN به NPS یا بالعکس از جدول زیر استفاده می شود :

برای هر DN یا NPS، قطر و ضخامت مشخصی در استاندارد ساخت لوله ها تعریف شده است. به مثال زیر طبق DIN 2440 توجه کنید :

قطر خارجی لوله ( OD ) در یک DN یا NPS مشخص ثابت است و با تغییر ضخامت جداره، تنها قطر داخلی لوله ( ID ) کاهش می یابد.

در لوله هایی با NPS برابر ۱۲ و کمتر، عدد NPS کوچک تر از قطر خارجی واقعی لوله است. برای مثال در لوله هایی با سایز اسمی ۸ و ۱۲، قطر خارجی آن به ترتیب ۸٫۶۲۵ و ۱۲٫۷۵۰ اینچ است. در لوله های با NPS بزرگ تر از ۱۲، قطر خارجی واقعی لوله برابر عدد NPS است. برای مثال در لوله هایی با سایز اسمی ۱۴ و ۸۰، قطر خارجی آن به ترتیب ۱۴ و ۸۰ اینچ است.

اسکجول لوله در چه استانداردهایی مشخص شده است؟

اندازه لوله های استنلس استیل به وسیله استاندارد ASME B36.19 تعیین می گردند که قطر خارجی و شماره اسکجول لوله و ضخامت لوله را پوشش می دهد. توجه کنید که مطابق استاندارد ASME B36.19 در انتهای تمامی ( شماره ) ضخامت های لوله های استنلس استیل یک پسوند (S) قرار دارد و اندازه هایی که بدون پسوند (S) می باشند متعلق به استاندارد ASME B36.10 می باشند که برای لوله های کربن استیل در نظر گرفته شده است.

سازمان جهانی استاندارد ISO نیز یک سیستم تخصیص دهنده اندازه لوله بدون شماره را به کار می گیرد. قطر اسمی ( DN ) که مخفف Diameter Nominal در سیستم های متریک استفاده می شود. آن نیز استاندارد سایز لوله را وقتی که به همراه شماره مشخص تخصیص داده شده باشد نشان می دهد. البته بدون علامت ( mm ) .

قطر خارجی واقعی در مقایسه با سایز اسمی لوله :

NPS 1  ———— actual O.D= 1.5″ =(۳۳٫۴ mm)
NPS 2 ———— actual O.D= 2.3 =(60.3 mm)
NPS 3 ———— actual O.D. = 3½” (۸۸٫۹ mm)
NPS 4 ———— actual O.D. = 4.1″ (۱۱۴٫۳ mm)
NPS 12 ———— actual O.D. = 12.3″ (۳۲۳٫۹ mm)

در زیر شما می توانید نمونه قطر واقعی داخلی ( ID ) لوله را با مقایسه داده های جدول پایپ اسکجول، پیدا کنید : ( منظور از WT ، صخامت دیواره و منظور از OD ، قطر خارجی می باشد )

NPS 1-SCH 40 –> O.D.33,4 mm – WT 3,38 mm = I.D. 26,64 mm
NPS 1-SCH 80 –> O.D.33,4 mm – WT 4,55 mm = I.D. 24,30 mm
NPS 1-SCH 160 –> O.D.33,4 mm – WT 6,35 mm = I.D. 20,70 mm

بنابر محاسبات انجام شده بالا هیچ یک از قطر های داخلی برابر یک اینچ واقعی نمی باشند. قطر داخلی با ضخامت دیواره لوله ( WT ) مشخص می گردد.