يُستخدم الفولاذ المقاوم للصدأ على نطاق واسع في أنظمة الصناعات الكيميائية الحديثة، وتصنيع الأغذية، ومعالجة المياه، نظرًا لمقاومته الممتازة للتآكل. يُعدّ أنبوب الصلب ذو الجدران الرقيقة من النوع 10S، ويُعتبر تصنيف الضغط الخاص به أحد أهم العوامل عند اختياره. ستُقدّم هذه المقالة تحليلًا شاملًا لتصنيف الضغط لأنابيب النوع 10S لمساعدتك على فهم هذا النوع من الأنابيب.
ما هو أنبوب الجدول 10S؟
الجدول 10S هو سلسلة قياسية لسماكة جدران الأنابيب، محددة بوضوح في معيار ASME B36.19 (معيار أنابيب الفولاذ المقاوم للصدأ). يُستخدم مصطلح "الجدول" (ويُختصر عادةً إلى Sch) في صناعة الأنابيب لتمثيل سلسلة من سماكات جدران الأنابيب. وهو لا يُعادل قيمة واحدة لسماكة الجدار، بل هو جدول بقيم سماكة الجدار التي تُقابل القطر الاسمي للأنبوب (NPS).
السلاسل الشائعة
الفولاذ الكربوني: Sch 10، 20، 30، 40 (قياسي)، 60، 80 (XS)، 100، 120، 140، 160، XXS.
الفولاذ المقاوم للصدأ: Sch 5S، 10S، 40S، 80S (يشير الحرف S إلى معيار الفولاذ المقاوم للصدأ).
العوامل الرئيسية المحددة لضغط التشغيل المقنن لأنبوب الجدول 10S
يتحدد ضغط التشغيل المقنن لأنبوب الجدول 10S بشكل أساسي من خلال العوامل الأربعة التالية:
1. نوع المادة
يُصنع أنبوب الجدول 10S من أكثر أنواع الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي شيوعًا، مثل ASTM A312 TP304/304L وTP316/316L. يتميز الفولاذ 316L، لاحتوائه على الموليبدينوم، بمقاومة أعلى للتآكل مقارنةً بالفولاذ 304L، كما يختلف إجهاد التشغيل المسموح به لكل منهما عند درجات حرارة عالية محددة اختلافًا طفيفًا.
2. سُمك الجدار والقطر الخارجي
وفقًا لمعادلة بارلو، في ظل نفس ظروف المادة، كلما كان جدار الأنبوب أرق وقطره الخارجي أكبر، انخفض أقصى ضغط تشغيل داخلي يمكنه تحمله. يتميز أنبوب الجدول 10S، كونه أنبوبًا رقيق الجدران، بقدرة تحمل ضغط أقل.
3. درجة حرارة التشغيل
تُعد الخصائص الفيزيائية للفولاذ المقاوم للصدأ عند درجات الحرارة العالية والمنخفضة للغاية بالغة الأهمية. عند درجة حرارة الغرفة (38 درجة مئوية)، تحقق أنابيب الجدول 10S أقصى مقاومة للضغط؛ ولكن عند ارتفاع درجة الحرارة إلى 204 درجة مئوية وما فوق، تنخفض قوة شد المعدن، ويجب تخفيض الضغط المقنن للأنبوب تبعًا لذلك.
4. عملية تصنيع الأنابيب (ملحومة مقابل غير ملحومة)
تتمتع الأنابيب غير الملحومة عمومًا بمقاومة ضغط أعلى من الأنابيب الملحومة. بالنسبة لأنابيب الجدول 10S الملحومة، يجب تضمين معامل اللحام في الحسابات.
ما هو تصنيف ضغط أنابيب الجدول 10S؟
تصنيف ضغط أنابيب SS 304 SCH 10S
|
Temperature (°C): |
50 |
100 |
150 |
200 |
250 |
300 |
325 |
350 |
375 |
400 |
425 |
450 |
475 |
500 |
525 |
550 |
575 |
600 |
625 |
650 |
675 |
700 |
725 |
||||
|
Design Strength (MPa): |
138 |
138 |
138 |
130 |
122 |
115 |
113 |
111 |
110 |
107 |
105 |
103 |
101 |
100 |
97 |
90 |
78 |
64 |
51 |
41 |
33 |
27 |
21 |
||||
|
Size |
Sch No |
WT (mm) |
Allowable Working Pressure (MPa) |
||||||||||||||||||||||||
|
DN |
NPS |
mm |
|||||||||||||||||||||||||
|
10 |
⅜ |
17.15 |
10S |
1.65 |
25.4 |
25.4 |
25.4 |
23.9 |
22.4 |
21.1 |
20.8 |
20.4 |
20.2 |
19.7 |
19.3 |
18.9 |
18.6 |
18.4 |
17.8 |
16.5 |
14.3 |
11.8 |
9.4 |
7.5 |
6.1 |
5 |
3.9 |
|
15 |
½ |
21.34 |
10S |
2.11 |
26.1 |
26.1 |
26.1 |
24.6 |
23.1 |
21.8 |
21.4 |
21 |
20.8 |
20.3 |
19.9 |
19.5 |
19.1 |
18.9 |
18.4 |
17 |
14.8 |
12.1 |
9.7 |
7.8 |
6.3 |
5.1 |
4 |
|
20 |
¾ |
26.67 |
10S |
2.11 |
20.5 |
20.5 |
20.5 |
19.3 |
18.1 |
17.1 |
16.8 |
16.5 |
16.4 |
15.9 |
15.6 |
15.3 |
15 |
14.9 |
14.4 |
13.4 |
11.6 |
9.5 |
7.6 |
6.1 |
4.9 |
4 |
3.1 |
|
25 |
1 |
33.4 |
10S |
2.77 |
21.6 |
21.6 |
21.6 |
20.3 |
19.1 |
18 |
17.7 |
17.4 |
17.2 |
16.7 |
16.4 |
16.1 |
15.8 |
15.6 |
15.2 |
14.1 |
12.2 |
10 |
8 |
6.4 |
5.2 |
4.2 |
3.3 |
|
32 |
1¼ |
42.16 |
10S |
2.77 |
16.8 |
16.8 |
16.8 |
15.9 |
14.9 |
14 |
13.8 |
13.5 |
13.4 |
13.1 |
12.8 |
12.6 |
12.3 |
12.2 |
11.8 |
11 |
9.5 |
7.8 |
6.2 |
5 |
4 |
3.3 |
2.6 |
|
40 |
1½ |
48.26 |
10S |
2.77 |
14.6 |
14.6 |
14.6 |
13.7 |
12.9 |
12.2 |
12 |
11.7 |
11.6 |
11.3 |
11.1 |
10.9 |
10.7 |
10.6 |
10.3 |
9.5 |
8.2 |
6.8 |
5.4 |
4.3 |
3.5 |
2.9 |
2.2 |
|
50 |
2 |
60.33 |
10S |
2.77 |
11.6 |
11.6 |
11.6 |
10.9 |
10.2 |
9.6 |
9.5 |
9.3 |
9.2 |
9 |
8.8 |
8.6 |
8.5 |
8.4 |
8.1 |
7.5 |
6.5 |
5.4 |
4.3 |
3.4 |
2.8 |
2.3 |
1.8 |
|
65 |
2½ |
73.03 |
10S |
3.05 |
10.5 |
10.5 |
10.5 |
9.9 |
9.3 |
8.7 |
8.6 |
8.4 |
8.3 |
8.1 |
8 |
7.8 |
7.7 |
7.6 |
7.4 |
6.8 |
5.9 |
4.9 |
3.9 |
3.1 |
2.5 |
2 |
1.6 |
|
80 |
3 |
88.9 |
10S |
3.05 |
8.5 |
8.5 |
8.5 |
8 |
7.6 |
7.1 |
7 |
6.9 |
6.8 |
6.6 |
6.5 |
6.4 |
6.3 |
6.2 |
6 |
5.6 |
4.8 |
4 |
3.2 |
2.5 |
2 |
1.7 |
1.3 |
|
90 |
3½ |
101.6 |
10S |
3.05 |
7.4 |
7.4 |
7.4 |
7 |
6.6 |
6.2 |
6.1 |
6 |
5.9 |
5.8 |
5.7 |
5.6 |
5.4 |
5.4 |
5.2 |
4.9 |
4.2 |
3.5 |
2.8 |
2.2 |
1.8 |
1.5 |
1.1 |
|
100 |
4 |
114.3 |
10S |
3.05 |
6.6 |
6.6 |
6.6 |
6.2 |
5.8 |
5.5 |
5.4 |
5.3 |
5.3 |
5.1 |
5 |
4.9 |
4.8 |
4.8 |
4.6 |
4.3 |
3.7 |
3.1 |
2.4 |
2 |
1.6 |
1.3 |
1 |
|
125 |
5 |
141.3 |
10S |
3.4 |
5.9 |
5.9 |
5.9 |
5.6 |
5.2 |
4.9 |
4.9 |
4.8 |
4.7 |
4.6 |
4.5 |
4.4 |
4.3 |
4.3 |
4.2 |
3.9 |
3.4 |
2.8 |
2.2 |
1.8 |
1.4 |
1.2 |
0.9 |
|
150 |
6 |
168.28 |
10S |
3.4 |
5 |
5 |
5 |
4.7 |
4.4 |
4.1 |
4.1 |
4 |
4 |
3.9 |
3.8 |
3.7 |
3.6 |
3.6 |
3.5 |
3.2 |
2.8 |
2.3 |
1.8 |
1.5 |
1.2 |
1 |
0.8 |
|
200 |
8 |
219.08 |
10S |
3.76 |
4.2 |
4.2 |
4.2 |
4 |
3.7 |
3.5 |
3.4 |
3.4 |
3.4 |
3.3 |
3.2 |
3.1 |
3.1 |
3 |
3 |
2.7 |
2.4 |
2 |
1.6 |
1.3 |
1 |
0.8 |
0.6 |
|
250 |
10 |
273.05 |
10S |
4.19 |
3.8 |
3.8 |
3.8 |
3.5 |
3.3 |
3.1 |
3.1 |
3 |
3 |
2.9 |
2.9 |
2.8 |
2.7 |
2.7 |
2.6 |
2.4 |
2.1 |
1.7 |
1.4 |
1.1 |
0.9 |
0.7 |
0.6 |
|
300 |
12 |
323.85 |
10S |
4.57 |
3.5 |
3.5 |
3.5 |
3.3 |
3.1 |
2.9 |
2.8 |
2.8 |
2.8 |
2.7 |
2.6 |
2.6 |
2.5 |
2.5 |
2.4 |
2.3 |
2 |
1.6 |
1.3 |
1 |
0.8 |
0.7 |
0.5 |
|
350 |
14 |
355.6 |
10S |
4.78 |
3.3 |
3.3 |
3.3 |
3.1 |
2.9 |
2.7 |
2.7 |
2.6 |
2.6 |
2.5 |
2.5 |
2.5 |
2.4 |
2.4 |
2.3 |
2.1 |
1.9 |
1.5 |
1.2 |
1 |
0.8 |
0.6 |
0.5 |
|
400 |
16 |
406.4 |
10S |
4.78 |
2.9 |
2.9 |
2.9 |
2.7 |
2.5 |
2.4 |
2.4 |
2.3 |
2.3 |
2.2 |
2.2 |
2.1 |
2.1 |
2.1 |
2 |
1.9 |
1.6 |
1.3 |
1.1 |
0.9 |
0.7 |
0.6 |
0.4 |
|
450 |
18 |
457.2 |
10S |
4.78 |
2.5 |
2.5 |
2.5 |
2.4 |
2.3 |
2.1 |
2.1 |
2 |
2 |
2 |
1.9 |
1.9 |
1.9 |
1.8 |
1.8 |
1.7 |
1.4 |
1.2 |
0.9 |
0.8 |
0.6 |
0.5 |
0.4 |
|
500 |
20 |
508 |
10S |
5.54 |
2.7 |
2.7 |
2.7 |
2.5 |
2.4 |
2.2 |
2.2 |
2.1 |
2.1 |
2.1 |
2 |
2 |
1.9 |
1.9 |
1.9 |
1.7 |
1.5 |
1.2 |
1 |
0.8 |
0.6 |
0.5 |
0.4 |
|
550 |
22 |
558.8 |
10S |
5.54 |
2.4 |
2.4 |
2.4 |
2.3 |
2.1 |
2 |
2 |
1.9 |
1.9 |
1.9 |
1.8 |
1.8 |
1.8 |
1.8 |
1.7 |
1.6 |
1.4 |
1.1 |
0.9 |
0.7 |
0.6 |
0.5 |
0.4 |
|
600 |
24 |
609.6 |
10S |
6.35 |
2.5 |
2.5 |
2.5 |
2.4 |
2.2 |
2.1 |
2.1 |
2 |
2 |
2 |
1.9 |
1.9 |
1.9 |
1.8 |
1.8 |
1.7 |
1.4 |
1.2 |
0.9 |
0.8 |
0.6 |
0.5 |
0.4 |
أنبوب SS 316 SCH 10s
|
Temperature (°C): |
50 |
100 |
150 |
200 |
250 |
300 |
325 |
350 |
375 |
400 |
425 |
450 |
475 |
500 |
525 |
550 |
575 |
600 |
625 |
650 |
675 |
700 |
||||
|
Design Strength (MPa): |
138 |
138 |
138 |
133 |
125 |
119 |
117 |
114 |
112 |
111 |
110 |
108 |
107 |
106 |
106 |
103 |
95 |
81 |
65 |
50 |
39 |
30 |
||||
|
Size |
Sch No |
WT (mm)
|
Allowable Working Pressure (MPa) |
|||||||||||||||||||||||
|
DN |
NPS |
mm |
||||||||||||||||||||||||
|
10 |
⅜ |
17.15 |
10S |
1.65 |
25.4 |
25.4 |
25.4 |
24.5 |
23 |
21.9 |
21.5 |
21 |
20.6 |
20.4 |
20.2 |
19.9 |
19.7 |
19.5 |
19.5 |
18.9 |
17.5 |
14.9 |
11.9 |
9.2 |
7.2 |
5.5 |
|
15 |
½ |
21.34 |
10S |
2.11 |
26.1 |
26.1 |
26.1 |
25.2 |
23.7 |
22.5 |
22.2 |
21.6 |
21.2 |
21 |
20.8 |
20.5 |
20.3 |
20.1 |
20.1 |
19.5 |
18 |
15.3 |
12.3 |
9.5 |
7.4 |
5.7 |
|
20 |
¾ |
26.67 |
10S |
2.11 |
20.5 |
20.5 |
20.5 |
19.8 |
18.6 |
17.7 |
17.4 |
17 |
16.7 |
16.5 |
16.4 |
16.1 |
15.9 |
15.8 |
15.8 |
15.3 |
14.1 |
12 |
9.7 |
7.4 |
5.8 |
4.5 |
|
25 |
1 |
33.4 |
10S |
2.77 |
21.6 |
21.6 |
21.6 |
20.8 |
19.6 |
18.6 |
18.3 |
17.8 |
17.5 |
17.4 |
17.2 |
16.9 |
16.7 |
16.6 |
16.6 |
16.1 |
14.9 |
12.7 |
10.2 |
7.8 |
6.1 |
4.7 |
|
32 |
1¼ |
42.16 |
10S |
2.77 |
16.8 |
16.8 |
16.8 |
16.2 |
15.2 |
14.5 |
14.3 |
13.9 |
13.7 |
13.5 |
13.4 |
13.2 |
13.1 |
12.9 |
12.9 |
12.6 |
11.6 |
9.9 |
7.9 |
6.1 |
4.8 |
3.7 |
|
40 |
1½ |
48.26 |
10S |
2.77 |
14.6 |
14.6 |
14.6 |
14.1 |
13.2 |
12.6 |
12.4 |
12.1 |
11.8 |
11.7 |
11.6 |
11.4 |
11.3 |
11.2 |
11.2 |
10.9 |
10 |
8.6 |
6.9 |
5.3 |
4.1 |
3.2 |
|
50 |
2 |
60.33 |
10S |
2.77 |
11.6 |
11.6 |
11.6 |
11.1 |
10.5 |
10 |
9.8 |
9.5 |
9.4 |
9.3 |
9.2 |
9 |
9 |
8.9 |
8.9 |
8.6 |
8 |
6.8 |
5.4 |
4.2 |
3.3 |
2.5 |
|
65 |
2½ |
73.03 |
10S |
3.05 |
10.5 |
10.5 |
10.5 |
10.1 |
9.5 |
9 |
8.9 |
8.6 |
8.5 |
8.4 |
8.3 |
8.2 |
8.1 |
8 |
8 |
7.8 |
7.2 |
6.1 |
4.9 |
3.8 |
3 |
2.3 |
|
80 |
3 |
88.9 |
10S |
3.05 |
8.5 |
8.5 |
8.5 |
8.2 |
7.7 |
7.4 |
7.2 |
7.1 |
6.9 |
6.9 |
6.8 |
6.7 |
6.6 |
6.6 |
6.6 |
6.4 |
5.9 |
5 |
4 |
3.1 |
2.4 |
1.9 |
|
90 |
3½ |
101.6 |
10S |
3.05 |
7.4 |
7.4 |
7.4 |
7.2 |
6.7 |
6.4 |
6.3 |
6.2 |
6 |
6 |
5.9 |
5.8 |
5.8 |
5.7 |
5.7 |
5.6 |
5.1 |
4.4 |
3.5 |
2.7 |
2.1 |
1.6 |
|
100 |
4 |
114.3 |
10S |
3.05 |
6.6 |
6.6 |
6.6 |
6.4 |
6 |
5.7 |
5.6 |
5.5 |
5.4 |
5.3 |
5.3 |
5.2 |
5.1 |
5.1 |
5.1 |
4.9 |
4.5 |
3.9 |
3.1 |
2.4 |
1.9 |
1.4 |
|
125 |
5 |
141.3 |
10S |
3.4 |
5.9 |
5.9 |
5.9 |
5.7 |
5.4 |
5.1 |
5 |
4.9 |
4.8 |
4.8 |
4.7 |
4.6 |
4.6 |
4.6 |
4.6 |
4.4 |
4.1 |
3.5 |
2.8 |
2.2 |
1.7 |
1.3 |
|
150 |
6 |
168.28 |
10S |
3.4 |
5 |
5 |
5 |
4.8 |
4.5 |
4.3 |
4.2 |
4.1 |
4 |
4 |
4 |
3.9 |
3.9 |
3.8 |
3.8 |
3.7 |
3.4 |
2.9 |
2.3 |
1.8 |
1.4 |
1.1 |
|
200 |
8 |
219.08 |
10S |
3.76 |
4.2 |
4.2 |
4.2 |
4.1 |
3.8 |
3.6 |
3.6 |
3.5 |
3.4 |
3.4 |
3.4 |
3.3 |
3.3 |
3.2 |
3.2 |
3.1 |
2.9 |
2.5 |
2 |
1.5 |
1.2 |
0.9 |
|
250 |
10 |
273.05 |
10S |
4.19 |
3.8 |
3.8 |
3.8 |
3.6 |
3.4 |
3.2 |
3.2 |
3.1 |
3 |
3 |
3 |
2.9 |
2.9 |
2.9 |
2.9 |
2.8 |
2.6 |
2.2 |
1.8 |
1.4 |
1.1 |
0.8 |
|
300 |
12 |
323.85 |
10S |
4.57 |
3.5 |
3.5 |
3.5 |
3.3 |
3.1 |
3 |
2.9 |
2.9 |
2.8 |
2.8 |
2.8 |
2.7 |
2.7 |
2.7 |
2.7 |
2.6 |
2.4 |
2 |
1.6 |
1.3 |
1 |
0.8 |
|
350 |
14 |
355.6 |
10S |
4.78 |
3.3 |
3.3 |
3.3 |
3.2 |
3 |
2.8 |
2.8 |
2.7 |
2.7 |
2.6 |
2.6 |
2.6 |
2.5 |
2.5 |
2.5 |
2.5 |
2.3 |
1.9 |
1.5 |
1.2 |
0.9 |
0.7 |
|
400 |
16 |
406.4 |
10S |
4.78 |
2.9 |
2.9 |
2.9 |
2.8 |
2.6 |
2.5 |
2.4 |
2.4 |
2.3 |
2.3 |
2.3 |
2.2 |
2.2 |
2.2 |
2.2 |
2.1 |
2 |
1.7 |
1.4 |
1 |
0.8 |
0.6 |
|
450 |
18 |
457.2 |
10S |
4.78 |
2.5 |
2.5 |
2.5 |
2.5 |
2.3 |
2.2 |
2.2 |
2.1 |
2.1 |
2 |
2 |
2 |
2 |
2 |
2 |
1.9 |
1.8 |
1.5 |
1.2 |
0.9 |
0.7 |
0.6 |
|
500 |
20 |
508 |
10S |
5.54 |
2.7 |
2.7 |
2.7 |
2.6 |
2.4 |
2.3 |
2.3 |
2.2 |
2.2 |
2.1 |
2.1 |
2.1 |
2.1 |
2 |
2 |
2 |
1.8 |
1.6 |
1.3 |
1 |
0.8 |
0.6 |
|
550 |
22 |
558.8 |
10S |
5.54 |
2.4 |
2.4 |
2.4 |
2.3 |
2.2 |
2.1 |
2 |
2 |
2 |
1.9 |
1.9 |
1.9 |
1.9 |
1.9 |
1.9 |
1.8 |
1.7 |
1.4 |
1.1 |
0.9 |
0.7 |
0.5 |
|
600 |
24 |
609.6 |
10S |
6.35 |
2.5 |
2.5 |
2.5 |
2.4 |
2.3 |
2.2 |
2.2 |
2.1 |
2.1 |
2 |
2 |
2 |
2 |
2 |
2 |
1.9 |
1.7 |
1.5 |
1.2 |
0.9 |
0.7 |
0.6 |
الأسئلة الشائعة حول ضغط أنابيب الجدول 10S
س: هل يمكن تركيب لولبة على أنابيب الجدول 10S؟
ج: لا. صُممت أنابيب الجدول 10S لتكون ذات جدران رقيقة. يؤدي تركيب اللولبة على أطرافها إلى إزالة كمية كبيرة من المعدن، مما يجعل سمك الجدار غير كافٍ لتحمل الحد الأدنى لضغط النظام، وبالتالي فهي عرضة للكسر والتسرب عند الوصلات. يجب استخدام اللحام التناكبي أو وصلات الفلنجات.
س: ما الفرق بين الجدول 10S والجدول 10؟
ج: يتبع الجدول 10 (بدون حرف "S") بشكل أساسي معايير ASME B36.10، ويشير عادةً إلى أنابيب الصلب الكربوني. أما الجدول 10S (مع حرف "S") فيتبع بدقة معايير ASME B36.19، ويشير تحديدًا إلى أنابيب الفولاذ المقاوم للصدأ. على الرغم من أن بعض الأبعاد قد تتشابه في سمك الجدار، إلا أن الخصائص الفيزيائية للمواد هي التي تحدد مقاومتها للضغط، كما أن سيناريوهات الاستخدام مختلفة تمامًا.
س: ما هي أفضل عملية لحام لأنابيب الجدول 10S؟
ج: نظرًا لسمك جدارها الرقيق، يُنصح عمومًا باستخدام لحام القوس الكهربائي بالغاز الخامل (TIG/GTAW). فهو يوفر تحكمًا دقيقًا في كمية الحرارة المُدخلة، ويمنع الاحتراق بفعالية، ويضمن نعومة اللحام ومقاومته للتآكل.
اقرأ المزيد: دليل تصنيفات ضغط أنابيب الصلب أو ما هو ضغط أنابيب الجدول 40؟