ما هو القطر الاسمي (ND) في أنابيب الصلب؟

القطر الاسمي (ND) هو مصطلح معترف به عالميًا يستخدم لتحديد أحجام الأنابيب والأنابيب الفولاذية والصمامات والمكونات الأخرى.

القطر الاسمي (ND) ليس بُعدًا فعليًا؛ إنه ببساطة قيمة عددية تستخدم لوضع العلامات الموحدة ولتسهيل الاختيار.

القطر الاسمي مقابل القطر الداخلي

يشير ND إلى القطر الاسمي، الذي يقاس عادةً بالبوصة أو المليمتر، ويمثل الحجم الاسمي للأنابيب أو الأنابيب الفولاذية، وليس الأبعاد الفعلية.

القطر الداخلي (ID) هو القطر الفعلي الحامل للسوائل لأنبوب أو أنبوب فولاذي أو أنبوب فولاذي أو تركيب أنبوب، ويقاس بالبوصة أو المليمتر. وهو بُعد مادي يمكن قياسه.

بالنسبة للأنابيب الفولاذية، عند نفس الضغط، كلما كان المعرف أكبر، زاد حجم السائل الذي يمكن أن يمر عبرها في كل وحدة زمنية.

الفرق بين NB و NPS

ما هو NB (التجويف الاسمي)؟

يرمز NB إلى التجويف الاسمي ويستخدم بشكل أساسي في أوروبا أو كمعيار دولي. يستخدم NB بشكل أساسي في أنظمة السوائل للإشارة إلى قطر الأنبوب. وهو لا يمثل الأبعاد المادية الفعلية، وعادة ما يتم التعبير عن الوحدة بالملليمتر.

ما هو NPS (حجم الأنبوب الاسمي)؟

يرمز NPS إلى مقاس الأنبوب الاسمي، وهو مصطلح شائع الاستخدام في سوق أمريكا الشمالية. وهو يشير إلى تصنيف القطر الخارجي الاسمي للأنبوب ويستخدم في معايير تحجيم الأنابيب الفولاذية والأنابيب الفولاذية، مع إعطاء القياسات بالبوصة. على سبيل المثال، الأنبوب الفولاذي NPS 2 (القطر الاسمي 2) يبلغ قطره الخارجي الفعلي 2.375 بوصة (≈60.3 مم).

مقارنة بين NB و NPS

يستخدم NB بشكل أكثر شيوعًا لأقطار أنابيب السوائل ويستخدم بشكل أساسي في تصميم هندسة السوائل. تركز NPS بشكل أكبر على أبعاد الأنابيب القياسية ودرجات الأنابيب الفولاذية القياسية، وتستخدم في تصنيع الأنابيب واختيارها.

ومع ذلك، فإن NB هو في الأساس نفس مفهوم NPS (الحجم الاسمي للأنابيب)؛ فكلاهما يشير إلى الأبعاد الافتراضية المستخدمة لتحديد مواصفات الأنابيب وتسهيل التواصل، بدلاً من الأبعاد الفعلية.

 بالإضافة إلى ذلك، تتوافق كل قيمة NPS مع قيمة NB محددة.

NPS (بوصة) NB المقابل (بوصة/مم) OD (بوصة/مم)
1/8 6 NB 6 / 6 مم 0.405 / 10.3
1/4 8 NB 8 / 8 مم 0.540 / 13.7
3/8 10 NB / 10 مم 0.675 / 17.1
1/2 15 NB / 15 مم 0.840 / 21.3
3/4 20 NB / 20 مم 1.050 / 26.7
1 25 NB / 25 مم 1.315 / 33.4
1 1/4 32 NB / 32 مم 1.660 / 42.2
1 1/2 40 NB/40 مم 1.900 / 48.3
2 50 NB / 50 مم 2.375 / 60.3
2 1/2 65 NB/65 مم 2.875 / 73.0
3 80 NB / 80 مم 3.500 / 88.9
3 1/2 90 NB / 90 مم 4.000 / 101.6
4 100 NB / 100 مم 4.500 / 114.3
5 125 NB / 125 مم 5.563 / 141.3
6 150 NB / 150 مم 6.625 / 168.3
8 200 NB / 200 مم 8.625 / 219.1
10 250 NB / 250 مم 10.750 / 273.1
12 300 NB / 300 مم 12.750 / 323.9
14 350 NB / 350 مم 14.000 / 355.6
16 400 NB / 400 مم 16.000 / 406.4
18 450 NB / 450 مم 18.000 / 457.0
20 500 NB / 500 مم 20.000 / 508.0
24 600 NB / 600 مم 24.000 / 609.6

- NPS (الحجم الاسمي للأنابيب) معبراً عنه بالبوصة.

- يمكن التعبير عن NB (التجويف الاسمي) بالبوصة أو المليمترات المقابلة. وفي معايير أمريكا الشمالية، فإن NPS و NB ليسا متكافئين تماماً؛ والتعبير عن NB بالملليمتر أكثر سهولة.

- OD (القطر الخارجي) هو القطر الخارجي الفعلي للأنبوب الفولاذي.

أبعاد الأنابيب الفولاذية وجدولها الزمني

تشمل أبعاد الأنابيب الفولاذية في المقام الأول:

NPS: حجم الأنبوب الاسمي

ND / NB: القطر الاسمي

OD (القطر الخارجي): القطر الخارجي الفعلي

المعرف (القطر الداخلي): القطر الداخلي الفعلي

السُمك (ر): سُمك الجدار؛ يتوافق مع الجدول

فهم جدول الأنابيب (SCH)

SCH (رقم الجدول الزمني) هو نظام يستخدم للإشارة إلى سُمك جدار الأنابيب الفولاذية، وهو ما يعادل درجة سُمك جدار الأنبوب.

تحدد درجة سُمك الجدار قوة الأنبوب وقطره الداخلي؛ وتشمل التسميات الشائعة ASME / ANSI B36.10/B36.19.

كلما زادت قيمة SCH، زادت سماكة الجدار، وصغر القطر الداخلي (ID)، وزادت قدرة تحمل الضغط.

أبعاد الأنابيب الفولاذية جدول 40/80

NPS (بوصة) OD (بوصة/مم) معرف SCH 40 (بوصة/مم) معرف SCH 80 (بوصة/مم)
1/2 0.840 / 21.3 0.622 / 15.8 0.546 / 13.9
3/4 1.050 / 26.7 0.824 / 20.9 0.742 / 18.8
1 1.315 / 33.4 1.049 / 26.6 0.957 / 24.3
1 1/4 1.660 / 42.2 1.380 / 35.0 1.250 / 31.8
1 1/2 1.900 / 48.3 1.610 / 40.9 1.500 / 38.1
2 2.375 / 60.3 2.067 / 52.5 1.939 / 49.3
2 1/2 2.875 / 73.0 2.469 / 62.7 2.323 / 59.0
3 3.500 / 88.9 3.068 / 77.9 2.900 / 73.7
3 1/2 4.000 / 101.6 3.548 / 90.1 3.480 / 88.4
4 4.500 / 114.3 4.026 / 102.3 3.826 / 97.2
5 5.563 / 141.3 5.047 / 128.2 4.981 / 126.5
6 6.625 / 168.3 6.065 / 154.1 5.981 / 151.8
8 8.625 / 219.1 7.981 / 202.7 7.849 / 199.4
10 10.750 / 273.1 9.950 / 252.7 9.782 / 248.5
12 12.750 / 323.9 11.938 / 303.3 11.750 / 298.5
14 14.000 / 355.6 13.938 / 354.1 13.750 / 349.2
16 16.000 / 406.4 15.938 / 404.9 15.750 / 400.1
18 18.000 / 457.0 17.938 / 455.6 17.750 / 450.4
20 20.000 / 508.0 19.938 / 506.3 19.750 / 501.6
24 24.000 / 609.6 23.938 / 607.9 23.750 / 603.3

SCH 40 و SCH 80 كلاهما من الدرجات الشائعة الاستخدام لسمك الجدار. في التصميم الهندسي، إذا كان لخط الأنابيب متطلبات تدفق وضغط عالية، فينبغي استخدام SCH 80 الأعلى قوة؛ أما بالنسبة للتطبيقات الصناعية العامة أو تطبيقات البناء، فيمكن أن تلبي SCH 40 متطلبات القوة الأساسية.

كيف يؤثر الجدول الزمني على القطر الاسمي والقطر الداخلي

يؤثر SCH على القطر الداخلي (ID) فقط ولا يؤثر على ND أو NPS.

إن ND و NPS و NB هي أحجام اسمية موحدة تعمل كتسميات للأنابيب ولا تتغير مع درجات سُمك الجدار.

بالنسبة للقطر الداخلي (ID)، كلما زاد الجدول الزمني (SCH)، زاد سمك الجدار (t)، وانخفضت المعرفات.

ID = OD - 2 × 2 × t

مثال: NPS 2 (قطر خارجي ثابت 60.3 مم)

الجدول الزمني سمك الجدار ر (مم)  معرّف القطر الداخلي (مم)
الصف 40 3.91 52.5
SCH 80 5.54 49.3
المدرسة 160 درجة مئوية 8.74 42.8

في معايير الأنابيب (مثل ASME B36.10)، يظل القطر الخارجي (OD) ثابتًا، ويتم تعديل سمك الجدار عبر SCH لتلبية المتطلبات الهندسية المختلفة.

كيفية اختيار القطر الاسمي المناسب لمشروعك

يعد اختيار القطر الاسمي المناسب خطوة حاسمة في تصميم خط الأنابيب. فهو يؤثر بشكل مباشر على مجموعة من القضايا أثناء مرحلة التصميم الأولي وبعد تشغيل خط الأنابيب.

1. النقطة الأساسية: ND لا يمثل الحجم الفعلي

أولاً، من المهم أن نفهم أن ND / NPS / NB = الحجم الاسمي، والذي يستخدم لأغراض الاختيار. المعرف (القطر الداخلي) = سعة التدفق الفعلية، والتي يمكن استخدامها لأغراض الحسابات.

2. تحديد متطلبات التدفق

أولاً، تحديد معدل التدفق الحجمي ونوع المائع المراد نقله، ثم تحديد سرعة التدفق الاقتصادي. لكل مائع سرعة تدفق تقلل من التكاليف الإجمالية.

النطاقات الشائعة لسرعات التدفق الاقتصادي:

الماء والسوائل منخفضة اللزوجة: 1.0-3.0 م/ثانية

البخار المشبع: 20-40 م/ثانية

غازات منخفضة الضغط 10-20 م/ثانية

تقتصر الوسائط المسببة للتآكل أو المحملة بالجسيمات عادةً على: ≤ 1.5 م/ث

معادلات سرعة التدفق الاقتصادي وND

س = أ × ت

- سرعة التدفق v ↑، ومساحة المقطع العرضي المطلوبة A ↓، و ND ↓

- سرعة التدفق v ↓، ومساحة المقطع العرضي المطلوبة A ↑، و ND ↑

3. حساب القطر الداخلي المطلوب (ID)

فهم القطر الاسمي في الأنابيب الفولاذية NB مقابل القطر الداخلي NPS 2

باستخدام المعادلة، يمكننا حساب القطر الداخلي النظري ثم تحديد أقرب حجم قياسي ND/NPS.

ملاحظة: عند اختيار الحجم، من الأفضل اختيار حجم أكبر من الحجم الأصغر للسماح بتوسيع السعة في المستقبل.

4. تلبية القيود الخاصة بالعملية الخاصة

4.1 تتطلب السوائل التي تحتوي على جسيمات صلبة (الطين ومياه الصرف الصحي) عادةً قطرًا اسميًا (ND) لا يقل عن 3 إلى 4 أضعاف القطر الأقصى للجسيمات الصلبة.

4.2 قطر أنبوب مدخل المضخة (متطلبات NPSH): يجب أن يكون قطر أنبوب مدخل المضخة أكبر بمقاس واحد على الأقل من المخرج. على سبيل المثال، إذا كان مخرج المضخة ND80، يجب أن يكون قطر أنبوب المدخل ND100 على الأقل.

5. النظر في العوامل الهندسية العملية

قبل وضع المشروع قيد التشغيل الفعلي، من الضروري النظر في هوامش الأمان، واحتياجات التوسع المستقبلية المحتملة، وتحسين التكلفة.

بشكل عام، يتم أخذ هوامش الأمان في الحسبان بمعدل 10%-20% أعلى من التصميم الأصلي.

الأسئلة الشائعة

ما هو القطر الاسمي (ND) في أنابيب الصلب؟

القطر الاسمي (ND): “تسمية” موحدة لأحجام الأنابيب؛ لا تمثل القطر الداخلي أو الخارجي الفعلي وهي مخصصة فقط لأغراض الاختيار والتصميم.

هل القطر الاسمي هو نفسه القطر الداخلي (ID)؟

لا.

ND (القطر الاسمي): بُعد مرجعي يظل ثابتاً

المعرف (القطر الداخلي الفعلي): يختلف باختلاف سُمك الجدار؛ فمع تغير سُمك الجدار، يتغير القطر الداخلي أيضًا

يتغير المعرف، ولكن يظل ND كما هو.

ما الفرق بين NB وNPS؟

يشير NB إلى التجويف الاسمي للأنبوب، ويقاس بالملليمتر؛ وهو ليس البعد الفعلي ويستخدم عادة في المملكة المتحدة.

NPS هو معيار تحجيم الأنابيب المستخدم على نطاق واسع في أمريكا الشمالية، ويقاس بالبوصة؛ وهو لا يشير إلى القطر الخارجي أو الداخلي الفعلي للأنبوب، ولكنه مجرد تسمية للتحجيم.

ومع ذلك، فإن المفهومين متكافئان بشكل أساسي ويشيران إلى أنابيب من نفس المواصفات. على سبيل المثال، NPS 2 ≈ NB 50.