تفاوت tube با pipe چیست؟

بسیاری از افراد در صنعت ساختمان، تأسیسات و حتی حوزه فولاد، اصطلاحات Pipe و Tube را به جای یکدیگر به کار می‌برند؛ درحالی‌که این دو محصول از نظر ساختار، استانداردهای تولید، روش اندازه‌گیری و کاربرد تفاوت‌های مهمی با یکدیگر دارند. همین تفاوت‌ها باعث می‌شود انتخاب نادرست میان پایپ و تیوب در برخی پروژه‌ها منجر به افزایش هزینه‌ها یا کاهش کارایی سیستم شود. به‌طور کلی، پایپ بیشتر برای انتقال سیالاتی مانند آب، گاز، نفت و مواد شیمیایی مورد استفاده قرار می‌گیرد و معمولاً براساس قطر اسمی و ضخامت دیواره دسته‌بندی می‌شود. در مقابل، تیوب علاوه‌بر مقاطع گرد، در اشکال مربع و مستطیل نیز تولید شده و به‌دلیل دقت ابعادی بالاتر، کاربرد گسترده‌ای در صنایع سازه‌ای، خودروسازی و ساخت تجهیزات صنعتی دارد. در ادامه، تفاوت پایپ و تیوب را از جنبه‌های مختلف از جمله ابعاد، استانداردها، کاربردها و روش نام‌گذاری بررسی خواهیم کرد تا بتوانید متناسب با نیاز پروژه خود انتخاب دقیق‌تری داشته باشید.

برای مقایسه pipe و tube می‌توان گفت که مهم‌ترین مشخصات ابعادی لوله (pipe) قطر داخلی (ID) ، قطر اسمی (DN) و NPS (سایز اسمی لوله) است و سطح مقطع دایره‌ای شکل‌ دارد؛ در حالی که برای تیوب (tube) مشخصات ظاهری با قطر خارجی (OD) و ضخامت (WT) نشان داده می‌شود و سطح مقطع آن، علاوه بر گرد به شکل مستطیل، بیضی و مربع است.

پایپ چیست؟

لوله استوانه‌ای تو خالی است که در جریان هدایت موادی خاص از نقطه‌ای به نقطه‌ی دیگر استفاده می‌شود. این مواد خاص عبارتند از مایعات، گاز فاضلاب، گازهای تولید شده در صنایع، پودرهای شیمیایی و صنعتی، مواد سبک مثل الیاف در صنعت حلاجی و هر ماده‌ای که بتوان با فشار آن را به حرکت درآورد. امروزه لوله در سرتاسر صنایع خرد و کلان کاربرد دارد. برای همین دانستن مشخصات لوله و نوع کاربرد آن بسیار مهم است، زیرا قیمت لوله بر اساس همین مشخصات تعیین می‌گردد. 

مشخصات لوله یا Pipe

از نظر شکل تولید لوله‌ها به دو گروه تقسیم می‌شود:

• لوله درزدار

زمانی که به ‌واسطه‌ خم کردن ورق فولاد و جوشکاری لوله شکل بگیرد، به آن لوله‌، لوله درزدار گفته می‌شود. لوله‌های درزدار طبق نوع فرآیند جوش‌کاری به گروه‌های مختلف تقسیم می‌شوند.

• جوش قوس زیر پودری (SAW): در این روش جوشکاری با کمک الکترود انجام می‌شود و برای این ‌که در زمان جوشکاری از برخورد هوا با الکترود جلوگیری شود از پودری خاص و یا گاز آرگون استفاده می‌شود.
• جوش الکتریکی (ERW): در این روش جوشکاری، به شکل فرکانسی با استفاده از مقاومت الکتریکی انجام می‌شود.
• جوش (EFW): این نوع جوشکاری، جوشکاری ماهیچه‌ای نام دارد و عملیات جوشکاری به شکل پرتو الکترونی است؛ حرکت الکترون تبدیل به انرژی می‌شود، سپس انرژی جنبشی حرکت الکترون تبدیل به انرژی گرمایی می‌شود و در نهایت باعث جوش خوردن قطعه موردنظر می‌گردد.
• جوش (HWF): فرکانس بالا در این روش سبب جوشکاری قطعه می‌شود. جریان الکتریکی برابر ۷۰ هزارهرتز سبب می‌شود تا گرما ایجاد شده و قطعه جوشکاری شود.

قطر اسمی لوله (NPS) به چه معناست؟

در نام‌گذاری لوله‌ها از دو سیستم متفاوت استفاده می‌شود؛ یکی DN و دیگری NPS. سیستم DN که توسط سازمان ISO معرفی شده، بر اساس سیستم متریک است. NPS (مخففNominal Pipe Size)، سیستمی برحسب اینچ است. NPS نسبتی با اندازه لوله نداشته و بیشتر برای مشخص کردن لوله‌ها از یکدیگر استفاده می‌شود. در حقیقت پارامتری بدون بعد از اندازه‌ لوله است. برای مشخص کردن نوع سایز لوله‌ها در دو نوع پارامتر جدولی وجود دارد که در ادامه به آن پرداخته شده است. همچنی در کنار این دو سیستم، برای تکمیل مشخصات لوله‌ها معمولاً به پارامتر دیگری به نام ضخامت دیواره نیز توجه می‌شود. در همین زمینه، مفهوم اسکجول لوله چیست، اهمیت پیدا می‌کند که به رده‌بندی ضخامت لوله‌ها می‌پردازد.

قطر خارجی لوله (Outside Diameter یا OD)

همان ابعاد بیرونی لوله است که می‌توان با یک متر پارچه‌ای نیز اندازه‌گیری شود. در واقع قطر واقعی همان قطر خارجی لوله است.
نکات مربوط به قطر خارجی به ترتیب زیر است:

• زمانی که NPS لوله یکسان باشد اما ضخامت متفاوت شود، قطر خارجی لوله در تمام ضخامت‌ها یکسان و به یک اندازه خواهد بود. یعنی برای NPS 10 در ضخامت‌های مختلف قطر خارجی یک‌ اندازه است. همانطور که مشاهده می‌شود، در NPS‌های یکسان و ضخامت‌های متفاوت، قطر خارجی یکسان است.

• برای سایز‌های کوچکتر یا مساوی ۱۲، قطر اسمی NPS و قطر خارجی OD لوله‌ها با یکدیگر یکسان نیست. در این سایزها قطر خارجی از قطر اسمی بزرگتر است. (OD>NPS)
• برای سایزهای ۱۴ اینچ به بالا قطر خارجی لوله با قطر اسمی برابر است. (OD=NPS)
• طول لوله‌ها: لوله‌های پایپ معمولاً با اندازه‌های استاندارد و مشخصی ساخته می‌شوند. رایج‌ترین طول آن‌ها ۶ متر و ۱۲ متر است. در مقابل، تیوب‌ها معمولاً طول ثابتی ندارند و اغلب به‌صورت کلاف عرضه و به فروش می‌رسند.

قطر داخلی لوله

برای مهندسان محاسبه‌ قطر داخلی لوله از مهم‌ترین اطلاعات است. زیرا اطلاعات قطر داخلی در محاسبات فشار خط استفاده می‌شود. از جمله مشخصه‌های هندسی یک لوله، قطر داخلی است. مقدار قطر داخلی لوله برمبنای ضخامت‌های مختلف لوله متفاوت خواهد بود. محاسبه‌ قطر داخلی لوله از فرمول زیر استفاده می‌شود:

در این فرمول قطر داخلی(ID) برابر است با قطر خارجی (OD) منهای دو برابر ضخامت دیواره داخلی لوله. در گذشته واحد اندازه‌گیری لوله IPS بود. در سیستم جدید اندازه‌گیری واحد قطر داخلی لوله‌ها با NPS و SCH نمایش داده می‌شود. قطر داخلی را نمی‌توان به NPS ربط داد.

استقامت فشاری لوله

معمولا لوله‌ها در برابر جریان فشار انتقال مواد خاصیت شکنندگی پیدا می‌کند. لوله‌ها را بر اساس استقامت فشاری به چند دسته تقسیم‌بندی می‌نمایند:

• روش وزنی: قدیمی‌ترین روش در بیان استقامت لوله‌ها، روش وزنی است. این روش مورد تایید دو استانداردASTM و ASME می‌باشد. در این روش برای هر لوله‌ با قطر اسمی تعریف ‌شده، وزن معینی را به ‌شکل استاندارد (STD) بیان کرده‌اند. زمانی که یک لوله‌ در یک قطر اسمی به همان اندازه ‌برابر قوی‌تر شود، XS گفته می‌شود و زمانی که لوله دو برابر قوی‌تر شود، لوله XXS گفته می‌شود.
• روش برنامه‌ای: این روش مورد تایید استاندارد ANSI است و عدد Schedule Number را می‌دهد. در این روش فشار عملی لوله را ۱۰۰۰ برابر و بر تنش مجاز لوله تقسیم کرده تا عدد اسکجول به‌ دست بیاید.
• روش کدینگ: در این نوع ابتدا استاندارد معرفی و سپس گرید لوله بر اساس حداکثر تنش نقطه‌ تسلیم معرفی می‌شود. طبق این روش لوله‌ را با گریدهای زیر تعریف می‌کنند:

• X42
• X46
• X50
• X70
• U89
• U100

ضخامت لوله

به لبه‌ لوله که به ‌عبارتی فاصله‌ بین دو قطر داخلی و بیرونی لوله است، ضخامت لوله گفته می‌شود. یکی از مباحثی که در مورد ضخامت لوله وجود دارد، نحوه‌ نمایش آن است. برای بیان ضخامت لوله از روش‌های مختلفی استفاده می‌شود. جدید‌ترین روش عددی است به نام عدد اسکجول که توسط موسسه‌ استاندارد آمریکا و طبق استاندارد ASME/ANSI B36. 10 M بیان می‌شود. این عدد پارامتری است برای ضخامت مختلف لوله‌ها و جایگزین روش وزنی شده است. این عدد در سال 1939 توسط موسسه استاندارد آمریکا معرفی شد و در ابتدا برای لوله‌های فولادی بیان گردید. معمولا اعداد اسکجول به شکل زیر بیان می‌شود:

Sch.No=۱۶۰-۱۴۰-۱۲۰-۱۰۰-۸۰-۶۰-۴۰-۳۰-۲۰-۱۰-۵

امروزه با وجود این روش انتخاب دقیق‌تر لوله‌‌ بر مبنای عملکرد امکان‌پذیر شده است. در ایران به عدد اسکجول، رده‌ لوله نیز گفته می‌شود که به وسیله فرمول زیر به ‌دست می‌آید:

در این رابطهP فشار طراحی بر حسب PSI و S مقدار تنش تسلیم مواد تشکیل‌دهنده لوله است. هرگاه عدد اسکجول با حرفS نوشته شود، این‌گونه بیان می‌شود که جنس لوله فولادی است. فرمول دیگری نیز در این رابطه وجود دارد که فرمول سرانگشتی Sch.No نام دارد.

در این فرمول ID قطر داخلی و WT ضخامت است.

قوانین Sch No

• هرچه عدد Sch No بیشتر شود عدد ضخامت نیز بیشتر خواهد شد.

همانطور که مشاهده می‌شود درNPS یکسان هر چه عدد اسکجول زیادتر شود، ضخامت نیز بیشتر می‌شود.

STD، XS و XXS چیست؟

یکی دیگر از روش‌های تعیین ضخامت که در سال‌های قبل بیشتر استفاده می‌شد استفاده از سه واحد STD، XS و XXS است. در واقع این واحدها بعد از آن‌که عدد اسکجول به‌کار گیری شد کمتر مورد استفاده قرار گرفت اما این سه واحد را اگر با عدد اسکجول بخواهیم همسان‌سازی نماییم به این صورت خواهد بود که:
عدد اسکجول ۴۰ با واحد STD برابر ، عدد اسکجول ۸۰ با واحد XS و عدد اسکجول بالای ۱۶۰ با عدد XXS برابر خواهد بود.

• NPS برای سایزهای مساوی و کوچکتر از ۱۰ اینچ، کلاسه‌های ضخامت STD و Sch40 برابر است.
• در سایزهای NPS≤ ۸اینچ کلاسه‌های ضخامت XS و Sch ۸۰ یکسان هستند. برای شماره‌های بالاتر از ۸ اینچ همه‌ پایپ‌های که گروه ضخامت آن‌ها XS است، دارای ضخامت ۱۲/۷ میلی‌متر خواهد بود.

آرایش انتهایی و طول لوله

به وضعیتی که بر روی لوله ماشین‌کاری و یا رزوه‌کاری انجام می‌شود، آرایش انتهایی لوله گفته می‌شود. بر اساس استانداردهای متداول سه نوع آرایش انتهایی روی لوله انجام می‌شود:

• انتهای ساده Plain End_ PE
• انتهای رزوه شده Threaded_TE
• انتهای ماشین‌کاری شده Beveled_ Blvd

همچنین در مورد طول لوله می‌توان گفت که لوله‌ها در شرکت‌های مختلف به طول‌های مختلف ساخته می‌شود، اما معمولا در طول ۶ متر و ۱۲ متر تولید می‌شوند.

تیوب چیست؟

همان‌گونه که اشاره شد تیوب و لوله شباهت‌های زیادی به یکدیگر دارند. اجسامی که دو سر آن‌‌ها بسته نشده است و می‌توان کار انتقال و جابه‌جایی مواد را با آن انجام داد را به نوعی می‌توان تیوب خواند. قبل از آن‌که به تفاوت‌های تیوب و لوله بپردازیم ابتدا مشخصات تیوب را بررسی می‌کنیم. از تیوب معمولا زمانی استفاده می‌شود که فشار، دما و جریان سیال بالا باشد. همچنین زمانی که نیاز به انتقال حرارت داشته باشیم از تیوب استفاده می‌کنیم. موارد کاربردی تیوب، بویلر، مبدل حرارتی و کورهای نفتی است. فراگیری دانش و علم مشخصات تیوب و لوله کمک خوبی در راهنمای خرید لوله و تیوب خواهد بود. در ادامه مشخصات تیوب مرور می‌شود.

مشخصات تیوب

یکی از مشخصه‌های تیوب یکسان بودن قطر اسمی و قطر خارجی تیوب است. به‌ طور مثال تیوب ۲ اینچ، دارای قطر خارجی ۲ اینچ نیز هست.
ضخامت تیوب با کلاسه ‌BWG مشخص می‌شود. دامنه گیج تیوب از ۰۰ شروع و به ۳۶ ختم می‌شود. هرچه BWG بیشتر باشد، ضخامت لوله کمتر است. به‌طور مثال گیج ۳۶ دارای ضخامت mm0.1 است.
در مورد BWG باید به این مطلب اشاره نمود که آن مستقل از قطر است. یعنی چند تیوب با قطر مختلف دارای BWG یکسان، ضخامت یکسان خواهند داشت.

قطرخارجی تیوب مثل OD پایپ ثابت است. با افزایش ضخامت تیوب ID کاهش پیدا می‌کند. تیوب انواع مختلفی دارد که عبارت است از:

• تیوب سازه: این نوع تیوب در سازه‌های ساختمانی (چهارچوب‌ها)، سازه‌های ترافیکی (موانع در جاده‌ها) و سازه‌های پل‌سازی کاربرد دارند. سطح مقطع این نوع از تیوب در اکثر اوقات به شکل دایره‌ است. قطر این نوع از لوله تا 24 اینچ و ضخامت دیواره تا یک اینچ است.
• تیوب مکانیکی: این نوع تیوب بیشتر برای مصارف مکانیکی و ساختارهایی که نیاز به لوله‌های سبک نیاز دارند، استفاده می‌شود. تیوب مکانیکی برای زمین بازی و تجهیزات تفریحی، غلتک نوار نقاله سایبان‌ها و سازه‌های گلخانه‌ای استفاده می‌شود. تیوب مکانیکی برای جابه‌جایی سیالات استفاده نمی‌شود.
• تیوب فشار: از این نوع تیوب برای حمل سیالات استفاده می‌شود. این نوع از تیوب توان درجه حرارت و فشار بالا را دارد.

تیوب از چه ساخته می‌شود؟

تیوب‌ها مانند لوله‌ها که از جنس فولاد، چدن، استیل و... هستند، اما به طور کلی انواع tube بر اساس جنس به شرح زیر است:

• تیوب مسی: این نوع تیوب در یخچال‌ها و سیستم‌های تهویه کاربرد دارد و از مس خالص و یا آلیاژ مس ساخته می‌شود.
• تیوب آلومینیومی: در مصارف کم‌فشار (مثل صنایع بهداشتی، غذایی و دارویی) از این نوع تیوب استفاده می‌شود و به راحتی درب تیوب با فشار کم باز می‌شود.
• تیوب فولادی: این نوع تیوب برای دماهای بسیار بالا (Super Heat) در شرایطی مثل در بویلرها، مبدل‌های حرارتی و کندنسورها از تیوب فولادی استفاده می‌شود.
• تیوب پلاستیکی: تیوب‌های پلاستیکی مانند تیوب‌های آلومینیومی در تجهیزات کم‌فشار کاربرد دارد و معمولا از پلیمرهای پایه آلی ساخته می‌شود.

تفاوت pipe و tube

بعد از آشنایی با مشخصات تیوب و لوله، بهتر است به تفاوت‌های این دو مقطع پرکاربرد هم توجه کنیم. در بسیاری از موارد، تیوب (Tube) و پایپ (Pipe) به اشتباه یکسان در نظر گرفته می‌شوند، در حالی که این دو از نظر کاربرد، استاندارد تولید و ویژگی‌های فنی تفاوت‌های مهمی با هم دارند. مهم‌ترین تفاوت‌های پایپ و تیوب عبارت‌اند از:

• سایز و ابعاد: لوله‌ها (Pipe) معمولاً در سایزهای بزرگ‌تر تولید می‌شوند و می‌توانند تا ۸۰ اینچ یا حتی بیشتر نیز برسند. در مقابل، تیوب‌ها (Tube) اغلب در ابعاد کوچک‌تر و دقیق‌تر استفاده می‌شوند و در کاربردهای سازه‌ای معمولاً تا حدود ۵ اینچ یا کمی بیشتر رایج هستند. همچنین قطعاتی که قطر آن‌ها کمتر از یک‌چهارم اینچ باشد، در اکثر استانداردها در دسته تیوب قرار می‌گیرند.
• نحوه تولید: تیوب‌ها اغلب به‌صورت بدون درز (Seamless) تولید می‌شوند تا دقت ابعادی بالاتری داشته باشند. اما لوله‌ها می‌توانند براساس نوع کاربرد و فشار کاری، هم به‌صورت درزدار (Welded) و هم بدون درز ساخته شوند.

• دقت ابعادی و استاندارد تولید: تیوب‌ها بر اساس دقت ابعادی بالا و گاهی با مشخصات سفارشی تولید می‌شوند. در مقابل، لوله‌ها معمولاً طبق استانداردهای مشخص (مثل DN و NPS) تولید شده و ابعاد آن‌ها محدودتر و استانداردتر است.
• سطح داخلی و خارجی: در تیوب‌ها، سطح داخلی و خارجی معمولاً صاف‌تر و یکنواخت‌تر است، زیرا در کاربردهایی استفاده می‌شوند که دقت جریان یا تماس اهمیت دارد. در لوله‌ها، سطح داخلی ممکن است نسبت به تیوب‌ها زبری بیشتری داشته باشد.
• کاربرد و نوع استفاده: تیوب‌ها بیشتر در کاربردهای دقیق مانند مبدل‌های حرارتی، دیگ‌های بخار و سازه‌های مهندسی استفاده می‌شوند. در حالی که لوله‌ها بیشتر برای انتقال سیالات در حجم بالا مثل آب، نفت و گاز به کار می‌روند.

بسیاری از ما در کنکاش‌های روزانه‌ خود با ابزار و وسایلی برخورد داریم که با نام واقعی آن آشنا نیستیم. به‌طور مثال اشتباه اکثر ما پایپ و تیوب را یکسان می‌دانستیم؛ حال آن ‌که متوجه شدیم در صنعت این دو وسیله با یکدیگر تفاوت‌های بنیادی زیادی دارند. آیا این نگاه اشتباه تنها درباره‌ پایپ و تیوب صدق می‌کند و آیا وسایل دیگری نیز می‌شناسید که مانند تیوب و پایپ با یکدیگر اشتباه گرفته شده‌اند؟ اگر این وسایل و تجهیزات را می‌شناسید برای ما کامنت بگذارید.