تفاوت tube با pipe در چیست؟

در زبان فارسی به هر شکل استوانه‌‌ای تو خالی، لوله گفته می‌شود. اما در زبان انگلیسی دو کلمه‌ Pipe و Tube به معنای لوله استفاده می‌شود و جالب آن ‌که بسیاری از مردم حتی در زبان انگلیسی گمان می‌کنند که کاربرد این دو کلمه یکسان است. اما این دو کلمه تفاوت‌های زیادی با یکدیگر دارد و کاربرد آن‌ها نیز از یکدیگر متفاوت است. اولین بار این سامانیان بودند که برای انتقال آب از رودخانه در خانه‌های خود کانال حفر کردند. آن‌ها مسیر کانال را با استوانه‌های سفالی شکل لوله‌کشی کردند. این که بین پایپ و تیوب چه تفاوت‌هایی وجود دارد مطلبی است که قرار است در این مقاله آن را بررسی نماییم اما در یک پاسخ کوتاه این‌گونه می‌توان گفت که Pipe یک لوله‌ی گرد برای توزیع مایعات و گازها است که با قطر اسمی DN و یا NPS تعیین می‌شود. Tube اما یک مستطیل یا مربع بیضی توخالی است که برحسب قطر خارجی معرفی می‌شود.

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.

لوله و مشخصات آن

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. 
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.

لوله‌ بدون درز

به لوله‌ بدون درز، لوله‌ مانیسمان می‌گویند. در فرآیند ساخت این نوع از لوله هیچ‌گونه‌ درز جوشی استفاده نشده است. این لوله‌ها به شکل شمش‌های توپر هستند و ساخت آن‌ها با نیروی حرارت و کشش با کمک غلتک انجام می‌شود. دامنه‌ ابعادی این لوله‌ها تا قطر 16 اینچ است.

قطر اسمی لوله (Nominal Pipe Size یا NPS)

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 به شرح زیر است.

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)

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 و مشخصات آن

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 تیوب و لوله

بعد از آن ‌که مشخصات تیوب و لوله را دانستیم بهتر است به تفاوت‌های آن نیز نگاهی انداخته شود. همان‌طور که در ابتدای مقاله نیز اشاره گردید، عده‌ زیادی از مردم تیوب و پایپ را یکسان می‌دانند و بین آن‌ها تفاوتی قائل نمی‌شوند. با آن ‌که بین پایپ و تیوب تفاوت‌های زیادی وجود دارد.

کلام پایانی

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.