أنابيب فولاذية غير ملحومة من الفئة (Schedule) 20

تُعد أنابيب الصلب الكربوني غير الملحومة (Seamless) من الفئة "Schedule 20" أنابيب مُصنَّعة دون وجود لحام طولي، وتتميز بسُمك جدار يطابق مواصفات الفئة "Schedule 20". وغالباً ما يتم اختيار هذا النوع لأنظمة الأنابيب التي تتطلب سُمك جدار خفيف نسبياً ليتناسب مع ظروف التشغيل المطلوبة.
يُشير مصطلح "Schedule 20" إلى سُمك جدار الأنبوب بالنسبة لحجمه الاسمي (NPS)؛ ولا يحدد هذا المصطلح درجة الصلب أو عملية التصنيع. وبالتالي، يمكن توريد الأنابيب غير الملحومة وفقاً للفئة "Schedule 20" عندما يتوافق الحجم الاسمي (NPS) المختار ومعيار الأبعاد المطبق مع سُمك الجدار المحدد لهذه الفئة.
بالنسبة لأنابيب الصلب الكربوني غير الملحومة، تشمل مواصفات المواد الشائعة معيار ASTM A106/A106M ومعايير أخرى خاصة بالمشروع. يغطي معيار ASTM A106/A106M أنابيب الصلب الكربوني غير الملحومة المخصصة للعمل في درجات حرارة عالية، ويشير إلى معيار ASME B36.10M لتحديد السُمك الاسمي للجدار.


ما هي أنابيب الصلب الكربوني غير الملحومة من الفئة Schedule 20؟
هي أنابيب صلب غير ملحومة تتبع أبعاد الفئة "Schedule 20". وعلى عكس الأنابيب الملحومة، تُنتج الأنابيب غير الملحومة من كتلة صلبة (بليت) يتم تسخينها وثقبها لتشكيل أنبوب مجوف، تلي ذلك عمليات دلفنة أو عمليات أخرى لضبط الأبعاد.
هناك ثلاثة مصطلحات يجب التمييز بينها:
Schedule 20 — يحدد تصنيفاً قياسياً لسُمك الجدار لحجم اسمي (NPS) معين.
Seamless (غير ملحومة) — يصف طريقة التصنيع ويعني أن الأنبوب لا يحتوي على خط لحام طولي.
Carbon steel (صلب كربوني) — يصف نوع المادة.
وبالتالي، فإن مصطلح "أنابيب الصلب الكربوني غير الملحومة من الفئة Schedule 20" يجمع بين تصنيف الأبعاد وطريقة التصنيع، بينما تظل درجة المادة الفعلية بحاجة إلى تحديد منفصل.
يغطي معيار ASME B36.10 أبعاد كل من الأنابيب الملحومة وغير الملحومة المصنوعة من الصلب المشكّل (wrought steel)، بينما يحدد معيار ASTM A106/A106M المتطلبات الخاصة بأنابيب الصلب الكربوني غير الملحومة المخصصة للعمل في درجات حرارة عالية.


أبعاد أنابيب الصلب الكربوني غير الملحومة من الفئة Schedule 20
تختلف أبعاد الفئة "Schedule 20" باختلاف الحجم الاسمي للأنبوب (NPS). يتم تحديد القطر الخارجي بناءً على الحجم الاسمي (NPS)، بينما يحدد تصنيف الفئة (Schedule) سُمك الجدار المطبق لذلك الحجم.

تستند الأبعاد الشائعة الاستخدام التالية إلى بيانات الأبعاد الواردة في معيار ASME B36.10:

NPS	Outside Diameter	Schedule 20 Wall Thickness	Approx. Inside Diameter
8 in.	8.625 in. (219.1 mm)	0.250 in. (6.35 mm)	8.125 in. (206.4 mm)
10 in.	10.750 in. (273.0 mm)	0.250 in. (6.35 mm)	10.250 in. (260.4 mm)
12 in.	12.750 in. (323.8 mm)	0.250 in. (6.35 mm)	12.250 in. (311.2 mm)
14 in.	14.000 in. (355.6 mm)	0.312 in. (7.92 mm)	13.376 in. (339.8 mm)
16 in.	16.000 in. (406.4 mm)	0.312 in. (7.92 mm)	15.376 in. (390.7 mm)
18 in.	18.000 in. (457.0 mm)	0.312 in. (7.92 mm)	17.376 in. (441.3 mm)
20 in.	20.000 in. (508.0 mm)	0.375 in. (9.53 mm)	19.250 in. (488.9 mm)
24 in.	24.000 in. (610.0 mm)	0.375 in. (9.53 mm)	23.250 in. (590.6 mm)
30 in.	30.000 in. (762.0 mm)	0.500 in. (12.70 mm)	29.000 in. (736.6 mm)
36 in.	36.000 in. (914.0 mm)	0.500 in. (12.70 mm)	35.000 in. (889.0 mm)

صُمم هذا الجدول ليكون مرجعاً سريعاً. أما فيما يتعلق بأعمال الشراء، أو التصميم الهندسي، أو حسابات الضغط، فيجب دائماً الرجوع إلى الإصدار المعتمد من معيار الأبعاد ومواصفات الشراء الفعلية.
من النقاط الهامة أن تصنيف "Schedule 20" (الجدول 20) ليس متاحاً كسمك جدار قياسي لكافة أحجام الأنابيب الاسمية (NPS). إذ تعتمد تصنيفات "Schedule" على الحجم، لذا ينبغي للمشتري التأكد من الحجم الاسمي (NPS) وسمك الجدار المطلوبين بدلاً من افتراض وجود قيمة "Schedule 20" لكل قطر أنبوب. ويُعنى معيار ASME B36.10 تحديداً بتوحيد أبعاد الأنابيب الفولاذية الملحومة وغير الملحومة (السيمس).


سمك جدار الأنابيب غير الملحومة (السيمس) من الفئة Schedule 20
يختلف سمك جدار الأنبوب من الفئة Schedule 20 باختلاف الحجم الاسمي للأنبوب (NPS).
على سبيل المثال، يبلغ القطر الخارجي لأنبوب بحجم NPS 8 وفئة Schedule 20 ما يعادل 8.625 بوصة، بينما يبلغ سمك الجدار الاسمي 0.250 بوصة. أما الأنبوب بحجم NPS 20، فيبلغ قطره الخارجي 20 بوصة، وسمك جداره (ضمن فئة Schedule 20) هو 0.375 بوصة.
وهذا يعني أنه لا ينبغي تفسير مصطلح "Schedule 20" على أنه سمك جدار ثابت قدره 20 مم أو 20% من القطر.
العلاقة الأساسية هي:
القطر الداخلي ≈ القطر الخارجي − (2 × سمك الجدار)
يجب أخذ الأبعاد الفعلية من المعيار المعتمد، نظراً لأن تفاوتات التصنيع قد تؤثر على الأبعاد المقاسة للأنابيب الفردية.


معايير الأنابيب الفولاذية غير الملحومة (السيمس) من الفئة Schedule 20
يجب النظر في معايير الأبعاد ومعايير المواد بشكل منفصل عند تحديد مواصفات الأنابيب غير الملحومة.

ASME B36.10M
يُعد معيار ASME B36.10M المرجع الأساسي للأبعاد الخاصة بالأنابيب الفولاذية المشكّلة (wrought steel pipe)، سواء كانت ملحومة أو غير ملحومة. وهو يوحّد الأحجام الاسمية للأنابيب، والأقطار الخارجية، وتصنيفات سمك الجدار المستخدمة في أنظمة الأنابيب الصناعية الشائعة.

ASTM A106/A106M
يغطي معيار ASTM A106/A106M الأنابيب الفولاذية الكربونية غير الملحومة المخصصة للخدمة في درجات حرارة عالية. وتشمل المواصفة الأحجام الاسمية (NPS) من 1/8 وحتى 48، وتستخدم قيم سمك الجدار الاسمي المتوافقة مع معيار ASME B36.10M.
غالباً ما يتم تحديد مواصفات ASTM A106 وفقاً للدرجات التالية:
ASTM A106 Grade A (الدرجة A)
ASTM A106 Grade B (الدرجة B)
ASTM A106 Grade C (الدرجة C)
وتعتمد الدرجة الصحيحة على المتطلبات الميكانيكية، ومتطلبات درجات الحرارة، وظروف التشغيل الخاصة بالمشروع. ASTM A53
تُعد ASTM A53 مواصفة أخرى شائعة الاستخدام لأنابيب الصلب الكربوني. ومع ذلك، لا ينبغي للمشتري افتراض إمكانية التبادل بين أنبوب ASTM A53 وأنبوب ASTM A106 لمجرد تماثلهما في الحجم الاسمي للأنبوب (NPS) ودرجة السماكة (Schedule).
يجب اختيار مواصفة المادة المناسبة وفقاً لكود التصميم، وظروف التشغيل، ومتطلبات المشروع.



المواد الشائعة لأنابيب الفئة 20 (Schedule 20) غير الملحومة
تُشير الفئة 20 (Schedule 20) إلى الأبعاد، ولذلك يجب تحديد درجة المادة بشكل منفصل.
قد تشمل الدرجات الشائعة لأنابيب الصلب الكربوني غير الملحومة ما يلي:

Material Standard	Typical Grade	General Use
ASTM A106/A106M	Grade A, B, C	High-temperature service
ASTM A53	Grade A, B	General mechanical and pressure applications
API 5L	Grade B and selected grades	Oil and gas pipeline service
Project-specific standards	As specified	Special industrial applications

ليست كل درجة (مواصفة) من درجات الصلب مناسبة لكل تطبيق؛ إذ يجب أن يراعي الاختيار النهائي عوامل مثل درجة الحرارة، والضغط، وطبيعة المائع، وظروف التآكل، ومتطلبات اللحام، وأكواد التصميم المعمول بها.


كيف يتم تصنيع أنابيب الصلب غير الملحومة (Seamless) من الفئة "Schedule 20"؟
تُنتج أنابيب الصلب غير الملحومة دون تشكيل وصلة لحام طولية.
وتتضمن خطوات التصنيع المعتادة ما يلي:
1. تجهيز كتل الصلب (Billet preparation)
يتم تجهيز كتلة صلبة مستديرة وفقاً لدرجة الصلب المطلوبة.
2. التسخين
تُسخَّن الكتلة إلى درجة حرارة مناسبة لعمليات الثقب والتشكيل.
3. الثقب (Piercing)
تُستخدم عملية ثقب دوارة لإنتاج القالب الأولي المجوف (الأنبوب الخام).
4. الدرفلة والضبط (Rolling and sizing)
يتم دلفنة القالب المجوف وضبط أبعاده للوصول إلى القطر الخارجي وسُمك الجدار المحددين.
5. المعالجة الحرارية
تُجرى المعالجة الحرارية عند الاقتضاء وفقاً لمواصفات المادة ودرجتها.
6. الاستعدال والتشطيب النهائي
يتم استعدال الأنبوب، وقطعه حسب الطول المطلوب، وإجراء التشطيبات النهائية وفقاً لمتطلبات الشراء.
7. الفحص والاختبار
يخضع الأنبوب للفحص والاختبار وفقاً لمواصفات المنتج المعمول بها.
بالنسبة لأنابيب ASTM A106، تتضمن المواصفات متطلبات ميكانيكية واختبارات أخرى مثل اختبار الشد، والانحناء، والتسطيح، والاختبار الهيدروستاتيكي، والاختبار الكهربائي غير المتلف، حسب الحالة.


مقارنة بين أنابيب الصلب غير الملحومة (Seamless) والملحومة (Welded) من الفئة "Schedule 20"
يكمن الفرق الرئيسي في طريقة التصنيع، وليس في تصنيف الفئة (Schedule).

Feature	Schedule 20 Seamless Pipe	Schedule 20 Welded Pipe
Manufacturing	Formed from a solid billet	Formed from steel plate/coil and welded
Longitudinal weld	No	Yes
Schedule	Schedule 20	Schedule 20
Dimensional standard	Commonly ASME B36.10M	Commonly ASME B36.10M
Material options	Depends on specification	Depends on specification
Typical selection factor	Seamless construction and service requirements	Cost, size availability and project requirements

يمكن تحديد أبعاد كل من الأنابيب الفولاذية الملحومة وغير الملحومة (السيمس) وفقاً للمعيار ASME B36.10M. وعليه، فإن تصنيف "Schedule 20" لا يعني بالضرورة أن الأنبوب غير ملحوم، كما أن وصف الأنبوب بأنه "غير ملحوم" لا يعني تلقائياً أنه يتبع تصنيفاً (Schedule) معيناً.

مقارنة بين أنابيب "Schedule 20" و"Schedule 40" غير الملحومة
يكمن الفرق الرئيسي بين "Schedule 20" و"Schedule 40" في سُمك الجدار.
فعند تساوي الحجم الاسمي للأنبوب (NPS)، عادةً ما يكون جدار الأنبوب من الفئة "Schedule 40" أكثر سُمكاً مقارنةً بالأنبوب من الفئة "Schedule 20". ويترتب على ذلك عادةً زيادة في وزن الأنبوب وصغر في القطر الداخلي، في حين يجب تحديد ضغط التشغيل الفعلي المسموح به بناءً على نوع المادة المستخدمة، وكود التصميم، ودرجة الحرارة، ومعدل سماحية التآكل، وعوامل هندسية أخرى.

Item	Schedule 20	Schedule 40
Wall thickness	Generally lighter	Generally thicker
Pipe weight	Lower for the same NPS	Higher for the same NPS
Internal diameter	Generally larger	Generally smaller
Material consumption	Lower	Higher
Pressure suitability	Depends on design	Depends on design
Typical selection	When lighter wall is acceptable	When greater wall thickness is required

لا ينبغي اختيار فئة سماكة (Schedule) أعلى لمجرد أنها "أقوى"؛ إذ يجب أن يستند اختيار الأنابيب إلى ظروف التصميم الفعلية والمعايير الهندسية المطبقة.

ما الذي يجب التحقق منه عند شراء أنابيب الصلب غير الملحومة من الفئة (Schedule 20)؟
يجب أن يتضمن وصف الشراء معلومات أكثر تفصيلاً من مجرد عبارة "أنابيب غير ملحومة من الفئة Schedule 20".
كحد أدنى، تأكد من الآتي:
الحجم الاسمي للأنبوب (NPS)
الفئة (Schedule): SCH 20
مواصفات المادة
درجة الصلب
القطر الخارجي وسماكة الجدار
طول الأنبوب
أطراف الأنبوب: سادة (مستوية)، مشطوفة، أو مسننة
حالة السطح
متطلبات المعالجة الحرارية
متطلبات الفحص والاختبار
المعيار المعتمد للأبعاد
متطلبات شهادة اختبار المصنع (MTC)
بالنسبة لطلبات المشاريع، يجب أن تحدد المواصفات أيضاً كود التصميم المطبق وأي متطلبات اختبار إضافية.

وزن أنابيب الصلب غير الملحومة من الفئة (Schedule 20)
يعتمد وزن الأنبوب على القطر الخارجي وسماكة الجدار وكثافة الصلب. وللحصول على تقدير سريع لوزن أنابيب الصلب الكربوني، تُستخدم الصيغة المترية الشائعة التالية:
الوزن (كجم/متر) ≈ 0.02466 × T × (OD − T)
حيث:
OD = القطر الخارجي بالمليمتر (mm)
T = سماكة الجدار بالمليمتر (mm)
بالنسبة للأنابيب غير الملحومة من الفئة Schedule 20، يجب أولاً الحصول على قيم القطر الخارجي وسماكة الجدار من المعيار المعتمد للأبعاد.
القيمة المحسوبة هي قيمة تقديرية؛ إذ قد يختلف الوزن الفعلي عند التوريد بناءً على تفاوتات الأبعاد، والطول، ومواصفات المنتج المطبقة.



الأسئلة الشائعة حول أنابيب الصلب غير الملحومة من الفئة (Schedule 20)
ما هي أنابيب الصلب غير الملحومة من الفئة (Schedule 20)؟
هي أنابيب صلب غير ملحومة (تُصنّع دون لحام طولي) وتُورّد بسماكة جدار تتبع تصنيف (Schedule 20) للحجم الاسمي للأنبوب المعني.
هل أنابيب (Schedule 20) غير ملحومة دائماً؟
لا. يشير مصطلح (Schedule 20) إلى تصنيف أبعاد سماكة الجدار، وليس إلى عملية التصنيع. يمكن أن تتوفر كل من الأنابيب الملحومة وغير الملحومة بأبعاد (Schedule 20) إذا كان المعيار المطبق ينص على ذلك.
ما الفرق بين أنابيب (Schedule 20) وأنابيب (Schedule 40) غير الملحومة؟
عادةً ما تكون سماكة جدار أنابيب (Schedule 40) أكبر من سماكة جدار أنابيب (Schedule 20) لنفس الحجم الاسمي (NPS). ويؤدي ذلك عادةً إلى زيادة الوزن وصغر القطر الداخلي. يجب اختيار الفئة (Schedule) المناسبة بناءً على ظروف التصميم الفعلية.
هل أنابيب (Schedule 20) غير الملحومة مناسبة للضغط العالي؟
ليس بالضرورة؛ فالتصنيف (Schedule) وحده لا يحدد تصنيفاً عالمياً للضغط. يعتمد الضغط المسموح به على حجم الأنبوب، ودرجة المادة، ودرجة الحرارة، وكود التصميم، وسماكة الجدار، وهامش التآكل، وعوامل أخرى.
ما هو المعيار القياسي لأبعاد الأنابيب الفولاذية غير الملحومة من الفئة (Schedule 20)؟
يُعد المعيار ASME B36.10M المعيار الأساسي للأبعاد الخاصة بالأنابيب الفولاذية المشكّلة (سواء الملحومة أو غير الملحومة).



الخلاصة
تجمع الأنابيب الفولاذية غير الملحومة من الفئة (Schedule 20) بين الأبعاد القياسية وطريقة التصنيع غير الملحومة؛ حيث تشير (Schedule 20) إلى تصنيف سماكة الجدار، بينما تشير عبارة "غير ملحومة" إلى طريقة التصنيع، أما درجة المادة فيجب تحديدها بشكل منفصل. وبالنسبة للمشترين، تتمثل أهم الاعتبارات في الحجم الاسمي للأنبوب (NPS)، وسماكة الجدار (Schedule 20)، ومواصفات المادة ودرجتها، وضغط التشغيل ودرجة الحرارة، وهامش التآكل، ومتطلبات الاختبار، ومعايير التصميم المطبقة.
في المشاريع التي تتطلب أنابيب فولاذية كربونية غير ملحومة، يُعد المعيار ASTM A106/A106M أحد معايير المواد الشائعة الاستخدام للتطبيقات التي تتضمن درجات حرارة عالية، بينما يوفر المعيار ASME B36.10M الإطار الخاص بأبعاد الأنابيب الفولاذية الملحومة وغير الملحومة. وللحصول على عرض سعر دقيق، يجب تزويد مورد الأنابيب الفولاذية بالمعلومات التالية: الحجم الاسمي (NPS)، والفئة (SCH 20)، ودرجة المادة، والطول، ونوع أطراف الأنبوب، والكمية، والمعيار المطبق.