تُعد أنابيب الألومنيوم من الفئة "Schedule 40" منتجاً شائع الاستخدام، وتُصنّف وفقاً لنظام المقاسات الاسمي للأنابيب (NPS) ومواصفات سُمك الجدار الخاصة بالفئة "Schedule 40". وتجمع هذه الأنابيب بين مزايا الألومنيوم - المتمثلة في خفة الوزن ومقاومة التآكل - وبين نظام قياسي لأبعاد الأنابيب.
ومن بين السبائك الشائعة المستخدمة فيها سبيكة الألومنيوم 6061-T6، التي توفر توازناً ممتازاً بين القوة، ومقاومة التآكل، وسهولة التشغيل الآلي، وقابلية اللحام. تتوفر أنابيب الألومنيوم (Schedule 40) بمقاسات اسمية متعددة، حيث يتم تحديد القطر الخارجي بناءً على مقاس NPS، بينما يتحدد سُمك الجدار وفقاً لتصنيف الفئة (Schedule).
ما هي أنابيب الألومنيوم من الفئة Schedule 40؟
هي أنابيب ألومنيوم دائرية الشكل تُصنّع وفقاً لمقاس اسمي قياسي ومواصفات سُمك الجدار الخاصة بالفئة "Schedule 40". وعلى عكس الأنابيب العادية، تتبع أنابيب الألومنيوم (Schedule 40) نظام المقاس الاسمي للأنابيب؛ حيث لا يتطابق المقاس الاسمي مباشرة مع القطر الخارجي الفعلي. فعلى سبيل المثال، يبلغ القطر الخارجي لأنبوب الألومنيوم (Schedule 40) بمقاس اسمي 1 بوصة حوالي 1.315 بوصة، بينما يبلغ سُمك جداره 0.133 بوصة.
ولا يعني مصطلح "Schedule 40" أن سُمك الجدار يبلغ 0.040 بوصة، بل يشير هذا التصنيف إلى سُمك جدار محدد لكل مقاس اسمي للأنبوب.
ومع زيادة المقاس الاسمي للأنبوب، تتغير أيضاً أبعاد القطر الخارجي وسُمك الجدار وفقاً لمواصفات الفئة "Schedule 40".
أبعاد أنابيب الألومنيوم (Schedule 40)
يوضح الجدول أدناه الأبعاد القياسية لأنابيب الألومنيوم (Schedule 40)، بما في ذلك القطر الخارجي (OD)، والقطر الداخلي (ID)، وسُمك الجدار، والوزن لكل قدم.
تستند أبعاد أنابيب الألومنيوم (Schedule 40) إلى نظام مقاسات أنابيب الحديد (IPS) / المقاس الاسمي للأنابيب (NPS). ويظل القطر الخارجي ثابتاً وفقاً للمعايير، بينما يزداد سُمك الجدار مع زيادة مقاسات الأنابيب.
وتشمل سبائك الألومنيوم الشائعة المستخدمة في تصنيعها سبيكتي 6061-T6 و6063-T6، اللتين تستخدمان على نطاق واسع في التطبيقات الإنشائية، والمكونات البحرية، وهياكل الآلات، وأعمال التصنيع العامة.
|
NPS / IPS (inch)
|
Outside Diameter (OD)
|
Inside Diameter (ID)
|
Wall Thickness
|
Weight (lb/ft)
|
|
1/8"
|
0.405"
|
0.269"
|
0.068"
|
0.085
|
|
1/4"
|
0.540"
|
0.364"
|
0.088"
|
0.147
|
|
3/8"
|
0.675"
|
0.493"
|
0.091"
|
0.196
|
|
1/2"
|
0.840"
|
0.622"
|
0.109"
|
0.294
|
|
3/4"
|
1.050"
|
0.824"
|
0.113"
|
0.391
|
|
1"
|
1.315"
|
1.049"
|
0.133"
|
0.581
|
|
1-1/4"
|
1.660"
|
1.380"
|
0.140"
|
0.786
|
|
1-1/2"
|
1.900"
|
1.610"
|
0.145"
|
0.94
|
|
2"
|
2.375"
|
2.067"
|
0.154"
|
1.26
|
|
2-1/2"
|
2.875"
|
2.469"
|
0.203"
|
2
|
|
3"
|
3.500"
|
3.068"
|
0.216"
|
2.62
|
|
3-1/2"
|
4.000"
|
3.548"
|
0.226"
|
3.15
|
|
4"
|
4.500"
|
4.026"
|
0.237"
|
3.73
|
|
5"
|
5.563"
|
5.047"
|
0.258"
|
5.06
|
|
6"
|
6.625"
|
6.065"
|
0.280"
|
6.56
|
|
8"
|
8.625"
|
7.981"
|
0.322"
|
9.88
|
|
10"
|
10.750"
|
10.020"
|
0.365"
|
14
|
|
12"
|
12.750"
|
12.000"
|
0.375"
|
17.14
|
ملاحظة: قد تختلف الأبعاد قليلاً حسب نوع السبيكة، وطريقة التصنيع، ومواصفات ASTM المطبقة. احرص دائماً على التحقق من الأبعاد النهائية بالرجوع إلى البيانات الفنية الخاصة بالشركة المصنعة قبل البدء في التصنيع.
كيفية قراءة جدول مقاسات أنابيب الألومنيوم من الفئة "Schedule 40"؟
يحتوي جدول مقاسات أنابيب الألومنيوم من الفئة "Schedule 40" على عدة قياسات مهمة:
القطر الخارجي (OD)
القطر الخارجي هو القياس الفعلي للمسافة عبر السطح الخارجي للأنبوب.
على سبيل المثال:
أنبوب ألومنيوم "Schedule 40" مقاس 1 بوصة له قطر خارجي يبلغ 1.315 بوصة.
أنبوب ألومنيوم "Schedule 40" مقاس 2 بوصة له قطر خارجي يبلغ 2.375 بوصة.
أنبوب ألومنيوم "Schedule 40" مقاس 4 بوصات له قطر خارجي يبلغ 4.500 بوصة.
يُعد القطر الخارجي مهماً عند اختيار الوصلات (fittings)، والمشابك، والدعامات، والوصلات الميكانيكية.
القطر الداخلي (ID)
يحدد القطر الداخلي المساحة الداخلية المتاحة لـ:
تدفق السوائل
نقل الغاز
التمديدات الكهربائية
المكونات الميكانيكية
يتم حساب القطر الداخلي (ID) بالمعادلة التالية:
القطر الداخلي (ID) = القطر الخارجي (OD) - (2 × سُمك الجدار)
أنبوب ألومنيوم "Schedule 40" مقاس 4 بوصات:
القطر الخارجي (OD): 4.500 بوصة
سُمك الجدار: 0.237 بوصة
القطر الداخلي (ID): حوالي 4.026 بوصة
سُمك الجدار
سُمك جدار أنابيب الألومنيوم من الفئة "Schedule 40" ليس ثابتاً.
فهو يتغير بناءً على المقاس الاسمي للأنبوب.
|
Size
|
Wall Thickness
|
|
1"
|
0.133"
|
|
2"
|
0.154"
|
|
4"
|
0.237"
|
|
6"
|
0.280"
|
|
10"
|
0.365"
|
أنابيب ألومنيوم 6061-T6 (فئة Schedule 40)
تُعد سبيكة الألومنيوم 6061-T6 واحدة من أكثر الخيارات شيوعاً لتصنيع أنابيب الألومنيوم من فئة "Schedule 40".
تنتمي سبيكة 6061 إلى فئة سبائك الألومنيوم 6000، وتوفر حالة المعالجة الحرارية "T6" قوة أعلى مقارنة بالحالة الملدنة (المُعالجة حرارياً للتليين).
وتشمل المزايا النموذجية لهذه السبيكة ما يلي:
نسبة جيدة بين القوة والوزن
مقاومة جيدة للتآكل
قابلية جيدة للتشكيل الآلي
قابلية جيدة للحام
كثافة منخفضة نسبياً
توفر جيد في الأسواق
أداء مناسب للعديد من التطبيقات الهيكلية
تتوفر أنابيب 6061-T6 (فئة Schedule 40) التجارية في شكلين: أنابيب مبثوقة وأنابيب غير ملحومة (سلسة). وتُورَّد بعض المنتجات غير الملحومة وفقاً للمواصفة ASTM B241، بينما قد تخضع المنتجات المبثوقة للمواصفة ASTM B429، وذلك حسب نوع المنتج وطريقة التصنيع.
مقارنة بين أنابيب الألومنيوم 6061-T6 و6063
تُعد كل من 6061 و6063 سبائك ألومنيوم واسعة الانتشار والاستخدام، إلا أنه لا يمكن استبدال إحداهما بالأخرى في جميع التطبيقات.
|
Property
|
6061-T6
|
6063
|
|
Strength
|
Higher
|
Lower
|
|
Corrosion resistance
|
Good
|
Very good
|
|
Extrudability
|
Good
|
Excellent
|
|
Machinability
|
Good
|
Moderate
|
|
Structural applications
|
Excellent choice
|
Suitable for lighter-duty uses
|
|
Appearance
|
Good
|
Excellent
|
|
Typical uses
|
Structural pipe, marine, machinery
|
Railings, architectural products, decorative applications
|
في التطبيقات التي تتطلب تحمل الأحمال، غالباً ما يُفضَّل استخدام سبيكة 6061-T6 عند الحاجة إلى قوة أعلى.
معايير الجمعية الأمريكية لاختبار المواد (ASTM) لأنابيب الألومنيوم من الفئة "Schedule 40"
يجب دائماً التحقق من مواصفات المادة بشكل منفصل عن تصنيف الفئة (Schedule).
على سبيل المثال، قد يتم تحديد المنتج على النحو التالي:
أنبوب ألومنيوم 6061-T6، فئة Schedule 40، مواصفة ASTM B241.
تُعنى مواصفة ASTM B241 بأنابيب الألومنيوم وسبائك الألومنيوم غير الملحومة (السلسة)، وكذلك الأنابيب المبثوقة غير الملحومة.
قد تخضع منتجات أنابيب الألومنيوم الأخرى لمواصفات مختلفة بناءً على عملية التصنيع والتطبيق المقصود.
لذا، ينبغي أن يتضمن وصف الشراء المفيد العناصر التالية:
نوع السبيكة + حالة المعالجة (Temper) + الحجم الاسمي للأنبوب (NPS) + الفئة (Schedule) + طريقة التصنيع + مواصفة ASTM المطبقة.
مقارنة بين أنابيب الألومنيوم من الفئة "Schedule 40" والفئة "Schedule 80"
يكمن الفرق الرئيسي بين الفئة "Schedule 40" والفئة "Schedule 80" في سُمك الجدار.
فعند استخدام نفس الحجم الاسمي للأنبوب (NPS)، يظل القطر الخارجي ثابتاً عادةً، بينما تتميز أنابيب الفئة "Schedule 80" بجدار أكثر سُمكاً.
|
NPS
|
SCH 40 Wall
|
SCH 80 Wall
|
|
1/2"
|
0.109"
|
0.147"
|
|
1"
|
0.133"
|
0.179"
|
|
2"
|
0.154"
|
0.218"
|
|
3"
|
0.216"
|
0.300"
|
|
4"
|
0.237"
|
0.337"
|
|
6"
|
0.280"
|
0.432"
|
|
8"
|
0.322"
|
0.500"
|
|
10"
|
0.365"
|
0.593"
|
|
12"
|
0.375"*
|
0.687"*
|
وبالتالي، توفر أنابيب الفئة 80 (Schedule 80) سُمكاً أكبر للجدار وقطراً داخلياً أصغر عند نفس الحجم الاسمي.
وزن أنابيب الألومنيوم من الفئة 40 (Schedule 40)
غالباً ما يكون الوزن عاملاً مهماً عند تصميم الهياكل خفيفة الوزن.
على سبيل المثال:
أنبوب ألومنيوم مقاس 1 بوصة من الفئة 40: حوالي 0.581 رطل/قدم
1-1/2 بوصة: حوالي 0.940 رطل/قدم
2 بوصة: حوالي 1.260 رطل/قدم
4 بوصات: حوالي 3.730 رطل/قدم
6 بوصات: حوالي 6.560 رطل/قدم
8 بوصات: حوالي 9.880 رطل/قدم
10 بوصات: حوالي 14.000 رطل/قدم
12 بوصة: حوالي 17.140 رطل/قدم
قد يختلف الوزن الفعلي للمنتج باختلاف سبيكة الألومنيوم، وتفاوتات التصنيع، ومواصفات المنتج.
بالنسبة للتجميعات الهيكلية الطويلة، يمكن أن يصبح هذا الفرق كبيراً.
قد يؤدي استبدال مكون فولاذي بآخر من الألومنيوم إلى تقليل وزن المناولة بشكل ملحوظ؛ ومع ذلك، يجب أن يظل التصميم مستوفياً لمتطلبات القوة والصلابة.
هل تُعد أنابيب الألومنيوم من الفئة 40 (Schedule 40) مناسبة للضغط العالي؟
لا توفر الفئة 40 (Schedule 40) بحد ذاتها تصنيفاً شاملاً للضغط لأنابيب الألومنيوم.
وهذا تمييز مهم.
يعتمد تصنيف الضغط على عوامل تتجاوز مجرد فئة الأنبوب (Schedule). وتشمل العوامل المهمة ما يلي:
سبيكة الألومنيوم
حالة المعالجة (Temper)
القطر الخارجي (OD)
سُمك الجدار
درجة حرارة التشغيل
سماحية التآكل (Corrosion allowance)
طريقة التصنيع (ملحومة أو غير ملحومة/سلسة)
كفاءة الوصلة
نوع التوصيلات (مسننة أو ملحومة)
كود تصميم الضغط المطبق
على سبيل المثال، قد لا يكون لأنبوب من سبيكة 6061-T6 من الفئة 40 وأنبوب آخر من سبيكة ألومنيوم مختلفة -ولكن بنفس الأبعاد الاسمية- نفس ضغط التشغيل المسموح به.
لذلك، لا تقم باختيار أنبوب ألومنيوم لنظام ضغط بناءً على رقم الفئة (Schedule number) وحده.
بالنسبة لتطبيقات الضغط، يجب الرجوع إلى كود التصميم المعمول به والحصول على بيانات الضغط المسموح به من الشركة المصنعة أو إجراء حسابات هندسية.
الأسئلة الشائعة
ما هي أنابيب الألومنيوم من الفئة 40 (Schedule 40)؟
هي أنابيب ألومنيوم مُصنَّعة أو مُحدَّدة المواصفات باستخدام نظام الأبعاد NPS والفئة 40 (Schedule 40). يتغير سُمك الجدار في الفئة 40 بتغير الحجم الاسمي للأنبوب.
ما هو سُمك جدار أنابيب الألومنيوم من الفئة 40 (Schedule 40)؟
يعتمد سُمك الجدار على الحجم الاسمي للأنبوب (NPS). على سبيل المثال، يبلغ سُمك الأنبوب بمقاس NPS 1 والفئة Schedule 40 حوالي 0.133 بوصة، بينما يبلغ سُمك NPS 2 حوالي 0.154 بوصة، وNPS 4 حوالي 0.237 بوصة.
ما هو القطر الخارجي (OD) لأنبوب ألومنيوم مقاس 1 بوصة من الفئة Schedule 40؟
القطر الخارجي لأنبوب NPS 1 من الفئة Schedule 40 هو 1.315 بوصة (33.4 مم).
ما هو القطر الداخلي (ID) لأنبوب ألومنيوم مقاس 2 بوصة من الفئة Schedule 40؟
يبلغ القطر الداخلي التقريبي لأنبوب NPS 2 من الفئة Schedule 40 حوالي 2.067 بوصة (52.5 مم) عند استخدام سُمك جدار يبلغ 0.154 بوصة.
هل يتوفر سبيكة 6061-T6 في أنابيب الألومنيوم من الفئة Schedule 40؟
نعم. تتوفر أنابيب الألومنيوم من سبيكة 6061-T6 والفئة Schedule 40 تجارياً بمقاسات NPS متعددة. ويمكن توريد المنتجات كأنابيب مبثوقة (extruded) أو غير ملحومة (seamless) حسب المواصفات والمورّد.
هل أنبوب الألومنيوم من الفئة Schedule 40 أقوى من أنبوب الفئة Schedule 80؟
لا. تتميز الفئة Schedule 80 بجدار أكثر سُمكاً مقارنة بالفئة Schedule 40 لنفس مقاس NPS، ولكن القوة تعتمد على سبيكة الألومنيوم، وحالة المعالجة (temper)، والأبعاد، ودرجة الحرارة، وظروف التصميم.
هل يمكن لحام أنابيب الألومنيوم من الفئة Schedule 40؟
نعم. يمكن لحام أنابيب الألومنيوم باستخدام الإجراءات ومواد الحشو المناسبة. ومع ذلك، قد تؤدي عملية اللحام إلى تقليل قوة السبائك المعالجة حرارياً - مثل 6061-T6 - في المنطقة المتأثرة بالحرارة.
ما الفرق بين الأنبوب (pipe) والأنبوب الأسطواني (tube) المصنوعين من الألومنيوم؟
عادةً ما يتم تحديد مواصفات الأنبوب (pipe) باستخدام نظامي NPS وSchedule، بينما يتم تحديد مواصفات الأنبوب الأسطواني (tube) عادةً بناءً على القطر الخارجي الفعلي وسُمك الجدار.
هل تُعد أنابيب الألومنيوم من الفئة Schedule 40 مناسبة لتطبيقات الضغط؟
يمكن استخدامها في تطبيقات الضغط عند تقييم المادة، والأبعاد، ودرجة الحرارة، والوصلات، ومتطلبات التصميم المعمول بها بشكل صحيح؛ إذ لا تُعد الفئة Schedule 40 بحد ذاتها تصنيفاً عالمياً للضغط.
English
Español
بالعربية
تلفون .:
واتساب:
البريد الإلكتروني:
