جدول تحمل فشار لوله‌ها

در سیستم‌های انتقال سیالات، تحمل فشار لوله‌ها یکی از مهم‌ترین عوامل مؤثر در طراحی، ایمنی و بهره‌برداری صحیح از خطوط لوله است. لوله‌ها بر اساس جنس، قطر، ضخامت و نوع کاربردشان دارای مقاومت‌های متفاوتی در برابر فشار داخلی هستند. شناخت جدول تحمل فشار لوله‌ها به مهندسان، تکنسین‌ها و کاربران صنعتی کمک می‌کند تا بهترین انتخاب را بر اساس نیاز خود داشته باشند. در این مطلب از لوله دات شاپ، جدول تحمل فشار لوله‌ها برای انواع لوله‌های پرکاربرد از جمله فولادی، پلی‌اتیلن، استیل، مانیسمان و لوله سفید ارائه می‌شود و همچنین روش محاسبه تحمل فشار بررسی خواهد شد.

جدول تحمل فشار لوله‌های فولادی

لوله‌های فولادی به دلیل استحکام بالا و قابلیت تحمل فشار زیاد، در صنایع مختلفی همچون نفت، گاز، پتروشیمی و تأسیسات آبرسانی صنعتی استفاده می‌شوند. فشار قابل تحمل در این لوله‌ها به عواملی مثل نوع فولاد، ضخامت دیواره و قطر خارجی بستگی دارد. در جدول زیر، مقدار تقریبی فشار قابل تحمل برای لوله‌های فولادی معمولی ارائه شده است:

قطر خارجی (اینچ)	ضخامت (میلی‌متر)	فشار قابل تحمل (بار)
1	2.5	100
2	3.0	90
3	4.0	80
4	5.0	70
6	6.0	60

این مقادیر تقریبی بوده و برای طراحی نهایی، استفاده از استانداردهای معتبر مانند ASME یا DIN توصیه می‌شود.

جدول تحمل فشار لوله‌های پلی‌اتیلن

لوله‌های پلی‌اتیلن (PE) به دلیل وزن سبک، مقاومت شیمیایی بالا و نصب آسان، در شبکه‌های آب‌رسانی و فاضلاب کاربرد فراوان دارند. این لوله‌ها در فشارهای کاری متفاوتی تولید می‌شوند که با کد PN (Pressure Nominal) مشخص می‌شود.

رده فشاری (PN)	فشار اسمی قابل تحمل (بار)
PN 6	6
PN 10	10
PN 16	16
PN 20	20
PN 25	25

نکته مهم در مورد لوله‌های پلی‌اتیلن این است که فشار کاری آن‌ها به دمای محیط نیز بستگی دارد و با افزایش دما، تحمل فشار کاهش می‌یابد.

جدول تحمل فشار لوله‌های استیل

لوله‌های استیل، به‌ویژه استنلس استیل (Stainless Steel)، به دلیل مقاومت در برابر خوردگی و دماهای بالا، در سیستم‌های بخار، صنایع غذایی و دارویی کاربرد دارند. در جدول زیر حدود فشار قابل تحمل برای برخی از سایزهای رایج لوله‌های استیل آورده شده است:

قطر خارجی (اینچ)	ضخامت دیواره (میلی‌متر)	فشار قابل تحمل (بار)
1	1.5	70
2	2.0	60
3	2.5	50
4	3.0	45
6	4.0	40

استفاده از استانداردهای بین‌المللی مانند ASTM A312 برای انتخاب صحیح این نوع لوله‌ها الزامی است.

تحمل فشار لوله سفید

لوله سفید که با نام لوله PPR نیز شناخته می‌شود، از جنس پلی‌پروپیلن ساخته شده و در سیستم‌های لوله‌کشی آب سرد و گرم خانگی به‌کار می‌رود. این لوله‌ها سبک، مقاوم به خوردگی و دارای طول عمر بالا هستند.

تحمل فشار لوله سفید بستگی به دمای کاری و رده فشاری دارد. به‌طور کلی:

• در دمای 20 درجه سانتی‌گراد: تا 20 بار فشار را تحمل می‌کند.

• در دمای 60 درجه سانتی‌گراد: تا 10 بار فشار

• در دمای 90 درجه سانتی‌گراد: تا 4-6 بار

برای اطمینان از انتخاب صحیح، توجه به برند تولیدکننده و رعایت استاندارد DIN 8077 و DIN 8078 ضروری است.

لوله سفید چیست؟

در صورتی که این سوال برایتان پیش آمده که لوله سفید چیست؟ باید بدانید که این لوله از جنس پلی‌پروپیلن راندوم کوپلیمر (PPR) است و به دلیل رنگ سفید و کاربرد گسترده‌اش در تأسیسات ساختمانی، به این نام شناخته می‌شود. این لوله‌ها مقاومت مناسبی در برابر فشار و دمای آب دارند و عمدتاً در لوله‌کشی منازل مسکونی، بیمارستان‌ها و ساختمان‌های تجاری استفاده می‌شوند.

فشار قابل تحمل لوله مانیسمان

لوله‌های مانیسمان، لوله‌هایی بدون درز هستند که از یک شمش فولادی تولید می‌شوند. این نوع لوله‌ها برای انتقال سیالات با فشار بالا بسیار مناسب هستند و در صنایع نفت، گاز و پتروشیمی استفاده گسترده‌ای دارند. به‌طور کلی، فشار قابل تحمل در لوله‌های مانیسمان بسیار بیشتر از لوله‌های درزدار است.

در جدول زیر فشار قابل تحمل برخی سایزهای رایج لوله مانیسمان آورده شده است:

قطر خارجی (اینچ)	ضخامت دیواره (میلی‌متر)	فشار قابل تحمل (بار)
1	4.5	160
2	6.0	140
3	7.0	120
4	8.0	100

نوع آلیاژ، کیفیت ساخت و استاندارد مورد استفاده (مانند ASTM A106) بر میزان تحمل فشار این لوله‌ها تأثیر دارد.

محاسبه تحمل فشار لوله

برای محاسبه دقیق فشار قابل تحمل یک لوله، می‌توان از فرمول مهندسی استفاده کرد:

P = (2 × S × t) / (D – t)

که در آن:

• P: فشار قابل تحمل (واحد: پاسکال یا بار)

• S: تنش مجاز مواد (بر حسب بار یا پاسکال)

• t: ضخامت دیواره لوله (متر)

• D: قطر خارجی لوله (متر)

این فرمول از استانداردهای طراحی لوله‌ها مانند ASME B31.3 استخراج شده و برای شرایط بحرانی یا طراحی صنعتی، بسیار مهم است. در صورتی که تنش مجاز و ابعاد دقیق لوله در اختیار باشد، می‌توان تحمل فشار دقیق آن را محاسبه و از خطرات احتمالی جلوگیری کرد.

مقایسه تحمل فشار انواع لوله‌ها

برای انتخاب مناسب‌ترین نوع لوله، مقایسه بین تحمل فشار مدل‌های مختلف بسیار ضروری است. لوله‌های فولادی و مانیسمان بیشترین مقاومت را در برابر فشار دارند و برای سیستم‌های صنعتی و خطوط انتقال تحت فشار بالا مناسب هستند. در مقابل، لوله‌های پلی‌اتیلن و سفید بیشتر برای مصارف خانگی، سیستم‌های آب‌رسانی و تأسیسات با فشار متوسط یا پایین کاربرد دارند. لوله‌های استیل نیز عملکردی متعادل بین مقاومت به فشار و مقاومت به خوردگی ارائه می‌دهند و برای محیط‌های خورنده یا دارای دمای بالا انتخاب خوبی هستند.
در مجموع، اگر تحمل فشار بالا و دوام طولانی‌مدت اهمیت زیادی دارد، لوله فولادی یا مانیسمان گزینه‌های بهتری هستند؛ اما اگر سبکی، نصب آسان و مقاومت شیمیایی مهم‌تر باشد، لوله‌های پلیمری مثل پلی‌اتیلن یا PPR ترجیح داده می‌شوند. توجه به شرایط پروژه، دما، نوع سیال و بودجه در انتخاب نوع لوله بسیار مؤثر است.

سخن پایانی

شناخت جدول تحمل فشار لوله‌ها یکی از اصول کلیدی در طراحی شبکه‌های لوله‌کشی صنعتی، ساختمانی و شهری است. انتخاب صحیح نوع لوله، با توجه به فشار کاری، دمای محیط و نوع سیال، می‌تواند از هزینه‌های نگهداری و خطرات احتمالی جلوگیری کند. لوله‌های فولادی، پلی‌اتیلن، استیل، مانیسمان و PPR هر کدام کاربرد خاص خود را دارند و دانستن محدوده فشار قابل تحمل آن‌ها، ایمنی و کارایی سیستم را تضمین می‌کند. پیشنهاد می‌شود همیشه از منابع معتبر و استانداردهای جهانی برای انتخاب و محاسبه استفاده شود و در موارد حساس، مشاوره با مهندسین طراح فراموش نشود.

 

منبع: engineeringtoolbox