Σωλήνας απο ατσάλι

Σωλήνας
Ένας σωλήνας είναι ένα σωληνωτό τμήμα ή κοίλος κύλινδρος, συνήθως αλλά όχι απαραίτητα κυκλικής διατομής, που χρησιμοποιείται κυρίως για τη μεταφορά ουσιών που μπορούν να ρέουν — υγρά και αέρια (ρευστά), πολτούς, σκόνες και μάζες μικρών στερεών.Μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για δομικές εφαρμογές.Ο κοίλος σωλήνας είναι πολύ πιο άκαμπτος ανά μονάδα βάρους από τα στερεά μέλη.

Στην κοινή χρήση οι λέξεις σωλήνας και σωλήνας είναι συνήθως εναλλάξιμες, αλλά στη βιομηχανία και τη μηχανική, οι όροι ορίζονται μοναδικά.Ανάλογα με το ισχύον πρότυπο στο οποίο κατασκευάζεται, ο σωλήνας γενικά καθορίζεται από μια ονομαστική διάμετρο με σταθερή εξωτερική διάμετρο (OD) και ένα χρονοδιάγραμμα που καθορίζει το πάχος.Ο σωλήνας καθορίζεται συχνότερα από το OD και το πάχος του τοιχώματος, αλλά μπορεί να καθοριστεί από οποιαδήποτε δύο από το OD, την εσωτερική διάμετρο (ID) και το πάχος τοιχώματος.Ο σωλήνας κατασκευάζεται γενικά σύμφωνα με ένα από τα πολλά διεθνή και εθνικά βιομηχανικά πρότυπα.[1]Ενώ υπάρχουν παρόμοια πρότυπα για σωλήνες ειδικής βιομηχανίας, οι σωλήνες κατασκευάζονται συχνά σε προσαρμοσμένα μεγέθη και σε ένα ευρύτερο φάσμα διαμέτρων και ανοχών.Υπάρχουν πολλά βιομηχανικά και κυβερνητικά πρότυπα για την παραγωγή σωλήνων και σωλήνων.Ο όρος «σωλήνας» χρησιμοποιείται επίσης συνήθως σε μη κυλινδρικές τομές, δηλαδή τετράγωνες ή ορθογώνιες σωλήνες.Γενικά, ο όρος «σωλήνας» είναι ο πιο κοινός όρος στο μεγαλύτερο μέρος του κόσμου, ενώ ο «σωλήνας» χρησιμοποιείται ευρύτερα στις Ηνωμένες Πολιτείες.

Τόσο ο "σωλήνας" και ο "σωλήνας" υποδηλώνουν ένα επίπεδο ακαμψίας και μονιμότητας, ενώ ένας εύκαμπτος σωλήνας (ή σωλήνας) είναι συνήθως φορητός και εύκαμπτος.Τα συγκροτήματα σωλήνων κατασκευάζονται σχεδόν πάντα με τη χρήση εξαρτημάτων όπως αγκώνες, μπλουζάκια και ούτω καθεξής, ενώ ο σωλήνας μπορεί να διαμορφωθεί ή να λυγίσει σε προσαρμοσμένες διαμορφώσεις.Για υλικά που είναι άκαμπτα, δεν μπορούν να διαμορφωθούν ή όπου η κατασκευή διέπεται από κώδικες ή πρότυπα, τα συγκροτήματα σωλήνων κατασκευάζονται επίσης με τη χρήση εξαρτημάτων σωλήνων.

Χρήσεις
Εγκατάσταση σωλήνων σε δρόμο στο Belo Horizonte, Βραζιλία
Υδραυλικά
Νερό βρύσης
Αρδευση
Αγωγοί που μεταφέρουν αέριο ή υγρό σε μεγάλες αποστάσεις
Συστήματα πεπιεσμένου αέρα
Περίβλημα για πασσάλους από σκυρόδεμα που χρησιμοποιούνται σε κατασκευαστικά έργα
Διαδικασίες παραγωγής σε υψηλή θερμοκρασία ή υψηλή πίεση
Η βιομηχανία πετρελαίου:
Περίβλημα πετρελαιοπηγών
Εξοπλισμός διυλιστηρίου πετρελαίου
Παράδοση υγρών, είτε αέριων είτε υγρών, σε μια μονάδα επεξεργασίας από ένα σημείο σε άλλο σημείο της διεργασίας
Παράδοση χύδην στερεών σε μια μονάδα τροφίμων ή επεξεργασίας από ένα σημείο σε άλλο σημείο της διαδικασίας
Κατασκευή δοχείων αποθήκευσης υψηλής πίεσης (σημειώστε ότι τα μεγάλα δοχεία πίεσης κατασκευάζονται από πλάκα και όχι από σωλήνα λόγω του πάχους και του μεγέθους του τοιχώματος τους).
Επιπλέον, οι σωλήνες χρησιμοποιούνται για πολλούς σκοπούς που δεν περιλαμβάνουν τη μεταφορά υγρού.Οι χειρολισθήρες, οι σκαλωσιές και οι δομές στήριξης κατασκευάζονται συχνά από δομικούς σωλήνες, ειδικά σε βιομηχανικό περιβάλλον.

Κατασκευή
Κύριο άρθρο: Σχέδιο σωλήνων
Υπάρχουν τρεις διαδικασίες για την κατασκευή μεταλλικών σωλήνων.Η φυγοκεντρική χύτευση θερμού κραματοποιημένου μετάλλου είναι μια από τις πιο εξέχουσες διαδικασίες.

Ο σωλήνας χωρίς ραφή (SMLS) σχηματίζεται τραβώντας μια συμπαγή ράβδο πάνω από μια ράβδο διάτρησης για να δημιουργηθεί το κοίλο κέλυφος σε μια διαδικασία που ονομάζεται περιστροφική διάτρηση.Καθώς η διαδικασία κατασκευής δεν περιλαμβάνει καμία συγκόλληση, οι σωλήνες χωρίς ραφή θεωρούνται ισχυρότεροι και πιο αξιόπιστοι.Ιστορικά, οι σωλήνες χωρίς ραφή θεωρούνταν ότι αντέχουν την πίεση καλύτερα από άλλους τύπους και συχνά ήταν πιο διαθέσιμοι από τους συγκολλημένους σωλήνες.

Η πρόοδος από τη δεκαετία του 1970 στα υλικά, τον έλεγχο διεργασιών και τις μη καταστροφικές δοκιμές, επιτρέπουν στον σωστά καθορισμένο συγκολλημένο σωλήνα να αντικαθιστά χωρίς ραφή σε πολλές εφαρμογές.Ο συγκολλημένος σωλήνας σχηματίζεται με έλαση πλάκας και συγκόλληση της ραφής (συνήθως με ηλεκτροσυγκόλληση με ηλεκτρική αντίσταση ("ERW") ή ηλεκτρική συγκόλληση σύντηξης ("EFW")).Το φλας συγκόλλησης μπορεί να αφαιρεθεί τόσο από την εσωτερική όσο και από την εξωτερική επιφάνεια χρησιμοποιώντας μια λεπίδα φουλαρίσματος.Η ζώνη συγκόλλησης μπορεί επίσης να υποστεί θερμική επεξεργασία για να κάνει τη ραφή λιγότερο ορατή.Ο συγκολλημένος σωλήνας έχει συχνά πιο αυστηρές ανοχές διαστάσεων από τον τύπο χωρίς ραφή και μπορεί να είναι φθηνότερος στην κατασκευή.

Υπάρχει ένας αριθμός διεργασιών που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την παραγωγή σωλήνων ERW.Κάθε μία από αυτές τις διεργασίες οδηγεί σε συνένωση ή συγχώνευση εξαρτημάτων χάλυβα σε σωλήνες.Το ηλεκτρικό ρεύμα διέρχεται από τις επιφάνειες που πρέπει να συγκολληθούν μεταξύ τους.καθώς τα εξαρτήματα που συγκολλούνται αντιστέκονται στο ηλεκτρικό ρεύμα, παράγεται θερμότητα που σχηματίζει τη συγκόλληση.Σχηματίζονται δεξαμενές λιωμένου μετάλλου όπου οι δύο επιφάνειες συνδέονται καθώς ένα ισχυρό ηλεκτρικό ρεύμα περνά μέσα από το μέταλλο.Αυτές οι δεξαμενές λιωμένου μετάλλου σχηματίζουν τη συγκόλληση που συνδέει τα δύο ακουμπισμένα συστατικά.

Οι σωλήνες ERW κατασκευάζονται από τη διαμήκη συγκόλληση χάλυβα.Η διαδικασία συγκόλλησης για σωλήνες ERW είναι συνεχής, σε αντίθεση με τη συγκόλληση διακριτών τμημάτων κατά διαστήματα.Η διαδικασία ERW χρησιμοποιεί χαλύβδινο πηνίο ως πρώτη ύλη.
Η διαδικασία συγκόλλησης τεχνολογίας επαγωγής υψηλής συχνότητας (HFI) χρησιμοποιείται για την κατασκευή σωλήνων ERW.Σε αυτή τη διαδικασία, το ρεύμα για τη συγκόλληση του σωλήνα εφαρμόζεται μέσω ενός επαγωγικού πηνίου γύρω από τον σωλήνα.Το HFI θεωρείται γενικά ότι είναι τεχνικά ανώτερο από τα «συνηθισμένα» ERW όταν κατασκευάζει σωλήνες για κρίσιμες εφαρμογές, όπως για χρήση στον ενεργειακό τομέα, εκτός από άλλες χρήσεις σε εφαρμογές σωλήνων γραμμής, καθώς και για περίβλημα και σωλήνες.
Ο σωλήνας μεγάλης διαμέτρου (25 εκατοστά (10 ίντσες) ή μεγαλύτερος) μπορεί να είναι σωλήνας ERW, EFW ή με συγκόλληση με υποβρύχιο τόξο ("SAW").Υπάρχουν δύο τεχνολογίες που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την κατασκευή χαλύβδινων σωλήνων μεγεθών μεγαλύτερων από τους χαλύβδινους σωλήνες που μπορούν να παραχθούν με διαδικασίες χωρίς ραφή και ERW.Οι δύο τύποι σωλήνων που παράγονται μέσω αυτών των τεχνολογιών είναι οι σωλήνες διαμήκους βυθισμένου τόξου (LSAW) και οι σπειροειδείς σωλήνες με συγκόλληση τόξου (SSAW).Τα LSAW κατασκευάζονται με κάμψη και συγκόλληση πλατιών χαλύβδινων πλακών και χρησιμοποιούνται πιο συχνά σε εφαρμογές της βιομηχανίας πετρελαίου και φυσικού αερίου.Λόγω του υψηλού κόστους τους, οι σωλήνες LSAW σπάνια χρησιμοποιούνται σε μη ενεργειακές εφαρμογές χαμηλότερης αξίας, όπως οι αγωγοί νερού.Οι σωλήνες SSAW παράγονται με σπειροειδή (ελικοειδή) συγκόλληση χαλύβδινων πηνίων και έχουν πλεονέκτημα κόστους έναντι των σωλήνων LSAW, καθώς η διαδικασία χρησιμοποιεί πηνία αντί για χαλύβδινες πλάκες.Ως εκ τούτου, σε εφαρμογές όπου η σπειροειδής συγκόλληση είναι αποδεκτή, οι σωλήνες SSAW μπορεί να προτιμώνται έναντι των σωλήνων LSAW.Τόσο οι σωλήνες LSAW όσο και οι σωλήνες SSAW ανταγωνίζονται τους σωλήνες ERW και τους σωλήνες χωρίς ραφή σε εύρη διαμέτρου 16"-24".

Οι σωλήνες ροής, είτε μεταλλικοί είτε πλαστικοί, είναι γενικά εξωθημένοι
Υλικά

Τα ιστορικά δίκτυα ύδρευσης από τη Φιλαδέλφεια περιλάμβαναν ξύλινους σωλήνες
Ο σωλήνας είναι κατασκευασμένος από πολλούς τύπους υλικών, όπως κεραμικό, γυαλί, υαλοβάμβακα, πολλά μέταλλα, σκυρόδεμα και πλαστικό.Στο παρελθόν, το ξύλο και ο μόλυβδος (λατινικά plumbum, από το οποίο προέρχεται η λέξη «υδραυλικά») χρησιμοποιούνταν συνήθως.

Συνήθως οι μεταλλικές σωληνώσεις είναι κατασκευασμένες από χάλυβα ή σίδηρο, όπως ημιτελές, μαύρο (λάκα) χάλυβα, ανθρακούχο χάλυβα, ανοξείδωτο χάλυβα, γαλβανισμένο χάλυβα, ορείχαλκο και όλκιμο σίδηρο.Οι σωληνώσεις με βάση το σίδηρο υπόκεινται σε διάβρωση εάν χρησιμοποιούνται μέσα σε ένα ρεύμα υψηλής οξυγονωμένου νερού.[2]Οι σωλήνες ή οι σωλήνες αλουμινίου μπορούν να χρησιμοποιηθούν όταν ο σίδηρος δεν είναι συμβατός με το ρευστό συντήρησης ή όπου το βάρος προκαλεί ανησυχία.Το αλουμίνιο χρησιμοποιείται επίσης για σωλήνες μεταφοράς θερμότητας όπως σε συστήματα ψυκτικού.Οι σωλήνες χαλκού είναι δημοφιλείς για υδραυλικά συστήματα οικιακού νερού (πόσιμο).Ο χαλκός μπορεί να χρησιμοποιηθεί όπου είναι επιθυμητή η μεταφορά θερμότητας (π.χ. καλοριφέρ ή εναλλάκτες θερμότητας).Inconel, chrome moly και κράματα χάλυβα τιτανίου χρησιμοποιούνται σε σωληνώσεις υψηλής θερμοκρασίας και πίεσης σε εγκαταστάσεις επεξεργασίας και ηλεκτρικής ενέργειας.Κατά τον καθορισμό κραμάτων για νέες διεργασίες, πρέπει να λαμβάνονται υπόψη τα γνωστά ζητήματα ερπυσμού και ευαισθητοποίησης.

Οι σωληνώσεις μολύβδου βρίσκονται ακόμη σε παλιά οικιακά και άλλα συστήματα διανομής νερού, αλλά δεν επιτρέπονται πλέον για νέες εγκαταστάσεις σωληνώσεων πόσιμου νερού λόγω της τοξικότητάς τους.Πολλοί οικοδομικοί κώδικες απαιτούν πλέον την αντικατάσταση των σωληνώσεων μολύβδου σε οικιακές ή ιδρυματικές εγκαταστάσεις με μη τοξικές σωληνώσεις ή την επεξεργασία του εσωτερικού των σωλήνων με φωσφορικό οξύ.Σύμφωνα με έναν ανώτερο ερευνητή και επικεφαλής εμπειρογνώμονα της Canadian Environmental Law Association, «…δεν υπάρχει ασφαλές επίπεδο μολύβδου [για την ανθρώπινη έκθεση]».[3]Το 1991 η EPA των ΗΠΑ εξέδωσε τον Κανόνα Μόλυβδου και Χαλκού, είναι ένας ομοσπονδιακός κανονισμός που περιορίζει τη συγκέντρωση μολύβδου και χαλκού που επιτρέπεται στο δημόσιο πόσιμο νερό, καθώς και την επιτρεπόμενη ποσότητα διάβρωσης των σωλήνων που συμβαίνει λόγω του ίδιου του νερού.Στις ΗΠΑ υπολογίζεται ότι 6,5 εκατομμύρια μολύβδινες γραμμές εξυπηρέτησης (σωλήνες που συνδέουν το δίκτυο ύδρευσης με τις οικιακές υδραυλικές εγκαταστάσεις) που εγκαταστάθηκαν πριν από τη δεκαετία του 1930 εξακολουθούν να χρησιμοποιούνται.[4]

Ο πλαστικός σωλήνας χρησιμοποιείται ευρέως για το μικρό του βάρος, την χημική του αντοχή, τις μη διαβρωτικές του ιδιότητες και την ευκολία των συνδέσεων.Τα πλαστικά υλικά περιλαμβάνουν χλωριούχο πολυβινύλιο (PVC), [5] χλωριωμένο πολυβινυλοχλωρίδιο (CPVC), πλαστικό ενισχυμένο με ίνες (FRP), [6] ενισχυμένο πολυμερές κονίαμα (RPMP), [6] πολυπροπυλένιο (PP), πολυαιθυλένιο (PE), σταυρό - συνδεδεμένο πολυαιθυλένιο υψηλής πυκνότητας (PEX), πολυβουτυλένιο (PB) και ακρυλονιτρίλιο βουταδιένιο στυρόλιο (ABS), για παράδειγμα.Σε πολλές χώρες, οι σωλήνες PVC αντιπροσωπεύουν τα περισσότερα υλικά σωλήνων που χρησιμοποιούνται σε θαμμένες δημοτικές εφαρμογές για τη διανομή πόσιμου νερού και τα δίκτυα λυμάτων.[5]Οι ερευνητές αγοράς προβλέπουν συνολικά παγκόσμια έσοδα άνω των 80 δισεκατομμυρίων δολαρίων ΗΠΑ το 2019.[7]Στην Ευρώπη, η αγοραία αξία θα ανέλθει σε περίπου.12,7 δισεκατομμύρια ευρώ το 2020 [8]

Οι σωλήνες μπορούν να κατασκευαστούν από σκυρόδεμα ή κεραμικό, συνήθως για εφαρμογές χαμηλής πίεσης, όπως η ροή βαρύτητας ή η αποστράγγιση.Οι σωλήνες για τα λύματα εξακολουθούν να κατασκευάζονται κυρίως από σκυρόδεμα ή υαλοποιημένο πηλό.Το οπλισμένο σκυρόδεμα μπορεί να χρησιμοποιηθεί για σωλήνες από σκυρόδεμα μεγάλης διαμέτρου.Αυτό το υλικό σωλήνων μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε πολλούς τύπους κατασκευών και χρησιμοποιείται συχνά στη μεταφορά νερού της καταιγίδας με ροή βαρύτητας.Συνήθως ένας τέτοιος σωλήνας θα έχει ένα κουδούνι υποδοχής ή ένα κλιμακωτό εξάρτημα, με διάφορες μεθόδους στεγανοποίησης που εφαρμόζονται κατά την εγκατάσταση.

Ιχνηλασιμότητα και θετική ενημέρωση υλικού (PMI)
Όταν τα κράματα για σωληνώσεις σφυρηλατούνται, εκτελούνται μεταλλουργικές δοκιμές για τον προσδιορισμό της σύστασης του υλικού κατά % κάθε χημικού στοιχείου στις σωληνώσεις και τα αποτελέσματα καταγράφονται σε μια έκθεση δοκιμής υλικού (MTR).Αυτές οι δοκιμές μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να αποδειχθεί ότι το κράμα συμμορφώνεται με διάφορες προδιαγραφές (π.χ. 316 SS).Οι δοκιμές σφραγίζονται από το τμήμα QA/QC του μύλου και μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τον εντοπισμό του υλικού πίσω στο μύλο από μελλοντικούς χρήστες, όπως κατασκευαστές σωληνώσεων και εξαρτημάτων.Η διατήρηση της ιχνηλασιμότητας μεταξύ του υλικού του κράματος και του σχετικού MTR είναι ένα σημαντικό ζήτημα διασφάλισης ποιότητας.Το QA απαιτεί συχνά να γράφεται ο αριθμός θερμότητας στο σωλήνα.Πρέπει επίσης να λαμβάνονται προφυλάξεις για την πρόληψη της εισαγωγής πλαστών υλικών.Ως αντίγραφο ασφαλείας στη χάραξη/ετικέτα της αναγνώρισης υλικού στο σωλήνα, η αναγνώριση θετικού υλικού (PMI) εκτελείται με χρήση συσκευής χειρός.η συσκευή σαρώνει το υλικό του σωλήνα χρησιμοποιώντας ένα εκπεμπόμενο ηλεκτρομαγνητικό κύμα (φθορισμός ακτίνων Χ/XRF) και λαμβάνει μια απάντηση που αναλύεται φασματοσκοπικά.

Μεγέθη
Κύριο άρθρο: Ονομαστικό μέγεθος σωλήνα
Τα μεγέθη των σωλήνων μπορεί να προκαλούν σύγχυση επειδή η ορολογία μπορεί να σχετίζεται με ιστορικές διαστάσεις.Για παράδειγμα, ένας σιδερένιος σωλήνας μισής ίντσας δεν έχει καμία διάσταση μισή ίντσα.Αρχικά, ένας σωλήνας μισής ίντσας είχε εσωτερική διάμετρο 1⁄2 ίντσας (13 mm) - αλλά είχε επίσης χοντρά τοιχώματα.Καθώς η τεχνολογία βελτιωνόταν, έγιναν δυνατοί οι λεπτότεροι τοίχοι, αλλά η εξωτερική διάμετρος παρέμεινε η ίδια, ώστε να μπορεί να συνδυαστεί με τον υπάρχοντα παλαιότερο σωλήνα, αυξάνοντας την εσωτερική διάμετρο πέρα ​​από μισή ίντσα.Η ιστορία του χαλκοσωλήνα είναι παρόμοια.Στη δεκαετία του 1930, ο σωλήνας χαρακτηρίστηκε από την εσωτερική του διάμετρο και το πάχος τοιχώματος 1⁄16 ίντσας (1,6 mm).Κατά συνέπεια, ένας χάλκινος σωλήνας 1 ίντσας (25 mm) είχε εξωτερική διάμετρο 1+1⁄8 ίντσας (28,58 mm).Η εξωτερική διάμετρος ήταν η σημαντική διάσταση για το ζευγάρωμα με εξαρτήματα.Το πάχος του τοιχώματος στον σύγχρονο χαλκό είναι συνήθως πιο λεπτό από 1⁄16 ίντσας (1,6 mm), επομένως η εσωτερική διάμετρος είναι μόνο «ονομαστική» και όχι μια ελεγκτική διάσταση.[9]Οι νεότερες τεχνολογίες σωλήνων υιοθέτησαν μερικές φορές ένα σύστημα ταξινόμησης ως δικό τους.Ο σωλήνας PVC χρησιμοποιεί το ονομαστικό μέγεθος σωλήνα.

Τα μεγέθη σωλήνων καθορίζονται από διάφορα εθνικά και διεθνή πρότυπα, συμπεριλαμβανομένων των API 5L, ANSI/ASME B36.10M και B36.19M στις ΗΠΑ, BS 1600 και BS EN 10255 στο Ηνωμένο Βασίλειο και την Ευρώπη.

Υπάρχουν δύο κοινές μέθοδοι για τον προσδιορισμό της εξωτερικής διαμέτρου σωλήνα (OD).Η μέθοδος της Βόρειας Αμερικής ονομάζεται NPS ("Ονομαστικό μέγεθος σωλήνα") και βασίζεται σε ίντσες (επίσης συχνά αναφέρεται ως NB ("Ονομαστική οπή")).Η ευρωπαϊκή έκδοση ονομάζεται DN (“Diametre Nominal” / “Nominal Diameter”) και βασίζεται σε χιλιοστά.Ο προσδιορισμός της εξωτερικής διαμέτρου επιτρέπει στους σωλήνες του ίδιου μεγέθους να εφαρμόζουν μεταξύ τους ανεξάρτητα από το πάχος του τοιχώματος.

Για μεγέθη σωλήνων μικρότερα από NPS 14 ίντσες (DN 350), και οι δύο μέθοδοι δίνουν μια ονομαστική τιμή για την OD που είναι στρογγυλεμένη και δεν είναι η ίδια με την πραγματική OD.Για παράδειγμα, το NPS 2 ίντσες και το DN 50 είναι ο ίδιος σωλήνας, αλλά το πραγματικό OD είναι 2,375 ίντσες ή 60,33 χιλιοστά.Ο μόνος τρόπος για να αποκτήσετε το πραγματικό OD είναι να το αναζητήσετε σε έναν πίνακα αναφοράς.
Για μεγέθη σωλήνων NPS 14 ιντσών (DN 350) και άνω, το μέγεθος NPS είναι η πραγματική διάμετρος σε ίντσες και το μέγεθος DN είναι ίσο με NPS επί 25 (όχι 25,4) στρογγυλεμένο σε ένα βολικό πολλαπλάσιο του 50. Για παράδειγμα, το NPS 14 έχει OD 14 ιντσών ή 355,60 χιλιοστών και ισοδυναμεί με 350 DN.
Εφόσον η εξωτερική διάμετρος είναι σταθερή για ένα δεδομένο μέγεθος σωλήνα, η εσωτερική διάμετρος θα ποικίλλει ανάλογα με το πάχος του τοιχώματος του σωλήνα.Για παράδειγμα, ο σωλήνας 2″ Schedule 80 έχει παχύτερα τοιχώματα και επομένως μικρότερη εσωτερική διάμετρο από τον σωλήνα Schedule 40 2″.

Ο χαλύβδινος σωλήνας παράγεται εδώ και περίπου 150 χρόνια.Τα μεγέθη σωλήνων που χρησιμοποιούνται σήμερα σε PVC και γαλβανισμένα σχεδιάστηκαν αρχικά πριν από χρόνια για χαλύβδινους σωλήνες.Το σύστημα αριθμών, όπως το Sch 40, 80, 160, έχουν οριστεί πριν από πολύ καιρό και φαίνονται λίγο περίεργα.Για παράδειγμα, ο σωλήνας Sch 20 είναι ακόμη πιο λεπτός από το Sch 40, αλλά το ίδιο OD.Και ενώ αυτοί οι σωλήνες βασίζονται σε παλιά μεγέθη χαλύβδινων σωλήνων, υπάρχει και άλλος σωλήνας, όπως cpvc για θερμαινόμενο νερό, που χρησιμοποιεί μεγέθη σωλήνων, μέσα και έξω, με βάση τα παλιά πρότυπα μεγέθους χαλκού σωλήνων αντί για χάλυβα.

Υπάρχουν πολλά διαφορετικά πρότυπα για τα μεγέθη σωλήνων και η επικράτηση τους ποικίλλει ανάλογα με τη βιομηχανία και τη γεωγραφική περιοχή.Ο χαρακτηρισμός μεγέθους σωλήνα περιλαμβάνει γενικά δύο αριθμούς.το ένα που δείχνει την εξωτερική (OD) ή την ονομαστική διάμετρο και το άλλο που δείχνει το πάχος του τοιχώματος.Στις αρχές του εικοστού αιώνα, ο αμερικανικός σωλήνας είχε μέγεθος με εσωτερική διάμετρο.Αυτή η πρακτική εγκαταλείφθηκε για να βελτιωθεί η συμβατότητα με εξαρτήματα σωλήνων που πρέπει συνήθως να ταιριάζουν με το OD του σωλήνα, αλλά είχε μόνιμο αντίκτυπο στα σύγχρονα πρότυπα σε όλο τον κόσμο.

Στη Βόρεια Αμερική και στο Ηνωμένο Βασίλειο, οι σωληνώσεις υπό πίεση συνήθως καθορίζονται από το Ονομαστικό Μέγεθος Σωληνώσεων (NPS) και το χρονοδιάγραμμα (SCH).Τα μεγέθη σωλήνων τεκμηριώνονται από μια σειρά προτύπων, συμπεριλαμβανομένων των API 5L, ANSI/ASME B36.10M (Πίνακας 1) στις ΗΠΑ και BS 1600 και BS 1387 στο Ηνωμένο Βασίλειο.Συνήθως το πάχος του τοιχώματος του σωλήνα είναι η ελεγχόμενη μεταβλητή και η εσωτερική διάμετρος (ID) επιτρέπεται να ποικίλλει.Το πάχος του τοιχώματος του σωλήνα έχει μια απόκλιση περίπου 12,5 τοις εκατό.

Στην υπόλοιπη Ευρώπη, οι σωληνώσεις υπό πίεση χρησιμοποιούν τα ίδια αναγνωριστικά σωλήνων και πάχος τοιχώματος με το Ονομαστικό Μέγεθος Σωλήνων, αλλά τους επισημαίνουν με μια μετρική Ονομαστική Διάμετρο (DN) αντί για το αυτοκρατορικό NPS.Για NPS μεγαλύτερα από 14, το DN είναι ίσο με το NPS πολλαπλασιασμένο επί 25. (Όχι 25.4) Αυτό τεκμηριώνεται από το EN 10255 (πρώην DIN 2448 και BS 1387) και το ISO 65:1981, και συχνά ονομάζεται DIN ή σωλήνας ISO .

Η Ιαπωνία έχει το δικό της σύνολο τυπικών μεγεθών σωλήνων, που συχνά ονομάζονται σωλήνας JIS.

Το μέγεθος σωλήνων σιδήρου (IPS) είναι ένα παλαιότερο σύστημα που χρησιμοποιείται ακόμα από ορισμένους κατασκευαστές και παλαιού τύπου σχέδια και εξοπλισμός.Ο αριθμός IPS είναι ο ίδιος με τον αριθμό NPS, αλλά τα χρονοδιαγράμματα περιορίστηκαν σε Standard Wall (STD), Extra Strong (XS) και Double Extra Strong (XXS).Το STD είναι πανομοιότυπο με το SCH 40 για NPS 1/8 έως NPS 10, συμπεριλαμβανομένων, και υποδεικνύει πάχος τοιχώματος 0,375″ για NPS 12 και μεγαλύτερο.Το XS είναι πανομοιότυπο με το SCH 80 για NPS 1/8 έως NPS 8, συμπεριλαμβανομένων, και υποδεικνύει πάχος τοιχώματος 0,500″ για NPS 8 και μεγαλύτερο.Υπάρχουν διαφορετικοί ορισμοί για το XXS, ωστόσο δεν είναι ποτέ το ίδιο με το SCH 160. Το XXS είναι στην πραγματικότητα παχύτερο από το SCH 160 για NPS 1/8″ έως 6″ συμπεριλαμβανομένων, ενώ το SCH 160 είναι παχύτερο από το XXS για NPS 8″ και μεγαλύτερο.

Ένα άλλο παλιό σύστημα είναι το Ductile Iron Pipe Size (DIPS), το οποίο έχει γενικά μεγαλύτερα OD από το IPS.

Ο χάλκινος σωλήνας υδραυλικών εγκαταστάσεων για οικιακές υδραυλικές εγκαταστάσεις ακολουθεί ένα εντελώς διαφορετικό σύστημα μεγέθους στην Αμερική, που συχνά ονομάζεται Μέγεθος σωλήνα χαλκού (CTS).βλέπε σύστημα ύδρευσης οικιακής χρήσης.Το ονομαστικό του μέγεθος δεν είναι ούτε η εσωτερική ούτε η εξωτερική διάμετρος.Οι πλαστικοί σωλήνες, όπως το PVC και το CPVC, για εφαρμογές υδραυλικών εγκαταστάσεων έχουν επίσης διαφορετικά πρότυπα μεγέθους[ασαφή].

Οι γεωργικές εφαρμογές χρησιμοποιούν μεγέθη PIP, που σημαίνει Plastic Irrigation Pipe.Το PIP διατίθεται σε τιμές πίεσης 22 psi (150 kPa), 50 psi (340 kPa), 80 psi (550 kPa), 100 psi (690 kPa) και 125 psi (860 kPa) και είναι γενικά διαθέσιμο σε διαμέτρους 6, 8, 10, 12, 15, 18, 21 και 24 ίντσες (15, 20, 25, 30, 38, 46, 53 και 61 cm).

Πρότυπα
Η κατασκευή και η εγκατάσταση σωληνώσεων υπό πίεση ρυθμίζεται αυστηρά από τις σειρές κωδικών ASME “B31″, όπως B31.1 ή B31.3, οι οποίες βασίζονται στον κώδικα ASME Boiler and Pressure Vessel Code (BPVC).Αυτός ο κώδικας έχει ισχύ νόμου στον Καναδά και τις ΗΠΑ.Η Ευρώπη και ο υπόλοιπος κόσμος έχουν ένα ισοδύναμο σύστημα κωδικών.Οι σωληνώσεις υπό πίεση είναι γενικά σωλήνες που πρέπει να φέρουν πιέσεις μεγαλύτερες από 10 έως 25 ατμόσφαιρες, αν και οι ορισμοί ποικίλλουν.Για να διασφαλιστεί η ασφαλής λειτουργία του συστήματος, η κατασκευή, η αποθήκευση, η συγκόλληση, η δοκιμή κ.λπ. των σωληνώσεων υπό πίεση πρέπει να πληρούν αυστηρά πρότυπα ποιότητας.

Τα πρότυπα κατασκευής για σωλήνες συνήθως απαιτούν μια δοκιμή χημικής σύνθεσης και μια σειρά δοκιμών μηχανικής αντοχής για κάθε θερμότητα σωλήνα.Μια θερμότητα του σωλήνα είναι όλη σφυρηλατημένη από το ίδιο χυτό πλινθίο και επομένως είχε την ίδια χημική σύνθεση.Οι μηχανικές δοκιμές μπορεί να σχετίζονται με πολλούς σωλήνες, οι οποίοι θα προέρχονται από την ίδια θερμότητα και έχουν περάσει από τις ίδιες διαδικασίες θερμικής επεξεργασίας.Ο κατασκευαστής εκτελεί αυτές τις δοκιμές και αναφέρει τη σύνθεση σε μια αναφορά ιχνηλασιμότητας μύλου και τις μηχανικές δοκιμές σε μια έκθεση δοκιμής υλικού, τα οποία αναφέρονται και τα δύο με το ακρωνύμιο MTR.Το υλικό με αυτές τις σχετικές αναφορές δοκιμών ονομάζεται ανιχνεύσιμο.Για κρίσιμες εφαρμογές, ενδέχεται να απαιτείται επαλήθευση από τρίτο μέρος αυτών των δοκιμών.Σε αυτήν την περίπτωση, ένα ανεξάρτητο εργαστήριο θα παράγει μια πιστοποιημένη έκθεση δοκιμής υλικού (CMTR) και το υλικό θα ονομάζεται πιστοποιημένο.

Ορισμένα ευρέως χρησιμοποιούμενα πρότυπα ή κατηγορίες σωληνώσεων είναι:

Το εύρος API – τώρα ISO 3183. Π.χ.: API 5L Βαθμός Β – τώρα ISO L245 όπου ο αριθμός υποδεικνύει ισχύ διαρροής σε MPa
ASME SA106 Βαθμός Β (Σωλήνας από ανθρακούχο χάλυβα χωρίς ραφή για σέρβις υψηλής θερμοκρασίας)
ASTM A312 (Σωλήνας χωρίς ραφή και συγκολλημένος ωστενιτικός ανοξείδωτος χάλυβας)
ASTM C76 (Σωλήνας από σκυρόδεμα)
ASTM D3033/3034 (PVC Pipe)
ASTM D2239 (Σωλήνας πολυαιθυλενίου)
ISO 14692 (Βιομηχανίες πετρελαίου και φυσικού αερίου. Σωληνώσεις από πλαστικό ενισχυμένο με γυαλί (GRP). Προσόντα και κατασκευή)
ASTM A36 (Σωλήνας από ανθρακούχο χάλυβα για δομική χρήση ή χρήση χαμηλής πίεσης)
ASTM A795 (Χαλύβδινος σωλήνας ειδικά για συστήματα καταιονισμού πυρκαγιάς)
Το API 5L άλλαξε το δεύτερο εξάμηνο του 2008 στην έκδοση 44 από την έκδοση 43 για να γίνει πανομοιότυπο με το ISO 3183. Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι η αλλαγή δημιούργησε την απαίτηση να περάσει η ξινή υπηρεσία, ο σωλήνας ERW, μια ρωγμή που προκαλείται από υδρογόνο (HIC ) δοκιμή ανά NACE TM0284 προκειμένου να χρησιμοποιηθεί για ξινό σέρβις.

ACPA [American Concrete Pipe Association]
AWWA [American Water Works Association]
AWWA M45
Εγκατάσταση
Η εγκατάσταση σωλήνων είναι συχνά πιο ακριβή από το υλικό και μια ποικιλία εξειδικευμένων εργαλείων, τεχνικών και εξαρτημάτων έχουν αναπτυχθεί για να το βοηθήσουν.Οι σωλήνες συνήθως παραδίδονται σε έναν πελάτη ή ως εργοτάξιο είτε ως «ραβδάκια» ή μήκη σωλήνα (συνήθως 20 πόδια (6,1 m), που ονομάζεται απλό τυχαίο μήκος) ή προκατασκευάζονται με αγκώνες, μπλουζάκια και βαλβίδες σε προκατασκευασμένο καρούλι σωλήνα [Ένας σωλήνας Το καρούλι είναι ένα κομμάτι προσυναρμολογημένου σωλήνα και εξαρτημάτων, που συνήθως παρασκευάζεται σε κατάστημα έτσι ώστε η εγκατάσταση στο εργοτάξιο να είναι πιο αποτελεσματική.].Συνήθως, οι σωλήνες μικρότεροι από 2 ίντσες (5,1 cm) δεν είναι προκατασκευασμένοι.Τα καρούλια των σωλήνων συνήθως φέρουν γραμμικό κώδικα και τα άκρα είναι καλυμμένα (πλαστικά) για προστασία.Οι σωλήνες και τα καρούλια σωλήνων παραδίδονται σε μια αποθήκη σε μια μεγάλη εμπορική/βιομηχανική εργασία και μπορούν να φυλάσσονται σε εσωτερικούς χώρους ή σε αυλή με πλέγμα.Ο σωλήνας ή το καρούλι του σωλήνα ανακτάται, τοποθετείται, τοποθετείται και στη συνέχεια ανυψώνεται στη θέση του.Σε μεγάλες εργασίες διεργασίας ο ανελκυστήρας γίνεται με χρήση γερανών και ανυψωτικών ανυψωτικών και άλλων υλικών.Τυπικά στηρίζονται προσωρινά στη χαλύβδινη κατασκευή χρησιμοποιώντας σφιγκτήρες δοκών, ιμάντες και μικρά ανυψωτικά μέχρι να στερεωθούν ή να ασφαλιστούν με άλλο τρόπο τα στηρίγματα του σωλήνα.

Ένα παράδειγμα εργαλείου που χρησιμοποιείται για την εγκατάσταση ενός μικρού υδραυλικού σωλήνα (άκρα με σπείρωμα) είναι το κλειδί σωλήνα.Ο μικρός σωλήνας συνήθως δεν είναι βαρύς και μπορεί να ανυψωθεί στη θέση του από τον τεχνίτη εγκατάστασης.Ωστόσο, κατά τη διάρκεια μιας διακοπής λειτουργίας εγκατάστασης ή διακοπής λειτουργίας, ο μικρός (μικρής διάτρησης) σωλήνας μπορεί επίσης να είναι προκατασκευασμένος για να επιταχύνει την εγκατάσταση κατά τη διάρκεια της διακοπής.Αφού εγκατασταθεί ο σωλήνας θα ελεγχθεί για διαρροές.Πριν από τη δοκιμή μπορεί να χρειαστεί να καθαριστεί με φύσημα αέρα ή ατμού ή ξεπλύνοντας με υγρό.

Στηρίγματα σωλήνων
Οι σωλήνες συνήθως είτε στηρίζονται από κάτω είτε κρέμονται από πάνω (αλλά μπορεί να στηρίζονται και από το πλάι), χρησιμοποιώντας συσκευές που ονομάζονται στηρίγματα σωλήνων.Τα στηρίγματα μπορεί να είναι τόσο απλά όσο ένα "παπούτσι" σωλήνα που μοιάζει με το μισό μιας δοκού Ι συγκολλημένης στο κάτω μέρος του σωλήνα.Μπορούν να «κρεμαστούν» χρησιμοποιώντας μια σχισμή ή με συσκευές τύπου τραπεζιού που ονομάζονται κρεμάστρες σωλήνα.Τα στηρίγματα σωλήνων οποιουδήποτε είδους μπορεί να ενσωματώνουν ελατήρια, αναστολείς, αποσβεστήρες ή συνδυασμούς αυτών των συσκευών για να αντισταθμίσουν τη θερμική διαστολή ή να παρέχουν απομόνωση κραδασμών, έλεγχο κραδασμών ή μειωμένη διέγερση κραδασμών του σωλήνα λόγω σεισμού κίνησης.Μερικοί αποσβεστήρες είναι απλώς ρευστοί ταμπλό, αλλά άλλοι αποσβεστήρες μπορεί να είναι ενεργές υδραυλικές συσκευές που διαθέτουν εξελιγμένα συστήματα που δρουν για να μειώνουν τις μετατοπίσεις κορυφής λόγω εξωτερικών κραδασμών ή μηχανικών κραδασμών.Οι ανεπιθύμητες κινήσεις μπορεί να προέρχονται από διεργασία (όπως σε έναν αντιδραστήρα ρευστοποιημένης κλίνης) ή από ένα φυσικό φαινόμενο όπως ένας σεισμός (γεγονός βάσης σχεδιασμού ή DBE).

Τα συγκροτήματα κρεμάστρας σωλήνων συνδέονται συνήθως με σφιγκτήρες σωλήνων.Η πιθανή έκθεση σε υψηλές θερμοκρασίες και βαριά φορτία θα πρέπει να συμπεριλαμβάνεται όταν καθορίζεται ποιοι σφιγκτήρες χρειάζονται.[10]

Συμμετοχή
Κύριο άρθρο: Εξαρτήματα σωληνώσεων και υδραυλικών εγκαταστάσεων
Οι σωλήνες συνδέονται συνήθως με συγκόλληση, χρησιμοποιώντας σωλήνα και εξαρτήματα με σπείρωμα.σφράγιση της σύνδεσης με μια ένωση σπειρώματος σωλήνα, πολυτετραφθοροαιθυλένιο (PTFE) Στεγανοποιητική ταινία σπειρώματος, oakum ή κορδόνι PTFE ή χρησιμοποιώντας μηχανικό σύνδεσμο.Οι σωληνώσεις διεργασίας συνήθως συνδέονται με συγκόλληση χρησιμοποιώντας μια διαδικασία TIG ή MIG.Ο πιο κοινός σύνδεσμος σωλήνων διεργασίας είναι η συγκόλληση με άκρο.Τα άκρα του προς συγκόλληση σωλήνα πρέπει να έχουν μια συγκεκριμένη προετοιμασία συγκόλλησης που ονομάζεται End Weld Prep (EWP) η οποία είναι συνήθως σε γωνία 37,5 μοιρών για να χωρέσει το μέταλλο συγκόλλησης πλήρωσης.Το πιο κοινό νήμα σωλήνων στη Βόρεια Αμερική είναι η έκδοση National Pipe Thread (NPT) ή η έκδοση Dryseal (NPTF).Άλλα σπειρώματα σωλήνων περιλαμβάνουν το βρετανικό τυπικό σπείρωμα σωλήνα (BSPT), το σπείρωμα εύκαμπτου σωλήνα κήπου (GHT) και τη σύζευξη σωλήνα πυρόσβεσης (NST).

Οι χάλκινοι σωλήνες συνδέονται συνήθως με συγκόλληση, συγκόλληση, εξαρτήματα συμπίεσης, φουσκώματα ή πτύχωση.Οι πλαστικοί σωλήνες μπορούν να ενωθούν με συγκόλληση με διαλύτη, θερμική σύντηξη ή ελαστομερή σφράγιση.

Εάν απαιτείται συχνή αποσύνδεση, οι φλάντζες σωλήνων με φλάντζα ή τα εξαρτήματα σύνδεσης παρέχουν καλύτερη αξιοπιστία από τα σπειρώματα.Ορισμένοι σωλήνες με λεπτά τοιχώματα από όλκιμο υλικό, όπως οι μικρότεροι χάλκινοι ή εύκαμπτοι πλαστικοί σωλήνες νερού που βρίσκονται σε σπίτια για παγομηχανές και υγραντήρες, για παράδειγμα, μπορούν να ενωθούν με εξαρτήματα συμπίεσης.

Ένας κύριος δακτύλιος HDPE που έχει ενωθεί με ένα Tee Electrofusion.
Ο υπόγειος σωλήνας χρησιμοποιεί τυπικά ένα στυλ στεγανοποίησης σωλήνα "push-on" που συμπιέζει ένα παρέμβυσμα σε ένα χώρο που σχηματίζεται μεταξύ των δύο παρακείμενων τεμαχίων.Οι αρμοί ώθησης είναι διαθέσιμοι στους περισσότερους τύπους σωλήνων.Για τη συναρμολόγηση του σωλήνα πρέπει να χρησιμοποιείται λιπαντικό αρμών σωλήνα.Υπό συνθήκες θαμμένου, οι σωλήνες φλάντζας-άρθρωσης επιτρέπουν την πλευρική κίνηση λόγω μετατόπισης του εδάφους καθώς και διαστολής/συστολής λόγω διαφορών θερμοκρασίας.[11]Οι πλαστικοί σωλήνες αερίου και νερού MDPE και HDPE συχνά συνδέονται επίσης με εξαρτήματα Electrofusion.

Ο μεγάλος υπέργειος σωλήνας χρησιμοποιεί συνήθως μια φλάντζα σύνδεσης, η οποία είναι γενικά διαθέσιμη σε σωλήνα όλκιμο σιδήρου και σε ορισμένους άλλους.Είναι ένα στυλ φλάντζας όπου οι φλάντζες των παρακείμενων σωλήνων βιδώνονται μεταξύ τους, συμπιέζοντας τη φλάντζα σε ένα διάστημα μεταξύ του σωλήνα.

Οι μηχανικοί αυλακωτοί σύνδεσμοι ή οι αρμοί Victaulic χρησιμοποιούνται επίσης συχνά για συχνή αποσυναρμολόγηση και συναρμολόγηση.Αναπτύχθηκαν τη δεκαετία του 1920, αυτοί οι μηχανικοί αυλακωτοί σύνδεσμοι μπορούν να λειτουργήσουν έως και 120 λίβρες ανά τετραγωνική ίντσα (830 kPa) πιέσεις εργασίας και διατίθενται σε υλικά που ταιριάζουν με την ποιότητα του σωλήνα.Ένας άλλος τύπος μηχανικής σύζευξης είναι ένα εξάρτημα σωλήνα χωρίς ανάφλεξη (οι σημαντικότερες μάρκες περιλαμβάνουν Swagelok, Ham-Let, Parker).Αυτός ο τύπος εξαρτήματος συμπίεσης χρησιμοποιείται συνήθως σε μικρούς σωλήνες με διάμετρο κάτω των 2 ιντσών (51 mm).

Όταν οι σωλήνες ενώνονται σε θαλάμους όπου χρειάζονται άλλα εξαρτήματα για τη διαχείριση του δικτύου (όπως βαλβίδες ή μετρητές), χρησιμοποιούνται γενικά αρμοί αποσυναρμολόγησης, προκειμένου να διευκολυνθεί η τοποθέτηση/αποσυναρμολόγηση.

Εξαρτήματα και βαλβίδες

Εξαρτήματα χάλκινων σωλήνων
Τα εξαρτήματα χρησιμοποιούνται επίσης για τη διάσπαση ή την ένωση πολλών σωλήνων μεταξύ τους και για άλλους σκοπούς.Διατίθεται μεγάλη ποικιλία τυποποιημένων εξαρτημάτων σωληνώσεων.γενικά αναλύονται είτε σε μπλουζάκι, σε αγκώνα, σε κλαδί, σε μειωτήρα/μεγέθυνση ή σε ένα σβέρκο.Οι βαλβίδες ελέγχουν τη ροή του υγρού και ρυθμίζουν την πίεση.Τα άρθρα εξαρτημάτων σωληνώσεων και υδραυλικών εγκαταστάσεων και βαλβίδων τα συζητούν περαιτέρω.

Καθάρισμα
Κύριο άρθρο: Καθαρισμός σωλήνων

Ένας σωλήνας με συσσώρευση αλάτων, που μειώνει σημαντικά την εσωτερική διάμετρο.
Το εσωτερικό των σωλήνων μπορεί να καθαριστεί με διαδικασία καθαρισμού σωλήνων, εάν είναι μολυσμένοι με υπολείμματα ή ρύπους.Αυτό εξαρτάται από τη διαδικασία για την οποία θα χρησιμοποιηθεί ο σωλήνας και την καθαριότητα που απαιτείται για τη διαδικασία.Σε ορισμένες περιπτώσεις, οι σωλήνες καθαρίζονται χρησιμοποιώντας μια συσκευή μετατόπισης που είναι επίσημα γνωστή ως Pipeline Inspection Gauge ή "pig".Εναλλακτικά, οι σωλήνες ή οι σωλήνες μπορεί να ξεπλυθούν χημικά χρησιμοποιώντας εξειδικευμένα διαλύματα που διοχετεύονται με άντληση.Σε ορισμένες περιπτώσεις, όπου έχει ληφθεί μέριμνα για την κατασκευή, την αποθήκευση και την εγκατάσταση σωλήνων και σωλήνων, οι γραμμές καθαρίζονται με πεπιεσμένο αέρα ή άζωτο.