Kích thước ống danh định

Kích thước ống danh định (Nominal Pipe Size – NPS) là kích thước ống tiêu chuẩn của Bắc Mỹ. Được áp dụng cho kích thước chuẩn của ống ở nhiệt độ và áp suất cao hoặc thấp. Kích thước của ống được đặc trưng bởi hai số không có thứ nguyên là: kích thước ống danh định (nominal pipe size – NPS) đo bằng inch và một chỉ số danh định (schedule hay Sched. hoặc Sch.). NPS thường bị gọi một cách không chính xác là Kích thước ống theo chuẩn Quốc gia (National Pipe Size), vì sự nhầm lẫn với “national pipe thread (NPT)”.

Ngoài ra còn có các tiêu chuẩn kích thước ống khác. Tên tiêu chuẩn kích thước ống tương ứng của châu Âu với NPS là DN (diamètre nominal hay nominal diameter). Trong đó, kích thước ống được đo bằng milimet.Tên viết tắt NB (cỡ ống danh định – nominal bore) cũng có thể được dùng để thay thế cho NPS.

Nội dung

Lịch sử

Vào tháng 3 năm 1927, hiệp hội tiêu chuẩn Mỹ – the ANSI đã thành lập một ủy ban để tiêu chuẩn hóa kích thước của ống thép rèn và ống sắt rèn. Tại thời điểm đó, chỉ có một số bề dày ống được tiêu chuẩn hóa. Tiêu chuẩn khối lượng ống (standard weight STD), ống rất cứng (extra-strong XS), và ống siêu cứng (double extra-strong – XXS), được dựa vào hệ thống iron pipe size (IPS) khi đó. Tuy nhiên, ba tiêu chuẩn ống này không phù hợp cho mọi nhu cầu.

Ủy ban tiêu chuẩn đã nghiên cứu nhu cầu của nền công nghiệp và đã tạo ra hệ thống chỉ số danh định để chỉ rõ độ dày thành ống. Theo đó, các loại ống được chia nhỏ theo các bước nhỏ độ dày thành ống. Mặc dù vậy, các chỉ số IPS và NPS vẫn tương đương nhau. Mục đích ban đầu của các con số là mỗi chỉ số danh định có thể tỷ lệ với áp lực chịu đựng. Tuy nhiên, trên thực tế, các chỉ số này đã khác nhiều so với chiều dày thành ống. Đến nỗi mục đích ban đầu của chỉ số danh định không thành hiện thực. Cũng vào năm 1939, người ta đã hi vọng việc chọn các chỉ số STD, XS, và XXS có thể độc lập với các chỉ số danh định.

Tuy nhiên, những chỉ số này vẫn được sử dụng rộng rãi đến ngày nay. Mặc dù, đôi khi chúng bị gọi là ống tiêu chuẩn (standard), rất nặng (extra-heavy XH), và siêu nặng (double extra heavy XXH). Từ khi tên danh định được lập, đã có nhiều phiên bản và bổ sung cho bảng kích thước ống dựa trên nhu cầu sử dụng và tiêu chuẩn của Viện Dầu khí Mỹ API, ASTM, và các cơ quan khác. Thép không gỉ ngày càng được sử dụng rộng rãi giữa thế kỷ 20. Đã được cho phép sử dụng với chiều dày thành ống nhỏ hơn do chúng ít bị ăn mòn.

Đến năm 1949, danh mục ống nhỏ hơn đã được ban hành với bảng 5S và 10S. Chúng được dựa trên yêu cầu về áp lực đã được hiệu chỉnh tới giá trị nhỏ nhất BWG. Vì chiều dày thành ống nhỏ, các ống loại “S” không thể bị kéo theo tiêu chuẩn ASME, có thể hàn nóng.

Ứng dụng của kích thước ống danh định

Dựa vào NPS và tên danh định của ống, OD và WT có thể nội suy từ các bảng dưới đây. Được dựa theo tiêu chuẩn ASME B36.10M và B36.19M. Ví dụ, NPS 14 Sch 40 có đường kính ngoài 14 inch và dày 0,437 inch. Tuy nhiên, giá trị NPS và OD thường không bằng nhau. Điều này có thể gây ra nhiều nhầm lẫn.

Với ống có NPS từ ⅛ đến 12 inch, giá trị NPS và OD luôn khác nhau. Ví dụ, OD của ống NPS 12 lại là 12,75 inch. Để tìm OD thực sự cho mỗi giá trị NPS, ta phải tra bảng dưới đây. (Chú ý rằng với tubing, giá trị NPS luôn là OD.)
Với ống có NPS trên 14 inch, giá trị NPS và OD luôn bằng nhau. Nói cách khác, ống NPS 14 có OD thực là 14 inch.

Lý do cho sự khác biệt với các ống NPS từ ⅛ tới 12 inch là những giá trị NPS này ban đầu được đặt bằng với đường kính trong (inside diameter ID) dựa vào tiêu chuẩn bề dày ống vào thời đó. Tuy nhiên, khi danh mục độ dày thành ống tăng lên, đường kính trong thay đổi và NPS chỉ đưa ra giá trị không trực tiếp liên quan đến đường kính trong và đường kính ngoài. Khi cho giá trị NPS, với mỗi đường kính ngoài cố định và chiều dày ống tăng dần theo chỉ số danh định trong bảng.

Khi cho giá trị danh định, đường kính ngoài tăng dần theo chỉ số NPS trong khi chiều dày không đổi hoặc tăng dần. Sử dụng các bảng trong ASME B31.3. Ta có thể chỉ ra rằng áp lực chịu đựng của ống giảm tỉ lệ với sự tăng của NPS trong khi chỉ số danh định không đổi. Cả hai loại ống polyvinyl clorua (PVC) và chlorinated polyvinyl clorua (CPVC) đều được chế tạo theo kích thước NPS.

Bảng NPS cho kích thước ống danh định

NPS ⅛ tới NPS 3½

NPS 4 tới NPS 9

NPS 10 tới NPS 24