อธิบาย SDR ในท่อ: อัตราส่วนมิติและมาตรวัดแรงดัน พร้อมวิธีเลือก

คู่มือนี้อธิบายความหมายของ SDR ผลต่อค่าความดัน และวิธีเลือกอัตราส่วนที่เหมาะสมสำหรับท่อส่งน้ำประปา ท่อก๊าซ ระบบชลประทาน และการติดตั้งแบบไม่ขุดเปิดหน้าดิน

เราจะอธิบายสูตรคำนวณให้เข้าใจง่าย และเน้นสิ่งสำคัญที่ควรรู้เมื่อต้องซื้อหรือติดตั้งท่อจริง

SDR (อัตราส่วนมิติมาตรฐาน) หมายถึงอะไร?

SDR ย่อมาจาก อัตราส่วนมิติมาตรฐาน. คืออัตราส่วนระหว่างเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกของท่อกับความหนาผนัง สูตรคำนวณตรงไปตรงมามาก:

SDR = เส้นผ่านศูนย์กลางภายนอก (OD) / ความหนาผนัง

ตัวอย่างเช่น หากท่อมีเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอก 110 mm และผนังหนา 10 mm ค่า SDR จะเท่ากับ 110 ÷ 10 = 11 หรือ SDR11

สิ่งสำคัญที่ควรจำคือ: SDR สูงขึ้น = ผนังบางลง. เมื่อเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกเท่ากัน SDR32.5 มีผนังบางกว่า SDR9 มาก ผนังที่บางลงหมายถึงใช้วัสดุน้อยลง ต้นทุนต่ำลง และน้ำหนักเบาลง แต่รองรับแรงดันได้น้อยลงด้วย จึงเป็นการแลกเปลี่ยนข้อดีข้อเสีย และการเลือก SDR ขึ้นอยู่กับการใช้งานของคุณโดยตรง

ค่า SDR ที่พบบ่อย ที่พบในแค็ตตาล็อก ได้แก่ 9, 11, 13.5, 17, 21, 26 และ 32.5 ผู้ผลิตผลิตตามอัตราส่วนมาตรฐานเหล่านี้ เพื่อให้อุปกรณ์ข้อต่อ จุดเชื่อมต่อ และส่วนประกอบของระบบสามารถใช้ร่วมกันได้จากผู้จำหน่ายหลายราย

ความแตกต่างระหว่าง SDR กับ DR

คุณอาจพบคำว่า “DR” (อัตราส่วนเส้นผ่านศูนย์กลาง) ด้วย ในทางปฏิบัติ SDR และ DR หมายถึงสิ่งเดียวกัน คืออัตราส่วนระหว่างเส้นผ่านศูนย์กลางกับความหนาผนัง คำศัพท์อาจต่างกันเล็กน้อยตามภูมิภาคและมาตรฐาน แต่เมื่อต้องเลือกท่อ ให้ถือว่าใช้แทนกันได้ เพียงตรวจสอบเครื่องหมายที่พิมพ์บนท่อให้อ่านถูกต้อง

SDR ควบคุมค่าความดันอย่างไร

ความหนาผนังส่งผลโดยตรงต่อแรงดันภายในที่ท่อสามารถรองรับได้อย่างปลอดภัย ความสัมพันธ์นี้มาจากความเค้นรอบวง ซึ่งเป็นความเค้นที่กระทำรอบเส้นรอบวงของท่อเมื่อมีแรงดัน

อุตสาหกรรมใช้สูตรนี้คำนวณแรงดันใช้งานสูงสุด (MOP):

MOP = 2 × MRS / (C × (SDR − 1))

โดยที่:

• MRS = ความแข็งแรงขั้นต่ำที่กำหนดของวัสดุ (หน่วย MPa)—PE100 มี MRS เท่ากับ 10 MPa ส่วน PE80 มีค่า 8 MPa
• C = ค่าสัมประสิทธิ์การออกแบบ (โดยทั่วไปคือ 1.25 สำหรับน้ำ โดยคำนึงถึงส่วนเผื่อความปลอดภัยและการคืบตัวในระยะยาว)
• SDR = อัตราส่วนมิติมาตรฐาน

สังเกต “(SDR − 1)” ในตัวส่วน เมื่อ SDR มีค่ามากขึ้น ตัวส่วนจะเพิ่มขึ้นและ MOP จะลดลง ค่า SDR ต่ำกว่าหมายถึงผนังหนากว่าและแรงดันที่อนุญาตสูงกว่า

ตัวอย่างการคำนวณ: ท่อ PE100

ลองคำนวณ MOP สำหรับค่า SDR ที่พบบ่อยสองค่าโดยใช้วัสดุ PE100:

SDR11 (PE100):

• MRS = 10 MPa, C = 1.25, SDR = 11
• MOP = (2 × 10) / (1.25 × (11−1)) = 20 / 12.5 = 1.6 MPa (16 bar)

SDR17 (PE100):

• MRS = 10 MPa, C = 1.25, SDR = 17
• MOP = (2 × 10) / (1.25 × (17−1)) = 20 / 20 = 1.0 MPa (10 bar)

การลดจาก SDR11 เป็น SDR17 ทำให้ค่าความดันที่รองรับลดลงประมาณ 40% ซึ่งเป็นความแตกต่างอย่างมาก และแสดงให้เห็นว่าไม่ควรเลือกท่อที่ราคาถูกที่สุด (ค่า SDR สูงที่สุด) โดยไม่ตรวจสอบแรงดันใช้งานของระบบก่อน

ข้อมูลอ้างอิงด่วน: SDR ความหนาผนัง & แรงดัน

ข้อมูลสรุปสำหรับท่อ PE100 ที่มี OD 110 mm:

หมายเหตุ: ค่า MOP คำนวณโดยสมมติว่าเป็น PE100, MRS = 10 MPa, C = 1.25 โปรดตรวจสอบกับข้อมูลจากผู้ผลิตและข้อกำหนดท้องถิ่นทุกครั้ง

เกรดวัสดุมีความสำคัญ: PE80 เทียบกับ PE100

สูตรข้างต้นขึ้นอยู่กับค่า MRS อย่างมาก วัสดุ PE100 มีค่าความแข็งแรงสูงกว่า PE80 ดังนั้นเมื่อใช้ SDR เดียวกัน ท่อ PE100 จึงรองรับแรงดันได้มากกว่า หากโครงการของคุณต้องการแรงดันสูงแต่ต้องการลดความหนาผนัง (และต้นทุน) PE100 เป็นตัวเลือกที่เหมาะกว่า ในทางกลับกัน สำหรับงานแรงดันต่ำ เช่น การระบายน้ำหรือระบบชลประทาน PE80 ที่มีค่า SDR สูงกว่าอาจเพียงพอและประหยัดกว่า

การอ่านเครื่องหมายบนท่อ

ท่อ PE คุณภาพดีทุกเส้นจะมีแถบข้อมูลพิมพ์กำกับตลอดความยาว โดยทั่วไปจะระบุ:

• OD และ SDR: เช่น “DN110 SDR11”
• เกรดวัสดุ: PE100, PE80
• ชั้นแรงดัน (หากมี): PN16, PN10 เป็นต้น
• ผู้ผลิต วันที่ผลิต และการอ้างอิงมาตรฐาน

ตรวจสอบเครื่องหมาย SDR อีกครั้งเสมอเมื่อท่อมาถึงหน้างาน การสับสนระหว่าง SDR11 กับ SDR17 อาจเป็นความแตกต่างระหว่างการทำงานอย่างปลอดภัยกับท่อแตก

ข้อต่อ งานประกอบ & การลดพิกัดของระบบ

เรื่องหนึ่งที่หลายคนอาจคาดไม่ถึงคือ ข้อต่อและชิ้นส่วนประกอบขึ้นรูป (เช่น ข้องอหรือสามทางแบบแบ่งส่วน) ไม่ได้มีความแข็งแรงเท่าท่อตรงเสมอไป แนวปฏิบัติในอุตสาหกรรมมักใช้ตัวคูณลดพิกัด ซึ่งโดยทั่วไปอยู่ที่ประมาณ 0.8 เพื่อคำนึงถึงรอยเชื่อม การเปลี่ยนแปลงรูปทรง และการกระจุกตัวของความเค้น

ในทางปฏิบัติ คุณอาจต้องระบุข้อต่อที่มีผนังหนากว่าท่อหนึ่งชั้น SDR เพื่อรักษาความสมบูรณ์ของระบบ โปรดตรวจสอบข้อมูลจากผู้ผลิตข้อต่อและใช้ตัวคูณลดพิกัดที่เหมาะสมเสมอ

การติดตั้งแบบไม่ขุดเปิดหน้าดิน: เหตุใด SDR จึงสำคัญต่อการดึงท่อ

ท่อต้องทนต่อแรงดึงสูงระหว่างการดึงติดตั้ง และผนังที่หนากว่าจะมีพื้นที่หน้าตัดมากกว่าเพื่อรับแรงเหล่านั้น สำหรับการดึงระยะไกลหรือแนวโค้งที่มีรัศมีแคบ วิศวกรมักกำหนดค่า SDR ต่ำกว่า (ท่อหนากว่า) เพื่อป้องกันไม่ให้ท่อครากหรือคอดลงระหว่างการติดตั้ง

การคำนวณอย่างรวดเร็วโดยใช้พื้นที่หน้าตัดและความต้านแรงดึงของวัสดุจะให้ค่าแรงดึงที่ยอมรับได้ (ATL) ซึ่งใช้กำหนดขีดจำกัดของระยะและแรงดึง

การใช้งานทั่วไป & ค่า SDR ที่แนะนำ

• ท่อส่งน้ำประปา (เทศบาล): SDR11 หรือ SDR17 ขึ้นอยู่กับแรงดันใช้งานและข้อบังคับท้องถิ่น SDR11 (PN16) พบได้บ่อยมากในระบบจ่ายน้ำแรงดันสูง
• ระบบจ่ายก๊าซ: โดยทั่วไปใช้ SDR11 เพื่อเผื่อความปลอดภัยและให้เป็นไปตามข้อบังคับ มาตรฐานก๊าซมักกำหนดค่า SDR ให้ต่ำลงเมื่อผลกระทบจากความขัดข้องมีความรุนแรงมากขึ้น
• ระบบชลประทาน & การระบายน้ำแรงดันต่ำ: SDR21, SDR26 หรือแม้แต่ SDR32.5 อาจคุ้มค่าเมื่อความต้องการด้านแรงดันต่ำ
• ท่อสำหรับกระบวนการอุตสาหกรรม: เลือกตามแรงดันภายใน อุณหภูมิ และความเข้ากันได้ทางเคมี—ใช้ SDR9 หรือ SDR11 สำหรับไอน้ำแรงดันสูงหรือการลำเลียงสารเคมี

สรุป: การเลือก SDR ที่เหมาะสม

การเลือก SDR คือการสร้างสมดุลระหว่างสามปัจจัย: แรงดันที่ต้องรองรับ วิธีติดตั้ง และต้นทุน. เริ่มจากคำนวณหรือค้นหาค่า MOP ที่ต้องการ จากนั้นเลือก SDR และเกรดวัสดุ (PE80 หรือ PE100) ที่รองรับค่าได้ พร้อมเผื่อความปลอดภัยอย่างเหมาะสม

หากติดตั้งแบบไม่ขุดเปิดหน้าดิน ให้เลือก SDR ต่ำกว่าเพื่อให้ทนแรงดึงได้ดีกว่า และตรวจสอบความเข้ากันได้ของข้อต่อรวมถึงใช้ตัวคูณลดพิกัดที่จำเป็นเสมอ เพื่อให้ทั้งระบบมีพิกัดรองรับสภาวะการทำงาน

ต้องการความช่วยเหลือในการกำหนดขนาดท่อสำหรับโครงการเฉพาะหรือไม่?

Jwell นำเสนอสายการอัดรีดท่อ PE/HDPE ที่แข็งแรงและให้ผลผลิตสูง (สกรูเดี่ยวและสกรูคู่ ท่อผนังตัน ท่อลูกฟูก เสริมลวดเหล็ก RTP และสายการผลิตเฉพาะทาง) รองรับช่วงกำลังการผลิตกว้าง พร้อมดายและการออกแบบสกรูแบบโมดูลาร์ รวมถึงการปรับแต่งจากโรงงานให้ตรงกับ SDR เกรดวัสดุ (PE80/PE100) และวิธีติดตั้ง

พร้อมกำหนดขนาดสายการผลิตให้ตรงกับความต้องการ SDR และ MOP หรือยัง? ขอใบเสนอราคาและเอกสารข้อมูลทางเทคนิคที่ปรับให้เหมาะกับคุณจาก Jwell ได้เลย

คำถามที่พบบ่อย

ถาม: SDR เหมือนกับชั้นแรงดันหรือไม่?

ไม่เหมือน SDR เป็นอัตราส่วนทางเรขาคณิต ส่วนชั้นแรงดัน (เช่น PN10, PN16) ขึ้นอยู่กับค่า SDR รวมถึง ความแข็งแรงของวัสดุและปัจจัยการออกแบบ คุณต้องมีข้อมูลทั้งสองอย่างเพื่อระบุข้อกำหนดของท่อให้ถูกต้อง

ถาม: ฉันจะแปลง SDR เป็นความหนาผนังได้อย่างไร?

หารเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกด้วย SDR ตัวอย่างเช่น ท่อ OD 110 mm ที่ SDR17 มีความหนาผนัง 110 ÷ 17 ≈ 6.5 mm

ถาม: ฉันประหยัดเงินได้หรือไม่หากเลือก SDR ที่สูงขึ้น?

ใช่—SDR ที่สูงขึ้นใช้วัสดุน้อยลงและมีต้นทุนต่อเมตรต่ำกว่า แต่ต้องแน่ใจว่าแรงดันใช้งานของระบบรองรับได้ อย่าลดทอนความปลอดภัยหรืออายุการใช้งานเพื่อประหยัดเงินเพียงไม่กี่ดอลลาร์ต่อเมตร

ถาม: อุณหภูมิส่งผลต่อสมรรถนะของ SDR หรือไม่?

ค่า SDR เองไม่เปลี่ยน แต่อุณหภูมิที่สูงขึ้นทำให้ความแข็งแรงของวัสดุ (MRS) ลดลง และส่งผลให้ค่า MOP ที่อนุญาตลดลงด้วย มาตรฐานการออกแบบมีตัวคูณลดพิกัดตามอุณหภูมิ หากท่อของคุณทำงานในสภาวะร้อน โปรดตรวจสอบตัวคูณดังกล่าว