ความแตกต่างระหว่าง Pipe และ Tube มีอะไรบ้าง (Difference between Pipes and Tubes)

บทวามนี้จะนำเสนอความแตกต่างของ Pipe และ Tube หรือที่เมืองไทยจะเรียกว่า ท่อ ในทางวิศวกรรมกันครับ ก่อนอื่นมาดูลักษณะรูปร่างของ  Pipe และ Tube กันก่อน Pipe และ Tube จะมีรูปร่างทรงกระบอกกลวงเหมือนกัน ดังนั้นในการบอกขนาดของ  Pipe และ Tube จะมีตัวแปรสำคัญ 3 ตัวแปรดังนี้

1. เส้นผ่านศูนย์กลางภายนอก (OD)
2. เส้นผ่านศูนย์กลางภายใน (ID)
3. ความหนาของท่อ (t)

ซึ่งความสัมพันธ์ของตัวแปรทั้ง สาม อธิบายได้ตามสมการที่ 1
                       OD = ID + 2*t               (1)
ดังนั้นในการเลือกใช้ หรือเลือกซื้อ Pipe และ Tube เราจะบอกขนาดของ Pipe และ Tube เพียง 2 ตัวแปรก็เพียงพอแล้ว

จากตัวแปรที่ใช้ในการบอกขนาดของ Pipe และ Tube ทำให้เกิดความแตกต่างระหว่าง  Pipe และ Tube ข้อที่ 1 ขึ้น นั่นคือ
ความแตกต่างจากการบ่งชี้ขนาดของรูปร่าง
1. Tube จะกำหนดที่ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกและความหนา ส่วน ID สามารถคำนวณได้จากความสัมพันธ์ตามสมการที่ 1
ตัวอย่าง 1.            O.D  1.00 ".  Tk  0.083 " ,  ASTM A269  มีความหมายว่า Tube  มีขนาด  O.D = 1.00 Tk  0.083 "      หมายถึง  Tube  นี้มีความหนา  =  0.083 "
2. Pipe จะกำหนดที่ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางภายใน (ID) และความหนา แต่อย่างไรก็ตาม ID ของ Pipe ที่กำหนดตามมาตรฐานเป็นเพียง ID ทั่วไป แต่ขนาด ID และ ความหนาของ Pipe จะมีความแตกต่างกันแม้ว่า ID ทั่วไป จะเท่ากัน โดยจะขึ้นอยู่กับค่า SCH (Schedule)

ความแตกต่างระหว่าง  Pipe และ Tube ข้อที่ 2 ซึ่งจะมีส่วนในการเลือกใช้หรือเลือกซื้อ Pipe และ Tube คือ การนำไปใช้งานของ Pipe และ Tube

จากความแตกต่างของการบอกขนาด เราจะพบว่า Tube ให้ความสำคัญกับขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกและความหนาของ Tube ซึ่งเราจะพบว่า มันจะสัมพันธ์กับงานทางวิศวกรรมที่เกี่ยวข้องกับการ Transfer พลังงานบางอย่าง โดยที่เห็นชัดในการ Transfer พลังงานคือ พลังงานความร้อน ซึ่งเราจะพบว่า ค่าความหนาของ Tube จะเกี่ยวข้องกับ Heat Conduction (ต้องการความหนาน้อยๆเพื่อถ่ายเทความร้อนได้เร็วและมากขึ้น) ส่วน OD จะเกี่ยวข้องกับพื้นที่ในการพาความร้อน (Heat Convection) ดังนั้นเราจึงเห็นการนำ Tube ไปใช้กับงานพวกการถ่ายเทความร้อนเป็นหลัก เช่น Heat Exchanger, Boiler ท่อในระบบทำความเย็น ระบบเครื่องปรับอากาศ เป็นต้น

ในขณะที่ Pipe เราจะพบถูกใช้ในการขนย้ายของไหลจากจุดหนึ่งไปยังอีกจุดหนึ่งเช่น Gas หรือ น้ำมัน ซึ่งสิ่งสำคัญที่ต้องพิจารณาคือปริมาณของของไหลที่สามารถขนย้ายได้ ดังนั้นตัวแปรที่สำคัญคือ ขนาด ID ของ Pipe 

การจำแนกชนิดของท่อระหว่าง Pipe และ Tube มีความสำคัญและมีผลต่อการเลือกใช้ Fitting ได้ถูกต้อง เพราะ Fitting ของ Pipe และ Tube ใช้แทนกันไม่ได้นะครับ เนื่องจาก ขนาด OD ที่ไม่เท่ากัน และจะต้องระวังและจำไว้ว่า ขนาดของ Pipe และ Tube ไม่สามารถบอกได้ด้วยการดูสายตาจะต้องวัด OD และความหนา เพื่อนำไปเปรียบเทียบกับตารางตามมาตรฐานครับ

อีกสิ่งที่ต้องคำนึงถึงในการเลือกใช้หรือเลือกซื้อ Pipe และ Tube คือความแข็งแรงของ Pipe และ Tube ครับ ผู้จำหน่าย Pipe และ Tube อาจจะมีข้อมูลความแข็งแรงของผลิตภัณฑ์ให้ท่านทราบได้ โดยทั่วไปท่านที่จะเลือกซื้อ ก็ต้องทราบข้อมูลลักษณะและประเภทของโหลดที่กระทำกับ Pipe และ Tube ของท่าน เช่น

1. โดยทั่วไป Pipe และ Tube เป็นชิ้นส่วนที่รับความดันภายในของของไหล ดังนั้น ความเค้นที่เกิดจากความดันภายใน ก็จะต้องถูกนำมาพิจารณาและเป็นที่ทราบกันดีว่า ความเค้นจากความดันภายในท่อ ขึ้นอยู่กับ ความดันภายใน รัศมีของท่อและความหนาของท่อ 

2. กรณีรับโหลดจากความดันร่วมกับเป็นงานที่มีอุณหภูมิสูงมาเกี่ยวข้อง Thermal Stress จะมีผลต่อความแข็งแรงและเกี่ยวข้องกับ Fatigue Strength ของ Pipe และ Tube ด้วย

3 กรณีมีการนำ Pipe ไปใช้รับน้ำหนักหรือเสริมความแข็งแรงในโครงสร้าง สิ่งที่ต้องพิจารณาคือ โมเมนต์ของพื้นที่ รวมถึงรัศมีไจเรชั่น หาก Pipe ถูกใช้รับแรงกดอัด