ابعاد استاب اند (Stub End) فولاد کربنی طبق ASME B16.9
جدول کامل ابعاد استاب اند (Stub End) برای ردههای STD و XS — شامل OD، ضخامت، قطر گرد (G)، طول (F) و شعاع (R)
۱. مقدمه
استاب اند (Stub End) که با نام Lap Joint Stub End نیز شناخته میشود، یک اتصال جوشی لببهلب (Butt Weld) است که در ترکیب با فلنجهای گردان (Lap Joint Flanges) استفاده میشود. این اتصال بهعنوان یک راهحل اقتصادی و کارآمد برای سیستمهای لولهکشی که نیاز به جداسازی مکرر یا چرخش فلنج دارند، طراحی شده است.
استاندارد ASME B16.9 بهعنوان مرجع اصلی، ابعاد دقیق استاب اندها را برای ردههای ضخامت مختلف از جمله STD (Standard) و XS (Extra Strong) مشخص کرده است. در این مقاله، به بررسی جامع ابعاد استاب اند فولاد کربنی مطابق با این استاندارد میپردازیم.
۲. استاب اند (Stub End) چیست؟
استاب اند (Stub End) یک قطعه کوتاه (معمولاً به طول ۳ تا ۶ اینچ) است که به انتهای لوله جوش داده میشود و یک سطح صاف (Lap Face) برای اتصال به فلنج گردان (Lap Joint Flange) ایجاد میکند. این اتصال بهطور گسترده در سیستمهایی استفاده میشود که نیاز به جداسازی سریع و چرخش فلنج برای تراز کردن پیچها وجود دارد.
اجزای اصلی استاب اند
- قطر خارجی (OD — Outside Diameter): قطر خارجی استاب اند که با قطر خارجی لوله مطابقت دارد.
- ضخامت دیواره (Wall Thickness): ضخامت استاب اند که باید با ضخامت لوله مطابقت داشته باشد.
- قطر گرد (G — Lap Diameter): قطر سطح صاف (Lap Face) که فلنج گردان روی آن قرار میگیرد.
- طول (F — Length of Lap): طول بخش گرد (Lap) که با فلنج تماس دارد.
- شعاع (R — Radius): شعاع گردش در محل اتصال استاب اند به لوله.
- طول کلی (Overall Length): طول کل استاب اند از انتهای جوش تا سطح گرد.
استاب اند بههمراه فلنج گردان (Lap Joint Flange) یک مجموعه کامل را تشکیل میدهد. فلنج گردان روی استاب اند قرار میگیرد و میتواند بچرخد، در حالیکه استاب اند به لوله جوش داده میشود.
۳. استانداردهای مرجع
| استاندارد / کد | نوع | ارتباط با استاب اند |
|---|---|---|
| ASME B16.9 | استاندارد ابعاد | ابعاد اصلی استاب اند |
| ASME B16.5 | استاندارد فلنج | ابعاد فلنج گردان (Lap Joint Flange) |
| ASME B31.3 | کد طراحی | طراحی لولهکشی فرآیندی |
| ASTM A105 | استاندارد مواد | مواد فولاد کربنی |
| ASTM A234 | استاندارد مواد | مواد اتصالات فولاد کربنی |
۴. آشنایی با پارامترهای ابعادی
پارامتر OD (قطر خارجی)
تعریف: قطر خارجی استاب اند که با قطر خارجی لوله مطابقت دارد.
اهمیت: برای تطابق با لوله و اتصالات جوشی.
پارامتر T (ضخامت دیواره)
تعریف: ضخامت دیواره استاب اند که باید با ضخامت لوله مطابقت داشته باشد.
اهمیت: برای یکپارچگی فشار و استحکام مکانیکی.
پارامتر G (قطر گرد)
تعریف: قطر سطح صاف (Lap Face) که فلنج گردان روی آن قرار میگیرد.
اهمیت: برای تطابق با فلنج گردان (ASME B16.5).
پارامتر F (طول گرد)
تعریف: طول بخش گرد (Lap) که با فلنج تماس دارد.
اهمیت: برای ایجاد سطح تماس کافی با فلنج.
پارامتر R (شعاع)
تعریف: شعاع گردش در محل اتصال استاب اند به لوله.
اهمیت: برای کاهش تمرکز تنش و بهبود توزیع تنش.
پارامتر L (طول کلی)
تعریف: طول کل استاب اند از انتهای جوش تا سطح گرد.
اهمیت: برای تعیین فاصله نصب و طول کلی سیستم.
۵. ابعاد استاب اند — رده STD (Standard)
| NPS | OD (in / mm) | T (in / mm) | G (in / mm) | F (in / mm) | R (in / mm) |
|---|---|---|---|---|---|
| ½ | 0.84 / 21.3 | 0.109 / 2.8 | 1.38 / 35.0 | 0.19 / 4.8 | 0.06 / 1.6 |
| ¾ | 1.05 / 26.7 | 0.113 / 2.9 | 1.69 / 42.9 | 0.19 / 4.8 | 0.06 / 1.6 |
| 1 | 1.32 / 33.4 | 0.133 / 3.4 | 2.00 / 50.8 | 0.19 / 4.8 | 0.06 / 1.6 |
| 1¼ | 1.66 / 42.2 | 0.140 / 3.6 | 2.50 / 63.5 | 0.19 / 4.8 | 0.06 / 1.6 |
| 1½ | 1.90 / 48.3 | 0.145 / 3.7 | 2.88 / 73.0 | 0.25 / 6.4 | 0.06 / 1.6 |
| 2 | 2.38 / 60.3 | 0.154 / 3.9 | 3.50 / 88.9 | 0.31 / 7.9 | 0.12 / 3.2 |
| 2½ | 2.88 / 73.0 | 0.203 / 5.2 | 4.12 / 104.8 | 0.38 / 9.5 | 0.12 / 3.2 |
| 3 | 3.50 / 88.9 | 0.216 / 5.5 | 5.00 / 127.0 | 0.38 / 9.5 | 0.12 / 3.2 |
| 3½ | 4.00 / 101.6 | 0.226 / 5.7 | 5.50 / 139.7 | 0.38 / 9.5 | 0.12 / 3.2 |
| 4 | 4.50 / 114.3 | 0.237 / 6.0 | 6.19 / 157.2 | 0.44 / 11.1 | 0.12 / 3.2 |
| 5 | 5.56 / 141.3 | 0.258 / 6.6 | 7.31 / 185.7 | 0.44 / 11.1 | 0.12 / 3.2 |
| 6 | 6.63 / 168.3 | 0.280 / 7.1 | 8.50 / 215.9 | 0.50 / 12.7 | 0.12 / 3.2 |
| 8 | 8.63 / 219.1 | 0.322 / 8.2 | 10.62 / 269.7 | 0.56 / 14.3 | 0.12 / 3.2 |
| 10 | 10.75 / 273.1 | 0.365 / 9.3 | 12.75 / 323.9 | 0.62 / 15.9 | 0.12 / 3.2 |
| 12 | 12.75 / 323.9 | 0.375 / 9.5 | 15.00 / 381.0 | 0.69 / 17.5 | 0.12 / 3.2 |
| 14 | 14.00 / 355.6 | 0.375 / 9.5 | 16.25 / 412.8 | 0.75 / 19.1 | 0.12 / 3.2 |
| 16 | 16.00 / 406.4 | 0.375 / 9.5 | 18.50 / 469.9 | 0.75 / 19.1 | 0.12 / 3.2 |
| 18 | 18.00 / 457.2 | 0.375 / 9.5 | 21.00 / 533.4 | 0.88 / 22.2 | 0.12 / 3.2 |
| 20 | 20.00 / 508.0 | 0.375 / 9.5 | 23.00 / 584.2 | 0.88 / 22.2 | 0.12 / 3.2 |
| 24 | 24.00 / 609.6 | 0.375 / 9.5 | 27.25 / 692.2 | 0.88 / 22.2 | 0.12 / 3.2 |
- OD: قطر خارجی استاب اند (مطابق با قطر خارجی لوله)
- T: ضخامت دیواره (برای رده STD)
- G: قطر گرد (Lap Diameter) — مطابق با ASME B16.5
- F: طول گرد (Lap Length)
- R: شعاع گردش (Radius) — حداقل ۱/۱۶ اینچ (۱٫۶ میلیمتر)
۶. ابعاد استاب اند — رده XS (Extra Strong)
| NPS | OD (in / mm) | T (in / mm) | G (in / mm) | F (in / mm) | R (in / mm) |
|---|---|---|---|---|---|
| ½ | 0.84 / 21.3 | 0.147 / 3.7 | 1.38 / 35.0 | 0.19 / 4.8 | 0.06 / 1.6 |
| ¾ | 1.05 / 26.7 | 0.154 / 3.9 | 1.69 / 42.9 | 0.19 / 4.8 | 0.06 / 1.6 |
| 1 | 1.32 / 33.4 | 0.179 / 4.5 | 2.00 / 50.8 | 0.19 / 4.8 | 0.06 / 1.6 |
| 1¼ | 1.66 / 42.2 | 0.191 / 4.9 | 2.50 / 63.5 | 0.19 / 4.8 | 0.06 / 1.6 |
| 1½ | 1.90 / 48.3 | 0.200 / 5.1 | 2.88 / 73.0 | 0.25 / 6.4 | 0.06 / 1.6 |
| 2 | 2.38 / 60.3 | 0.218 / 5.5 | 3.50 / 88.9 | 0.31 / 7.9 | 0.12 / 3.2 |
| 2½ | 2.88 / 73.0 | 0.276 / 7.0 | 4.12 / 104.8 | 0.38 / 9.5 | 0.12 / 3.2 |
| 3 | 3.50 / 88.9 | 0.300 / 7.6 | 5.00 / 127.0 | 0.38 / 9.5 | 0.12 / 3.2 |
| 3½ | 4.00 / 101.6 | 0.318 / 8.1 | 5.50 / 139.7 | 0.38 / 9.5 | 0.12 / 3.2 |
| 4 | 4.50 / 114.3 | 0.337 / 8.6 | 6.19 / 157.2 | 0.44 / 11.1 | 0.12 / 3.2 |
| 5 | 5.56 / 141.3 | 0.375 / 9.5 | 7.31 / 185.7 | 0.44 / 11.1 | 0.12 / 3.2 |
| 6 | 6.63 / 168.3 | 0.432 / 11.0 | 8.50 / 215.9 | 0.50 / 12.7 | 0.12 / 3.2 |
| 8 | 8.63 / 219.1 | 0.500 / 12.7 | 10.62 / 269.7 | 0.56 / 14.3 | 0.12 / 3.2 |
| 10 | 10.75 / 273.1 | 0.500 / 12.7 | 12.75 / 323.9 | 0.62 / 15.9 | 0.12 / 3.2 |
| 12 | 12.75 / 323.9 | 0.500 / 12.7 | 15.00 / 381.0 | 0.69 / 17.5 | 0.12 / 3.2 |
| 14 | 14.00 / 355.6 | 0.500 / 12.7 | 16.25 / 412.8 | 0.75 / 19.1 | 0.12 / 3.2 |
| 16 | 16.00 / 406.4 | 0.500 / 12.7 | 18.50 / 469.9 | 0.75 / 19.1 | 0.12 / 3.2 |
| 18 | 18.00 / 457.2 | 0.500 / 12.7 | 21.00 / 533.4 | 0.88 / 22.2 | 0.12 / 3.2 |
| 20 | 20.00 / 508.0 | 0.500 / 12.7 | 23.00 / 584.2 | 0.88 / 22.2 | 0.12 / 3.2 |
| 24 | 24.00 / 609.6 | 0.500 / 12.7 | 27.25 / 692.2 | 0.88 / 22.2 | 0.12 / 3.2 |
- ضخامت دیواره (T) در رده XS بهطور قابلتوجهی بیشتر از رده STD است.
- قطر گرد (G) و طول گرد (F) در هر دو رده یکسان هستند.
- رده XS برای فشارهای بالاتر و سیستمهای با نیاز به استحکام بیشتر استفاده میشود.
۷. مقایسه مهندسی ردههای STD و XS
| NPS | STD — T (mm) | XS — T (mm) | افزایش ضخامت (%) |
|---|---|---|---|
| ½ | 2.8 | 3.7 | 32% |
| ¾ | 2.9 | 3.9 | 34% |
| 1 | 3.4 | 4.5 | 32% |
| 1¼ | 3.6 | 4.9 | 36% |
| 1½ | 3.7 | 5.1 | 38% |
| 2 | 3.9 | 5.5 | 41% |
| 2½ | 5.2 | 7.0 | 35% |
| 3 | 5.5 | 7.6 | 38% |
| 4 | 6.0 | 8.6 | 43% |
| 6 | 7.1 | 11.0 | 55% |
| 8 | 8.2 | 12.7 | 55% |
| 10 | 9.3 | 12.7 | 37% |
| 12 | 9.5 | 12.7 | 34% |
نتیجهگیری:
— رده XS ضخامت دیواره بیشتری نسبت به رده STD دارد (افزایش ۳۲ تا ۵۵ درصد).
— قطر گرد (G) و طول گرد (F) در هر دو رده یکسان هستند و تنها ضخامت دیواره تغییر میکند.
— انتخاب بین STD و XS بر اساس فشار طراحی، دمای کاری و کد طراحی انجام میشود.
۸. مواد (Materials)
| استاندارد ASTM | نوع ماده | دمای کاری معمول | کاربرد |
|---|---|---|---|
| A105 | فولاد کربنی (Carbon Steel) | تا ۴۲۵ درجه سانتیگراد | کاربردهای عمومی |
| A234 WPB | فولاد کربنی | تا ۴۲۵ درجه سانتیگراد | اتصالات جوشی |
| A350 LF2 | فولاد کربنی با چقرمگی بالا | تا ۴۵۰- درجه سانتیگراد | دمای پایین (Cryogenic) |
| A182 F304 | فولاد ضدزنگ آستنیتی | تا ۸۰۰ درجه سانتیگراد | محیطهای خورنده |
| A182 F316 | فولاد ضدزنگ آستنیتی | تا ۸۰۰ درجه سانتیگراد | محیطهای کلریدی |
۹. کاربردهای صنعتی
🔹 صنایع و کاربردها
- نفت و گاز (Oil & Gas)
- پتروشیمی (Petrochemical)
- نیروگاهها (Power Plants)
- صنایع شیمیایی (Chemical Plants)
- سیستمهای آب و فاضلاب
- سیستمهای با نیاز به جداسازی مکرر
- سیستمهای با نیاز به چرخش فلنج
🔸 مزایای استفاده
- قابلیت جداسازی: فلنج گردان بهراحتی باز و بسته میشود.
- چرخش فلنج: فلنج میتواند بچرخد تا پیچها تراز شوند.
- اقتصادی: هزینه کمتر نسبت به فلنجهای یکپارچه.
- تعویض آسان: در صورت آسیب، فقط فلنج تعویض میشود.
۱۰. نصب استاب اند
مراحل نصب
- آمادهسازی لوله: برش و پخزنی (Beveling) انتهای لوله بر اساس ASME B16.25
- جوش استاب اند به لوله: اجرای جوش لببهلب با رویه جوشکاری معتبر (WPS)
- قرار دادن فلنج گردان: فلنج گردان روی استاب اند قرار میگیرد
- بررسی تراز: اطمینان از تراز بودن سطح گرد (Lap Face)
- اتصال به فلنج دیگر: اتصال با پیچ و مهره
سطح گرد (Lap Face) استاب اند باید کاملاً صاف و بدون آسیب باشد تا بتواند با فلنج گردان آببندی مناسبی ایجاد کند.
۱۱. بازرسی استاب اند
بازرسی ابعادی
- بررسی OD (قطر خارجی)
- بررسی ضخامت دیواره (T)
- بررسی قطر گرد (G)
- بررسی طول گرد (F)
- بررسی شعاع (R)
بازرسی کیفیت سطح
- بررسی کیفیت سطح گرد (Lap Face)
- بررسی کیفیت جوش
- بررسی یکنواختی
- بررسی علائم و شماره حرارت
۱۲. سوالات متداول
استاب اند (Stub End) یک اتصال جوشی لببهلب است که در ترکیب با فلنج گردان (Lap Joint Flange) استفاده میشود و یک سطح صاف برای اتصال فلنج ایجاد میکند.
استاندارد مرجع ASME B16.9 با عنوان "Factory-Made Wrought Steel Butt-Welding Fittings" است.
رده XS (Extra Strong) دارای ضخامت دیواره بیشتر نسبت به رده STD (Standard) است و برای فشارهای بالاتر استفاده میشود. قطر گرد (G) و طول گرد (F) در هر دو رده یکسان هستند.
G یا قطر گرد (Lap Diameter)، قطر سطح صاف (Lap Face) است که فلنج گردان روی آن قرار میگیرد و مطابق با ASME B16.5 تعیین میشود.
F یا طول گرد (Lap Length)، طول بخش گرد (Lap) است که با فلنج تماس دارد و برای ایجاد سطح تماس کافی با فلنج ضروری است.
مواد رایج شامل ASTM A105 (فولاد کربنی)، ASTM A234 WPB (اتصالات فولاد کربنی)، A350 LF2 (دمای پایین) و A182 F304/F316 (فولاد ضدزنگ) هستند.
بله، استاب اند با جوش لببهلب (Butt Weld) به لوله متصل میشود.
خیر، فلنج گردان به استاب اند جوش داده نمیشود. فلنج گردان روی استاب اند قرار میگیرد و میتواند آزادانه بچرخد.
استاب اند در ترکیب با فلنج گردان استفاده میشود که میتواند بچرخد و هزینه کمتری دارد. فلنج یکپارچه (Weld Neck) به لوله جوش داده میشود و هزینه بیشتری دارد اما استحکام بالاتری دارد.
در سیستمهایی که نیاز به جداسازی مکرر، چرخش فلنج برای تراز کردن پیچها و کاهش هزینه دارند، مانند صنایع نفت، گاز، پتروشیمی و نیروگاهی.
۱۳. جمعبندی
استاب اند (Stub End) یکی از اتصالات کاربردی در سیستمهای پایپینگ است که در ترکیب با فلنج گردان (Lap Joint Flange)، راهحلی اقتصادی و کارآمد برای سیستمهای نیازمند جداسازی و چرخش فلنج فراهم میکند. استاندارد ASME B16.9 ابعاد دقیق این اتصال را برای ردههای STD و XS مشخص کرده است.
در این مقاله، به بررسی جامع ابعاد استاب اند فولاد کربنی پرداختیم. موضوعات پوششدادهشده شامل تعریف، پارامترهای ابعادی، جداول ابعاد STD و XS، مقایسه مهندسی، مواد، کاربردها و نکات نصب بود.
نکته کلیدی: انتخاب رده مناسب (STD یا XS) بر اساس فشار طراحی، دمای کاری و کد طراحی انجام میشود. همواره به آخرین نسخه استاندارد ASME B16.9 و کدهای طراحی مربوطه مراجعه کنید.
منابع و استانداردهای مرجع
-
ASME B16.9 — Factory-Made Wrought Steel Butt-Welding Fittings
استاندارد اصلی ابعاد استاب اند
https://www.asme.org/.../b16-9-factory-made-wrought-buttwelding-fittings -
ASME B16.5 — Pipe Flanges and Flanged Fittings
ابعاد فلنج گردان (Lap Joint Flange)
https://www.asme.org/.../b16-5-pipe-flanges-flanged-fittings -
ASME B31.3 — Process Piping
کد طراحی لولهکشی فرآیندی
https://www.asme.org/.../asme-b31-3-process-piping-design
مقالات مرتبط
آخرین بهروزرسانی: مرداد ۱۴۰۴
💬 نیاز به مشاوره فنی دارید؟
اگر پس از مطالعه این مقاله هنوز سوالی دارید، سوال فنی خود را برای مهندسین ایران اتصال آسیا ارسال کنید.
کارشناسان ما در اسرع وقت به درخواست شما رسیدگی خواهند کرد.
چرا ایران اتصال آسیا؟