工程筆記:焊接鋼管與無縫鍛造鋼管的製程、規格與選用差異

前言:為什麼整理焊接鋼管與無縫鍛造鋼管差異?

在工程材料選用與規格查詢時,焊接鋼管與無縫鍛造鋼管經常被混用,
但兩者在製程、尺寸標示、規範依據與實務應用上存在明顯差異。

這篇文章是我在整理工程資料與建立管材資料庫時的*個人技術筆記*,
內容聚焦於鋼管尺寸、重量與 ASME 規範(如 B36.10M)的對照整理,
並記錄將規格資料結構化、資料庫化的過程,方便日後查詢與重複使用。

為什麼要整理鋼管規格資料?

資料不整理就沒有價值。

從開始整理《壓寶計劃》時,就有個聲音在一直回盪:資料不整理就沒有價值。
例如每次要找管材的尺寸和厚度時,就必須回頭翻閱資料,既耗時又容易打亂思路。
因此便希望讓電腦發揮它擅長的工作,把手邊的資料整理成可重複使用的資料庫。

過去收集的工程資料與規範書籍,正好可以在這個階段派上用場。

鋼管尺寸與重量的規格差異(NPS、DN 與 ASME 規範)

ASME 的設計法規對台灣工程人員而言,較不方便之處在於其規格寫法。
以管子為例,美加地區仍以英制單位為主,因此管子的標稱名稱也以英制為基礎。

例如,美國習慣單位(customary units)中:

- 管子 = NPS 2 Sch.40  
- 外徑 = 2.375 英吋(in.)  
- 壁厚 = 0.154 英吋(in.)  
- 單位長度重量 = 3.66 磅/英呎(lb/ft)

而在 SI 制中,則表示為:

- DN50 Sch.40  
- 外徑 = 60.3 毫米(mm)  
- 壁厚 = 3.91 毫米(mm)  
- 重量 = 5.44 公斤/公尺(kg/m)

依照現場經驗,師傅常以「英吋」、「2 分」、「3 分管」來稱呼
NPS 1、NPS 1/4 與 NPS 3/8 的管材,但更詳細的規格仍需查表。
混亂的稱呼與複雜的尺寸對照,很容易在取料或設計時造成錯誤。

若能透過資料庫與網站工具輔助,可有效縮小資訊落差。

ASME B36.10M 規範資料庫的設計構想 

以下是我在建立 ASME B36.10M 管材資料庫時,
實際使用的關聯資料表結構,用於整理 NPS、DN、壁厚與重量之間的對應關係,
以利程式查詢與後續應用。

ASME B36.10M 關聯資料表設計

 
ASME B36.10 資料庫關係圖 

系統定義

 ;;; lisp

(defsystem "db_b36_10_2022"
    :version "0.0.1"
    :author "Colin Lo"
    :license "GPL3"
    :depends-on ("mito" "cffi")
    :components ((:module "src"
                  :components
                  ((:file "main"))))
    :description "ASME B36-10-2022 Database"
    :in-order-to ((test-op (test-op "db_B36_10_2022/tests"))))

套件與資料表定義

;;; lisp

(uiop:define-package db_b36_10_2022
    (:use #:cl #:mito #:sxql))
  (in-package #:db_b36_10_2022)


  (mito:deftable nominalpipe ()
    ((nps :col-type :text)
     (dn :col-type :text)
     (outside-diameter-in :col-type :real)
     (outside-diameter-mm :col-type :real))
    (:record-timestamps nil)
    (:unique-keys (nps dn)))

  (mito:deftable wall-thickness-weight ()
    ((nominalpipe :col-type nominalpipe)
     (wall-thickness-in :col-type :real)
     (wall-thickness-mm :col-type :real)
     (weight-lb-ft :col-type :real)
     (weight-kg-m :col-type :real))
    (:record-timestamps nil)
    (:unique-keys id))

  (mito:deftable schedule-no ()
    ((no :col-type :text))
    (:record-timestamps nil)
    (:unique-keys no))
 
  (mito:deftable pipe-schedule-no ()
    ((schedule-no :col-type schedule-no)
     (wall-thickness-weight :col-type wall-thickness-weight))
    (:record-timestamps nil)
    (:unique-keys wall-thickness-weight))

  (mito:deftable indentification ()
    ((identifier :col-type :text))
    (:record-timestamps nil)
    (:unique-keys IDENTIFIER))
 
  (mito:deftable pipe-indentification ()
    ((indentification :col-type indentification)
     (wall-thickness-weight :col-type wall-thickness-weight))
    (:record-timestamps nil)
    (:unique-keys wall-thickness-weight))

個人整理備註

 在實務查閱規範時發現,不同文件對於管材名稱
(例如 wrought steel pipe)的用語與分類方式並不完全一致。
因此在實際工程應用時,仍需回到所引用的設計法規與版本進行確認。

本筆記主要作為工程規格整理與資料庫設計用途,
同時也作為日後查詢與重複使用的技術紀錄。

留言

這個網誌中的熱門文章

壓力容器設計:最低設計金屬溫度 (MDMT)

壓寶計劃:如何設計桶槽的容積刻度尺/ How to design the volume scale of the barrel tank

計算碟形端板的內容積/calculate internal volume of spherically dished