ท่อชุบสังกะสีขนาดใดที่ใช้ในการส่งน้ำ

ความเข้าใจเกี่ยวกับขนาดท่อแบบนามธรรม (NPS) และมิติของท่อชุบสังกะสี

ขนาดท่อมาตรฐาน (NPS) คืออะไร?

ระบบขนาดท่อตามค่าศูนย์กลาง หรือที่รู้จักกันทั่วไปในชื่อ NPS เป็นวิธีการวัดมาตรฐานที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในทวีปอเมริกาเหนือ เพื่อจัดจำแนกท่อตามมิติด้านภายใน แทนที่จะวัดจากภายนอก ตัวอย่างเช่น ท่อสังกะสีขนาด 2 นิ้วทั่วไปที่ระบุว่า NPS 2 แม้ว่าขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางด้านในจะอยู่ที่ประมาณ 2 นิ้วตามที่คาดไว้ แต่ขนาดภายนอกจริงจะอยู่ที่ประมาณ 2.375 นิ้ว เนื่องจากต้องมีเนื้อวัสดุสำหรับผนังท่อเอง มาตรฐานประเภทนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งเมื่อถึงเวลาต่อประกอบชิ้นส่วนต่างๆ ของระบบประปา ช่างประปาสามารถเลือกใช้อุปกรณ์ต่อท่อน้ำ เช่น วาล์ว ข้อศอก ข้อต่อแยกทาง และอุปกรณ์อื่นๆ ได้อย่างง่ายดาย โดยไม่ต้องกังวลเกี่ยวกับขนาดที่ไม่ตรงกัน เพราะทุกคนปฏิบัติตามมาตรฐานอุตสาหกรรมเดียวกันนี้ ซึ่งมีการใช้งานกันมาเป็นเวลาหลายทศวรรษแล้ว

ความสัมพันธ์ระหว่าง NPS กับเส้นผ่านศูนย์กลางจริงของท่อสังกะสี

ตัวเลข NPS ไม่ได้ตรงกับเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกจริง (OD) ของท่อที่เราเห็นจริง เมื่อพิจารณาท่อที่มีขนาดต่ำกว่า NPS 14 ผู้ผลิตจะออกแบบให้วัดขนาดภายนอกจริงได้มากกว่าขนาดชื่อเรียก (nominal size) โดยมีค่าที่เพิ่มขึ้นเป็นลำดับเฉพาะ เพื่อให้โครงสร้างมีความแข็งแรงสม่ำเสมอ ตัวอย่างเช่น ท่อชุบสังกะสีขนาดครึ่งนิ้ว NPS จะมีขนาดรอบวงประมาณ 0.84 นิ้ว ในขณะที่ท่อขนาดสี่นิ้ว NPS จะมีขนาดขวางประมาณ 4.5 นิ้ว การมาตรฐานนี้ช่วยรักษาระดับแรงดันที่คงที่ในช่วงประมาณ 150 ถึง 300 PSI เนื่องจากอนุญาตให้มีความหนาของผนังต่างกัน ขึ้นอยู่กับว่าเป็นท่อแบบ schedule 40 หรือ schedule 80 ซึ่งเข้าใจได้ดี เพราะผนังที่หนากว่าสามารถรองรับแรงดันสูงได้อย่างปลอดภัย

ตารางขนาดท่อชุบสังกะสีมาตรฐาน: ตั้งแต่ขนาด 1/2 นิ้ว ถึง 4 นิ้ว NPS

ท่อเหล็กชุบสังกะสีปฏิบัติตามมาตรฐานขนาดที่คาดเดาได้สำหรับการประยุกต์ใช้งานระบบจ่ายน้ำ:

ขนาดเหล่านี้ เมื่อรวมกับความหนาของผนังตามมาตรฐาน Schedule 40 หรือ 80 ช่วยให้เกิดสมดุลระหว่างความสามารถในการไหลและทนต่อการกัดกร่อน สนับสนุนประสิทธิภาพการใช้งานระยะยาวในระบบประปาทั้งสำหรับครัวเรือนและเทศบาล

ขนาดท่อชุบสังกะสีที่นิยมใช้ทั่วไปและการประยุกต์ใช้ในระบบประปา

ท่อชุบสังกะสีขนาดเล็ก (ขนาด 1/2 นิ้ว ถึง 1 นิ้ว) สำหรับงานประปาย่อยในอาคาร

ในบ้านที่สร้างก่อนยุคปี 1960 ช่างประปอมักติดตั้งท่อขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางระหว่างครึ่งนิ้วถึงหนึ่งนิ้ว (nominal pipe size) ทั่วทั้งบ้าน ขนาดมาตรฐานเหล่านี้ใช้งานได้ดีพอสมควรในการส่งน้ำไปยังอุปกรณ์ห้องน้ำต่างๆ เช่น อ่างล้างมือ โถสุขภัณฑ์ และฝักบัว โดยไม่ทำให้แรงดันน้ำลดลงมากเกินไปตามทางเดินของท่อ การต่อท่อแบบเกลียวบนท่อเก่าเหล่านี้ ทำให้สามารถติดตั้งได้แม้ในพื้นที่แคบ เช่น ด้านหลังผนังยิปซัมหรือใต้พื้นไม้ ซึ่งมีพื้นที่จำกัด ผู้เชี่ยวชาญส่วนใหญ่ในวงการทราบดีว่า ท่อเหล็กชุบสังกะสีโดยทั่วไปมีอายุการใช้งานประมาณสี่ทศวรรษก่อนจะต้องเปลี่ยนใหม่ แต่การสะสมของสนิมภายในท่อ มักทำให้อายุการใช้งานจริงสั้นลงอย่างมาก และยังส่งผลให้การไหลของน้ำช้าลงเรื่อยๆ ตามเวลาที่ผ่านไป

ท่อขนาดกลาง (1-1/4 ถึง 2 นิ้ว) สำหรับท่อสาขา

ท่อเหล็กชุบสังกะสีขนาดตั้งแต่ 1¼ ถึง 2 นิ้ว มีบทบาทสำคัญในระบบจัดจำหน่ายน้ำ โดยมักใช้สำหรับท่อแยกย่อยที่เชื่อมต่อท่อจ่ายหลักไปยังอุปกรณ์ต่างๆ ภายในอาคาร ท่อแนวตั้งที่วิ่งผ่านชั้นต่างๆ ในอาคารหลายชั้น และยังพบได้บ่อยในสถานประกอบการเชิงพาณิชย์ที่มีความต้องการน้ำสูงตามธรรมชาติ ท่อขนาดกลางเหล่านี้สามารถรองรับอัตราการไหลได้ตั้งแต่ 8 ถึง 15 แกลลอนต่อนาที ซึ่งถือเป็นจุดสมดุลที่เหมาะสมระหว่างความสามารถในการส่งน้ำได้เพียงพอและยังคงสะดวกต่อการติดตั้ง อย่างไรก็ตาม สิ่งที่ทำให้ท่อเหล่านี้โดดเด่นคือ ชั้นสังกะสีป้องกันบนพื้นผิว ซึ่งช่วยป้องกันปัญหาการสะสมของคราบหินปูนที่พบได้บ่อยในระบบท่อประปาเก่าที่ใช้งานมานานหลายทศวรรษโดยไม่ได้รับการบำรุงรักษาอย่างเหมาะสม

ท่อชุบสังกะสีขนาดใหญ่ (2 นิ้วขึ้นไป) สำหรับท่อจ่ายน้ำหลัก

รัฐบาลท้องถิ่นและโรงงานมักเลือกใช้ท่อชุบสังกะสีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางอย่างน้อย 2 นิ้ว เมื่อติดตั้งท่อน้ำหลัก เนื่องจากท่อเหล่านี้มีความทนทานยาวนาน และสามารถต้านทานความเสียหายจากการฝังใต้ดินหรือการถูกเปิดเผยต่อสภาพอากาศเลวร้ายได้ดี ท่อขนาดใหญ่เหล่านี้ถูกออกแบบมาเพื่อรองรับการไหลของน้ำในปริมาณมาก โดยทั่วไปสามารถส่งน้ำได้มากกว่า 50 แกลลอนต่อนาที ความสามารถในการจ่ายน้ำในระดับนี้ทำให้ท่อเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานที่สำคัญ เช่น ระบบดับเพลิง ซึ่งการเข้าถึงน้ำอย่างรวดเร็วมีความสำคัญที่สุด นอกจากนี้ยังเหมาะสำหรับใช้ในโรงงานผลิตที่ต้องการแหล่งน้ำอย่างต่อเนื่อง และโครงการที่อยู่อาศัยขนาดใหญ่ที่มีผู้พักอาศัยจำนวนมากซึ่งต้องพึ่งพาบริการน้ำที่มีความน่าเชื่อถือ

ปัจจัยสำคัญในการเลือกขนาดท่อชุบสังกะสีที่เหมาะสมสำหรับระบบประปา

ความต้องการแรงดันน้ำและอัตราการไหล

การเลือกขนาดท่อที่เหมาะสมมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการรักษาระดับแรงดันน้ำและอัตราการไหลให้ดีในระบบประปาของบ้านพักอาศัย โดยทั่วไป ท่อชุบสังกะสีขนาดครึ่งนิ้วจะส่งน้ำได้ประมาณ 4 ถึง 6 แกลลอนต่อนาที ภายใต้แรงดันระหว่าง 40 ถึง 60 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว (psi) ขณะที่ท่อขนาดหนึ่งนิ้วสามารถส่งน้ำได้ประมาณ 9 ถึง 12 แกลลอนต่อนาที ในกรณีที่ท่อมีขนาดใหญ่เกินไป ความเร็วของน้ำจะลดลงจนทำให้เกิดการสะสมของตะกอนตามกาลเวลา ตรงข้ามกัน ถ้าท่อเล็กเกินไป มักจะทำให้แรงดันน้ำลดลงมากกว่า 15 เปอร์เซ็นต์ ซึ่งเป็นสิ่งที่สังเกตเห็นได้ชัดเจนโดยเฉพาะในบ้านที่มีหลายชั้น สมาคมวิศวกรระบบประปาแห่งอเมริกา (American Society of Plumbing Engineers) ได้ระบุประเด็นนี้ไว้ในแนวทางปฏิบัติสำหรับการออกแบบที่เหมาะสม พ.ศ. 2565

การกำหนดขนาดท่อตามความต้องการของระบบและรูปแบบการใช้งาน

การเลือกขนาดท่อที่เหมาะสมมีความสำคัญอย่างมากต่อประสิทธิภาพของระบบ เส้นผ่านศูนย์กลางต้องสอดคล้องกับสิ่งที่เรียกว่า ความต้องการน้ำสูงสุด ซึ่งคำนวณจากจำนวนอุปกรณ์ที่จะใช้งานพร้อมกัน สำหรับระบบที่อยู่อาศัย บ้านส่วนใหญ่สามารถใช้ท่อชุบสังกะสีขนาด 2 นิ้วได้อย่างเหมาะสม ซึ่งรองรับได้ประมาณ 36 หน่วยของอุปกรณ์ ครอบคลุมอ่างล้างมือในห้องน้ำ ฝักบัว และสุขภัณฑ์ที่เราใช้กันทุกวัน แต่เมื่อขนาดของงานใหญ่ขึ้น เช่น ในอาคารเชิงพาณิชย์หรือร้านอาหาร ช่างประปาโดยทั่วไปจะเลือกใช้ท่อขนาด 3 นิ้ว เพราะจำเป็นต้องรองรับได้ถึง 90 หน่วยของอุปกรณ์ อย่างไรก็ตาม อย่าลืมพิจารณาสถานการณ์ที่ใช้งานต่อเนื่องด้วย สถานการณ์เหล่านี้มักต้องการท่อที่ใหญ่กว่า เพราะท่อขนาดเล็กอาจเกิดปัญหาในระยะยาวจากการไหลของน้ำที่มีความเร็วสูง ซึ่งก่อให้เกิดการกัดกร่อน โดยเฉพาะภายใต้สภาวะที่มีแรงดัน

ผลกระทบของการกัดกร่อนภายในต่อประสิทธิภาพในระยะยาว

ท่อชุบสังกะสีมีแนวโน้มที่จะแคบลงตามระยะเวลาหลายทศวรรษ เนื่องจากแร่ธาตุและสนิมสะสมอยู่ภายใน ทำให้การไหลของน้ำลดลง เส้นผ่านศูนย์กลางด้านในอาจลดลงได้ตั้งแต่ครึ่งมิลลิเมตรถึงเกือบ 1.5 มม. หลังจากใช้งานเพียง 20 ปี ซึ่งหมายความว่าน้ำต้องทำงานหนักขึ้นในการไหลผ่าน วิศวกรทราบดีว่าปรากฏการณ์นี้เกิดขึ้นอย่างค่อยเป็นค่อยไป จึงมักออกแบบระบบท่อแบบเดิมเหล่านี้ให้มีพื้นที่เผื่อสำรองไว้มากกว่าปกติ นั่นคือเหตุผลที่ระบบสายท่อชุบสังกะสีแบบดั้งเดิมโดยทั่วไปจะมีขนาดใหญ่กว่าประมาณ 12 ถึง 15 เปอร์เซ็นต์ เมื่อเทียบกับทางเลือกท่อใหม่ๆ เช่น ท่อทองแดงหรือท่อ PEX ซึ่งวัสดุเหล่านี้ไม่ประสบปัญหาการเสื่อมสภาพภายในแบบเดียวกัน

การมีอยู่ในปัจจุบันและการทดแทนท่อเหล็กชุบสังกะสี

การลดลงของการจัดหาท่อชุบสังกะสีใหม่: แนวโน้มของตลาด

ท่อเหล็กชุบสังกะสีสำหรับระบบประปาไม่ได้เป็นที่นิยมเหมือนในอดีตตั้งแต่ทศวรรษ 1980 เป็นต้นมา ซึ่งการผลิตเริ่มลดลงอย่างต่อเนื่อง ปัจจุบันบริษัทส่วนใหญ่หันไปใช้ทางเลือกอื่นที่ประหยัดทั้งเวลาและค่าใช้จ่ายมากกว่า แน่นอนว่าท่อแบบดั้งเดิมนี้อาจมีอายุการใช้งานประมาณ 40 ปี แต่ไม่มีใครต้องการยุ่งยากกับขั้นตอนการติดตั้งที่ซับซ้อนอีกต่อไป จึงเป็นเหตุผลว่าทำไมเราแทบไม่เห็นการใช้ท่อประเภทนี้ในบ้านหลังใหม่ที่สร้างขึ้นในปัจจุบัน จากตัวเลขล่าสุดของอุตสาหกรรม ท่อชุบสังกะสีมีสัดส่วนน้อยกว่า 5% ของการติดตั้งท่อน้ำทั้งหมดในทวีปอเมริกาเหนือ ความต้องการที่ยังหลงเหลืออยู่ส่วนใหญ่จึงมักจำกัดเฉพาะในโรงงานเก่าๆ หรือฟาร์มห่างไกลที่ไม่มีทางเลือกอื่นใดเหมาะสมเท่า

ความแตกต่างตามภูมิภาคในมาตรฐานและขนาดของท่อชุบสังกะสี

วิธีการกำหนดขนาดท่อแตกต่างกันไปในแต่ละประเทศ ซึ่งอาจก่อให้เกิดปัญหาเมื่อดำเนินโครงการที่ข้ามพรมแดนระหว่างประเทศ ในทวีปอเมริกาเหนือ ผู้คนส่วนใหญ่ใช้มาตรฐาน ASME B36.10M สำหรับขนาดท่อชุบสังกะสี ขณะที่ในยุโรปมักปฏิบัติตามแนวทาง ISO 65:1981 ความแตกต่างของมาตรฐานเหล่านี้ทำให้ขนาดท่อมีความคลาดเคลื่อนกันเล็กน้อยแต่มีความสำคัญระหว่างภูมิภาค ตัวอย่างเช่น ท่อขนาดชื่อ (Nominal Pipe Size) 2 นิ้ว ตามมาตรฐาน ISO เส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกจะวัดได้ 60.3 มิลลิเมตร แต่ในพื้นที่ที่ใช้มาตรฐาน ASME จะมีขนาด 60.5 มม. แทน ด้วยเหตุจากความคลาดเคลื่อนเล็กน้อยเหล่านี้ วิศวกรจึงจำเป็นต้องตรวจสอบรายละเอียดเฉพาะทางอย่างรอบคอบเมื่อทำงานติดตั้งที่ครอบคลุมหลายประเทศ

อุปกรณ์ทดแทนท่อชุบสังกะสีที่นิยมใช้ในการก่อสร้างใหม่

ตามที่ระบุในคู่มือวัสดุประปาปี 2024 PEX ถูกใช้ในงานปรับปรุงระบบประปาในบ้านพักอาศัย 68% เนื่องจากมีความทนทาน ติดตั้งง่าย และทนต่อความเสียหายจากน้ำแข็งได้ดี แม้ว่าทองแดงจะยังคงเป็นทางเลือกที่นิยมสำหรับระบบจ่ายน้ำร้อน แม้มีต้นทุนสูงกว่า ในขณะที่ CPVC ถูกเลือกใช้ในสภาพแวดล้อมเฉพาะที่เกี่ยวข้องกับสารเคมีกัดกร่อน

คำถามที่พบบ่อย

ขนาดท่อมาตรฐาน (NPS) คืออะไร?

ขนาดท่อมาตรฐาน (NPS) เป็นหน่วยวัดมาตรฐานที่ใช้ในอเมริกาเหนือเพื่อจำแนกท่อโดยอิงจากขนาดภายในของท่อ มากกว่าขนาดภายนอก

ขนาดท่อชุบสังกะสีที่นิยมใช้ทั่วไปมีอะไรบ้าง?

ขนาดท่อชุบสังกะสีที่นิยมใช้ทั่วไป ได้แก่ ท่อขนาด 1/2 นิ้ว, 3/4 นิ้ว, 1 นิ้ว, 2 นิ้ว และ 4 นิ้ว ตามขนาดท่อมาตรฐาน (NPS)

เหตุใดการเลือกขนาดท่อที่เหมาะสมจึงมีความสำคัญ?

การเลือกขนาดท่อที่ถูกต้องช่วยให้สามารถรักษาระดับแรงดันน้ำและอัตราการไหลให้อยู่ในระดับที่เหมาะสม ป้องกันการสูญเสียแรงดันและการสะสมของตะกอนภายในระบบประปา

ทางเลือกอื่นแทนท่อเหล็กชุบสังกะสีมีอะไรบ้าง?

ทางเลือกอื่น ๆ ได้แก่ ท่อ PEX ทองแดง และ CPVC ซึ่งมีข้อดีแตกต่างกัน เช่น ความต้านทานการแข็งตัว ความต้านทานแบคทีเรีย และความต้านทานต่อคลอรีน ตามลำดับ