DR หรือ SDR (Dimension Ratio) คือเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกหารด้วยความหนาผนังต่ำสุด ค่ายิ่งน้อยผนังยิ่งหนา การเลือก DR สำหรับงาน HDD ตามคู่มือ PPI ต้องผ่าน 3 เงื่อนไข: (1) รับแรงดันใช้งานภายในได้ (2) รับแรงดิน น้ำใต้ดิน และแรงจากผิวดินระยะยาวได้ (3) รับแรงดึง แรงดันภายนอก และแรงดัดตอนดึงท่อกลับได้ DR สุดท้ายคือค่าที่ผ่านทั้งสาม
ลำดับการเลือก
- เริ่มจากแรงดันภายในเลือก DR จากแรงดันใช้งาน แรงกระแทก (Surge) และสุญญากาศ เหมือนการออกแบบท่อทั่วไป
- ตรวจแรงภายนอกระยะยาวดิน น้ำใต้ดิน และน้ำหนักจรบนผิว ต้องไม่ทำให้ท่อเสียรูปเกินเกณฑ์หรือยุบตัว
- ตรวจแรงตอนติดตั้งแรงดึง แรงดันน้ำโคลนภายนอก และแรงดัดตามแนวโค้ง ถ้าไม่ผ่าน เลือก DR ต่ำลง (ท่อหนาขึ้น)
คู่มือ PPI ระบุว่าโดยทั่วไปแรงดันภายในกับแรงภายนอกพิจารณาแยกกันได้ เพราะ PE เป็นวัสดุเหนียวที่การวิบัติขึ้นกับความเค้นเฉลี่ย และแรงดันภายในยังช่วยดันท่อให้กลับกลมขึ้น ข้อยกเว้นคือ สุญญากาศภายใน ที่ต้องรวมกับแรงดันภายนอกเสมอ
ขีดจำกัดของท่อเมื่อรับแรงภายนอก
แรงภายนอกทำให้เกิดสองอย่างพร้อมกัน คือแรงอัดรอบผนังท่อ ซึ่งมีขีดจำกัดเป็นการ ยุบตัว (Buckling) และการดัดของวงท่อจากแรงดินที่ไม่สม่ำเสมอ ซึ่งมีขีดจำกัดเป็น การเสียรูปเป็นวงรี (Ring Deflection) ทั้งสองขึ้นกับโมดูลัสของเนื้อ PE ซึ่งลดลงเมื่อรับแรงนาน ท่อจึงต้านแรงระยะสั้นได้ดีกว่าแรงระยะยาว
| DR / SDR | 21 | 17 | 15.5 | 13.5 | 11 | 9 | 7.3 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| งานไม่มีแรงดัน (%) | 7.5 | 7.5 | 7.5 | 7.5 | 7.5 | 7.5 | 7.5 |
| งานท่อแรงดัน (%) | 7.5 | 6.0 | 6.0 | 6.0 | 5.0 | 4.0 | 3.0 |
ค่าการเสียรูปออกแบบระยะยาวที่ยอมให้ (% ของเส้นผ่านศูนย์กลาง) สำหรับท่อ PE ที่ติดตั้งด้วย HDD ตามตารางในคู่มือ PPI Chapter 12
ตอนติดตั้ง: แรงดึงกับแรงดันน้ำโคลน
ระหว่างดึง รูเจาะเต็มไปด้วยน้ำโคลนที่หนักกว่าน้ำ แรงดันน้ำโคลนกดท่อจากภายนอก และแรงดึงตามแนวแกนยังลดความต้านทานการยุบตัวของท่อลงอีก ท่อน้ำดีแก้ได้ด้วยการเปิดปลายท่อหรือเติมน้ำในท่อ แต่ท่อร้อยสายไฟเติมน้ำไม่ได้ ท่อร้อยสายที่ลอดลึกจึงควรใช้ DR ต่ำกว่าที่คนทั่วไปคาด คู่มือยังระบุว่าถ้าดึงปลายปิด จะเกิดแรงดันกระชากเล็กน้อยคล้ายลูกสูบ ซึ่งหายไปถ้าดึงด้วยความเร็วสม่ำเสมอหรือเปิดปลายท่อ
แรงบิดและอุณหภูมิ
ลูกหมุน (Swivel) ระหว่างหัวคว้านกับท่อช่วยตัดแรงบิดเกือบทั้งหมด สำหรับท่อผนังหนา SDR 17, 15.5, 11, 9 และ 7 คู่มือระบุว่าแรงบิดที่ส่งถึงท่อไม่มีนัยสำคัญ ส่วนความเค้นจากอุณหภูมิตามฤดูกาลก็มักไม่มีนัยสำคัญเช่นกัน เพราะเปลี่ยนช้ามาก
คำถามที่พบบ่อย
SDR 11 กับ SDR 17 ต่างกันอย่างไร
ท่อหนาขึ้นแล้วแรงดึงจะเพิ่มไหม
ข้อมูลเชิงเทคนิคในหน้านี้เรียบเรียงจาก PPI Handbook of Polyethylene Pipe, Chapter 12 – Horizontal Directional Drilling (Plastics Pipe Institute) ร่วมกับประสบการณ์หน้างานของทีมตะวันไพพ์ ตัวเลขในคู่มือเป็นแนวทางเบื้องต้น งานจริงต้องให้วิศวกรประเมินตามสภาพดินและข้อกำหนดของเจ้าของโครงการ เอกสารอ้างอิงเพิ่มเติม: ASTM F1962, ASCE MOP 108 และ NASTT HDD Good Practices Guidelines