Bez wątpienia wszystkim wiadomo, że ludzkość od początku swojego istnienia stale korzysta z różnych systemów pomiaru odległości (długości), czasu, masy oraz innych wielkości.

Różne kultury i narody stosowały odmienne sposoby pomiaru. Były to stopy, jardy, mile (morskie i lądowe, których długość, nawiasem mówiąc, jest różna), łokcie, milimetry, palce, cale itp.

W kontekście naszej specjalizacji — pomp, uszczelnień mechanicznych, armatury odcinająco-regulacyjnej — przyjrzyjmy się niektórym cechom stosowania jednostek miary długości.

Obecnie najbardziej rozpowszechnione są dwa systemy miar — system metryczny (czyli Międzynarodowy Układ Jednostek SI, oparty na metrze i odpowiednio milimetrze jako jego części składowej) oraz system angielski miar (Common System), którego podstawą jest cal.

System angielski do dziś jest szeroko stosowany w USA, Kanadzie, Japonii oraz oczywiście w ojczyźnie cala — Wielkiej Brytanii. System metryczny używany jest w Europie oraz w większości krajów świata, w tym również na Ukrainie.

Wraz z rozwojem nauki, techniki i handlu pojawiła się potrzeba „powiązania” cali z milimetrami.

W 1930 roku Brytyjski Instytut Normalizacyjny przyjął wartość cala — 1 cal = 25,4 mm.

Międzynarodowym oznaczeniem cala jest symbol in. W praktyce często oznacza się go podwójnym cudzysłowem — „””.

Wydawałoby się, że problem został rozwiązany. Choć liczba 25,4 nie jest zbyt wygodna do przeliczania cali na milimetry i odwrotnie, przy użyciu kalkulatora poradzi sobie z tym nawet uczeń szkoły podstawowej.

Ale jest jedno ALE!

Jeśli nagle zajdzie potrzeba naprawy instalacji sanitarnej w mieszkaniu i kupisz w sklepie hydraulicznym złączkę do łączenia rur o rozmiarze, na przykład, 3/4" i zmierzysz jej średnicę zewnętrzną, z zaskoczeniem stwierdzisz, że wynosi ona około 26 mm (patrz zdjęcie poniżej).

Nypel 3/4’’

Logicznie rzecz biorąc, jeśli 1’’ = 25,4 mm, to 25,4 × 3/4 (0,75) = 19,05 mm. Skąd więc wzięło się 26 mm? Czy sprzedawca się pomylił? W rzeczywistości nie ma tu żadnego błędu. Niezależnie od tego, gdzie kupisz taką złączkę, jej średnica zewnętrzna będzie wynosić około 26 mm. Natomiast zaślepka lub nypl o rozmiarze 1’’ będzie miał średnicę około 33 mm (choć logicznie powinna ona wynosić 25,4 mm).

Aby wyjaśnić tę rozbieżność, warto cofnąć się do czasów, gdy dopiero rozpoczynała się produkcja metalowych rur. Ponieważ wynalazcą przemysłowej metody wytwarzania rur z blachy był angielski inżynier James Russell, do określania wymiarów rurociągów stosowano jednostki angielskie — cale. Ponadto (i to jest najważniejsze!) w calach mierzono średnicę wewnętrzną rury, a nie zewnętrzną.

Jest to bardzo wygodne przy obliczaniu przepustowości rurociągu, czyli do obliczeń hydraulicznych. Grubość ścianki mogła się nieznacznie różnić, a więc średnica zewnętrzna była inna, natomiast średnica przepływu zawsze miała stałą wartość wyrażoną w calach — 1/2’’, 3/4’’, 1’’ itd.

Jeśli zmierzymy średnicę wewnętrzną tej samej złączki, zobaczymy wartość około 20 mm (w zależności od producenta wymiar ten może wahać się od 19 do 21 mm). Właśnie ten rozmiar odpowiada 3/4’’.

Ponieważ rury musiały być łączone, na ich końcach nacinano gwint rurowy (dokładnie angielski gwint calowy). Historycznie przyjęło się, że ten gwint zaczęto nazywać „calowym” i oznaczać go według rozmiaru wewnętrznego przelotu rury.

Oczywiste jest więc, że do wykonania gwintu potrzebna jest odpowiednia grubość ścianki, ponieważ niemożliwe jest nacięcie gwintu o rzeczywistym rozmiarze 3/4’’ (czyli 19,05 mm) na rurze o takim samym wymiarze wewnętrznym. W naszym przypadku grubość ścianki dla tego rozmiaru wynosi 3,5 mm. Zatem: 19,05 + 3,5 + 3,5 = 26,05 mm.

Oznacza to, że jeśli kupisz w sklepie hydraulicznym złączkę o rozmiarze 3/4’’, jej średnica zewnętrzna będzie wynosić około 26 mm, dla 1/2’’ — około 21 mm, a dla 1’’ — około 33 mm.

W poniższej tabeli można zapoznać się z innymi najczęściej stosowanymi średnicami rurociągów.

Jak widać, w pierwszej kolumnie po lewej stronie podano tzw. średnicę nominalną rurociągu (czyli umowną średnicę wewnętrzną rury).

Nazywana jest ona umowną, ponieważ rura może mieć różną grubość ścianki, a tym samym pole przekroju poprzecznego może się nieco różnić.

Jeśli podzielimy tę wartość przez 1 cal (25,4 mm), otrzymamy właśnie te cale angielskie, którymi oznacza się złączki hydrauliczne.

Czyli: 20 / 25,4 = 0,78 (3/4 cala), 25 / 25,4 = 0,98 (1 cal), 32 / 25,4 = 1,26 (1,25 cala lub 1 ¼ cala).

W kolumnie po prawej stronie podana jest rzeczywista średnica zewnętrzna rury w milimetrach.

Na tę cechę cali rurowych oraz ich faktyczną niezgodność z milimetrami należy zwracać uwagę przy doborze pomp oraz elementów łączących do ich podłączenia i orurowania.