تنش حلقوي در تمام دیواره لوله مقدار ثابتی ندارد، بلکه مقدار آن در سطح داخلی لوله بیش از مقدار آن در سطح خارجی لوله است. این اختلاف در تنش حلقوي داخل و خارج لوله در مورد موادي که سفتی بیشتري دارند و در لوله هایی با دیواره ضخیم تر، افزایش می یابد. با این حال از مدت ها پیش در مورد لوله هاي ساخته شده از مواد گرمانرم – موادي که می دانیم سفتی بسیار کمتري از فلزات دارند

– از تغییر تنش حلقوي در ضخامت دیواره لوله صرفه نظر شده و ثابت فرض می شود. در چنین مواردي، استفاده از معادله تنش حلقوي دیواره نازك ۱ به نتایج راضی کننده اي منجر شده و بوسیله استانداردهاي موجود در زمینه لوله هاي گرمانرم، مورد استفاده قرار گرفته است.

این معادله که بیشتر با عنوان معادله ISO (سازمان بین المللی استاندارد: International Organization for Standardization ) شناخته می شود، چرا که توسط این سازمان براي لوله هاي گرمانرم مورد استفاده قرار گرفته است، به شرح زیر می باشد:

که در آن:

S = تنش حلقوي برحسب psi یا MPa

P = فشار داخلی بر حسب psi یا MPa

Dm = میانگین قطر بر حسب اینچ یا میلیمتر

t = حداقل ضخامت دیواره بر حسب اینچ یا میلیمتر

لوله هاي پلی اتیلن ممکن است با قطر خارجی ثابت (کنترل شده) ساخته شوند و یا در برخی موارد با قطر داخلی ثابت ساخته شوند، معادله بالا در استانداردهاي لوله هاي پلی اتیلن به یکی از شکل هاي زیر ظاهر می شود:

وقتی که لوله با قطر خارجی کنترل شده تولید گردیده است:

که در آن DO برابر با میانگین قطر خارجی است.

وقتی که لوله با قطر داخلی کنترل شده تولید گردیده است:

که در آن Di برابر با میانگین قطر داخلی است.

به منظور طراحی لوله هاي تحت فشار، درجه بندي فشار لوله ( PR ) بوسیله تنش طراحی هیدرواستاتیک ( HDS ) آن حاصل می شود که مربوط به ماده اولیه اي است که لوله از آن ساخته شده است. بنابراین می توان معادله ( ۵- ۲) را بر حسب HDS به صورت زیر مرتب کرد:

که در آن PR درجه بندي فشار ( psi یا MPa ) و HDS تنش طراحی هیدرواستاتیک ( psi یا MPa ) است.

و معادله ( ۵- ۳) تبدیل می شود به:

به عبارت Do/t ، نسبت ابعادي قطر خارج یو به عبارت Di/t نسبت ابعادي قطر داخلی می گویند. در استانداردهاي لوله هاي پلی اتیلن متداول است، نسبت هاي فوق در قالب تعداد معدودي از نسبت هاي استاندارد محدود می شود. عبارات و مخفف هاي بکار رفته در استاندارد ASTM براي چنین مواردي عبارت است از:

– نسبت ابعادي استاندارد ( SDR: Standard Dimension Ratio ) براي نسبت ابعادي استاندارد Do/t

– نسبت قطر داخلی استاندارد ( SIDR: Standard Internal Diameter Ratio ) براي نسبت ابعادي استاندارد Di/t

قطر استاندارد

مشخصات استاندارد لوله هاي پلی اتیلن تعیین کننده ساخت لوله با قطر داخلی ثابت (کنترل شده) و یا قطر خارجی ثابت است. سیستم هایی که قطر داخلی را کنترل می کنند براي تولید لوله هاي با قطرهاي کم کاربرد دارند. این لوله ها هنگام استفاده از اتصالات الحاقی (اتصالاتی که با قرار دادن بخشی از آن ها یا تمام آن ها در درون لوله، نصب می شوند) مورد نظر است و می بایست اندازه قطر داخلی لوله بطور مستقل از ضخامت دیواره آن، مشخص باشد، بکار گرفته می شوند. لوله هایی که قطر خارجی ثابت دارند با اتصالاتی به کار می روند که براي آن ها قطر خارجی لوله، مستقل از ضخامت دیواره آن، باید مقداري ثابت باشد.

یک استاندارد متداول در درجه بندي قطر داخلی، SIDR ، وجود دارد که بر اساس طبقه بندي ۱ قطر داخلی لوله هاي آهنی ( ۲(IPS شکل گرفته است. اما ۴ استاندارد متداول براي درجه بندي قطر خارجی وجود دارد که به شرح زیر هستند:

– قطر خارجی مشخص شده شده مطابق با طبقه بندي لوله هاي آهنی ( (IPS

– قطر خارجی مشخص شده مطابق با لوله هاي آهنی چقرمه ( (DIPS

– قطر خارجی مشخص شده مطابق با اندازه تیوب هاي مسی ( (CTS

– قطر خارجی مشخص شده توسط سازمان بین المللی استاندارد ( ۱/ (ISO 161

معمولا اتفاق آرا درباره یک استاندارد، موجب پذیرش سیستم قراردادي درجه بندي می شود.