Guida completa alla pianificazione delle tubazioni: da SCH 5S a SCH XXS

Cos'è la pianificazione dei tubi? Spiegazione della classificazione dello spessore della parete del tubo

Pipe Schedule (SCH) è il sistema standardizzato di designazione dello spessore delle pareti per tubi in acciaio, definito da ASME B36.10 per tubi in acciaio al carbonio e legato e ASME B36.19 per tubi in acciaio inossidabile. Il sistema di pianificazione è stato sviluppato per fornire un metodo sistematico per specificare gli spessori delle pareti dei tubi per diverse dimensioni nominali, garantendo l'intercambiabilità e la capacità di pressione prevedibile. Quanto più alto è il numero della scheda, tanto più spessa sarà la parete del tubo per un dato diametro nominale.

L'origine del sistema di numerazione del programma si riferisce alla formula approssimativa della pressione nominale: Sch=1000 x P/S, dove P è la pressione interna consentita in psi e S è la sollecitazione consentita delle fibre in psi. Ad esempio, SCH 40 è stato originariamente progettato per una pressione di esercizio di 400 psi con un livello di stress di 10.000 psi. Sebbene i moderni valori di sollecitazione ammissibili siano cambiati, i numeri della pianificazione rimangono designazioni standardizzate. Comprendere questa relazione è fondamentale per gli ingegneri quando selezionano i tubi per condizioni specifiche di pressione e temperatura.

Lo spessore della parete determina direttamente la capacità di contenimento della pressione del tubo. Una parete più spessa fornisce una pressione nominale più elevata ma aumenta peso e costi. Il sistema di pianificazione consente agli ingegneri di selezionare l'equilibrio ottimale tra capacità di pressione ed economia. Per calcoli dettagliati sulla valutazione della pressione, fare riferimento alla nostra Guida alla valutazione della pressione del tubo.

Grafico completo della pianificazione delle tubazioni (SCH 5S - SCH XXS)

Tubo di piccolo diametro (1/2" - 4")

Tubo a diametro medio (6" - 24")

Tubo di grande diametro (26" - 48")

Per tubi più grandi di 24", il sistema di pianificazione cambia. Lo spessore della parete è specificato come SCH 20, SCH 30, SCH 40, SCH 60, SCH 80 e SCH 100. Queste dimensioni più grandi sono generalmente prodotte come tubi saldati (LSAW o SSAW) poiché la produzione senza giunture diventa impraticabile sopra il diametro esterno di 24". I valori dello spessore delle pareti per tubi di grande diametro sono meno standardizzati e gli acquirenti devono fare riferimento alle specifiche di progetto specifiche. ManufacturerPipe fornisce tubi di grande diametro fino a 48" di diametro esterno con spessori di parete da 6,35 mm a 25,4 mm.

Confronto dettagliato SCH 40 vs SCH 80

SCH 40 è la schedula delle tubazioni più comunemente specificata nelle applicazioni industriali. È equivalente alla storica designazione dello spessore della parete "Standard" (STD) per dimensioni fino a 10", sebbene sopra i 10" STD abbia uno spessore della parete diverso da SCH 40. SCH 40 fornisce un'adeguata capacità di pressione per la maggior parte delle applicazioni di servizio generali e offre il miglior valore complessivo in termini di rapporto resistenza- rispetto-peso. È specifico per sistemi idrici, aria compressa, vapore (pressione da bassa a moderata) e applicazioni strutturali generali.

SCH 80, storicamente noto come "Extra Strong" (XS) per le dimensioni più piccole, fornisce pareti più spesse di circa il 30-80% rispetto a SCH 40 a seconda delle dimensioni. Questo maggiore spessore della parete si traduce direttamente in pressioni di esercizio più elevate. Ad esempio, un tubo in acciaio al carbonio SCH 80 da 2 pollici ha una pressione di esercizio circa 1,5 volte quella di SCH 40. SCH 80 è selezionato per sistemi idraulici ad alta pressione, linee del vapore superiori a 300 psi, condizioni di servizio severe e dove è richiesta una tolleranza aggiuntiva alla corrosione. La penalità in termini di peso è significativa: SCH 80 costa tipicamente il 40-80% in più rispetto a SCH 40 per la stessa dimensione nominale a causa del materiale aggiuntivo.

Riferimento rapido per la pianificazione comune

SCH 5S/10Ssono le schedula a parete più sottile, utilizzate principalmente per tubi in acciaio inossidabile in applicazioni sanitarie a bassa pressione e nella lavorazione alimentare. Il suffisso "S" indica che queste pianificazioni sono specifiche dello standard ASME B36.19 per l'acciaio inossidabile. SCH 5S è comune nelle linee dei prodotti lattiero-caseari e delle bevande in cui la velocità del flusso è moderata e la pressione è bassa. SCH 10S fornisce una resistenza leggermente maggiore pur rimanendo leggero e facile da saldare. Queste schedulazioni a parete sottile-non vengono generalmente utilizzate per tubi in acciaio al carbonio in applicazioni a pressione.

SCH 40/STDè lo spessore della parete-standard del settore per le tubazioni industriali generiche. Rappresenta il miglior equilibrio tra capacità di pressione, peso e costo per la maggior parte delle applicazioni. SCH 40 è la specifica predefinita per la distribuzione dell'acqua, i sistemi di aria compressa, il vapore a pressione- moderata e le applicazioni strutturali. È il programma più comunemente fornito negli inventari dei distributori di tubi in tutto il mondo.

SCH 80/XSfornisce uno spessore di parete extra per applicazioni a pressione più elevata. È specificato quando le pressioni di esercizio superano le capacità SCH 40, dove è necessaria una tolleranza aggiuntiva alla corrosione o dove i requisiti di resistenza meccanica richiedono una parete più spessa. XS (Extra Strong) è la designazione tradizionale che equivale approssimativamente a SCH 80 per le taglie 8" e inferiori, sebbene la relazione esatta vari in base alla taglia.

SCH 160/XXSrappresenta i muri più spessi nel sistema di abaco standard. XXS (Double Extra Strong) fornisce lo spessore massimo della parete disponibile come prodotto standard. Questi programmi vengono utilizzati in applicazioni a pressione ultra-alta-come sistemi idraulici, linee di iniezione di prodotti chimici ad alta-pressione e servizi critici in cui sono richiesti i massimi margini di sicurezza. Il peso al metro può essere più del doppio di quello dello SCH 40 a parità di dimensione nominale.

Differenze di programma per materiale

Le pianificazioni dei tubi in acciaio al carbonio sono definite da ASME B36.10, mentre le pianificazioni dei tubi in acciaio inossidabile seguono ASME B36.19. La differenza fondamentale è che le schedula in acciaio inossidabile con il suffisso "S" (SCH 5S, 10S, 40S, 80S) hanno gli stessi diametri esterni delle loro controparti in acciaio al carbonio ma possono avere spessori di parete diversi. Per SCH 40S e SCH 80S, gli spessori delle pareti sono identici a quelli dell'acciaio al carbonio SCH 40 e SCH 80 per le dimensioni 12" e inferiori. Tuttavia, per SCH 5S e SCH 10S, gli spessori delle pareti in acciaio inossidabile sono più sottili di qualsiasi schedula in acciaio al carbonio, riflettendo l'uso tipico dell'acciaio inossidabile in applicazioni più leggere.

Il suffisso "S" indica esplicitamente che la pianificazione proviene dallo standard ASME B36.19. Quando si ordina un tubo in acciaio inossidabile, è importante specificare la scheda "S" per garantire che venga fornito lo spessore di parete corretto. Ad esempio, ordinando un "tubo in acciaio inossidabile SCH 10S 304L da 4 pollici" si garantisce che il tubo segua la parete più sottile dello standard in acciaio inossidabile anziché lo standard più pesante in acciaio al carbonio.

Come scegliere la pianificazione delle tubazioni in base alla pressione

La selezione della pianificazione del tubo in base alla pressione segue la relazione fondamentale definita dalla formula di Barlow: t=(P x D) / (2S), dove t è lo spessore minimo della parete, P è la pressione di progetto, D è il diametro esterno e S è la sollecitazione ammissibile alla temperatura di progetto. Dopo aver calcolato lo spessore minimo richiesto della parete, l'ingegnere aggiunge un margine di corrosione (tipicamente 1,5-3,0 mm per l'acciaio al carbonio) e seleziona il programma standard successivo più elevato che fornisce almeno lo spessore totale richiesto.

Il declassamento della temperatura influisce in modo significativo sui valori di sollecitazione ammissibili. ASME Sezione II Parte D fornisce tabelle delle sollecitazioni ammissibili per tutti i comuni materiali dei tubi a varie temperature. Ad esempio, A106 Gr.B ha una sollecitazione ammissibile di 137,9 MPa a 38 gradi ma solo 68,9 MPa a 450 gradi. Questa riduzione del 50% significa che un tubo adeguato a temperatura ambiente potrebbe richiedere un programma più spesso a temperature elevate. Verificare sempre la sollecitazione consentita alla massima temperatura operativa prima di finalizzare la selezione del programma.

I fattori di sicurezza sono integrati nei valori di sollecitazione ammissibili. ASME B31.3 utilizza un fattore di sicurezza di circa 3,5 sulla resistenza alla trazione per determinare la sollecitazione ammissibile. Ulteriori fattori includono fattori di qualità per tubi saldati (tipicamente 0,85-1,0 a seconda del tipo di saldatura e del livello di ispezione) e fattori di qualità della fusione per i raccordi fusi. Questi fattori garantiscono che la pianificazione della tubazione selezionata fornisca un margine adeguato contro i guasti in tutte le condizioni operative previste.

Elenco di controllo per la selezione della pianificazione delle tubazioni

Passaggio 1:Determinare la pressione e la temperatura di progetto del sistema. Questi sono generalmente specificati nello schema delle tubazioni e della strumentazione (P&ID) o nella scheda tecnica del processo. Passaggio 2: identificare il materiale del tubo in base alla compatibilità del fluido, ai limiti di temperatura e ai requisiti meccanici. Passo 3: Cercare la sollecitazione ammissibile per il materiale selezionato alla temperatura di progetto da ASME Sezione II Parte D. Passo 4: Calcolare lo spessore minimo della parete richiesto utilizzando la formula di Barlow, aggiungere la tolleranza alla corrosione e selezionare la pianificazione il cui spessore minimo della parete (tenendo conto della tolleranza di produzione) è uguale o superiore al valore calcolato.

La nostra capacità di fornitura

ManufacturerPipe fornisce la gamma completa di pianificazioni di tubi da SCH 5S a XXS. La nostra capacità di tubi senza saldatura spazia da SCH 40 a SCH 160 nelle dimensioni da 1/2" a 36". La nostra produzione di tubi saldati copre da SCH 5 a SCH 80 nelle dimensioni da 1/2" a 48". Offriamo anche la personalizzazione dello spessore delle pareti non-standard per progetti speciali che richiedono dimensioni delle pareti intermedie. Tutti i tubi vengono forniti con certificati di test di fresatura completi e possono essere ispezionati-da terze parti.

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