SCH 10S, SCH 40S et SCH 80S sont des programmes d'épaisseur de paroi de tuyaux en acier inoxydable. Pour la même taille de tuyau nominale,SCH 10S a la paroi la plus fine et le plus grand alésage interne, SCH 40S fournit une paroi intermédiaire, et SCH 80S a la paroi la plus épaisse et le plus petit alésage.
Le choix approprié dépend de l'épaisseur minimale requise, de la nuance du matériau, de la pression et de la température de conception, des conditions de corrosion, de la méthode de raccordement et des spécifications du projet.
Un programme plus élevé ne signifie pas automatiquement un meilleur tuyau. Il modifie la quantité de matériau, la surface d'écoulement interne, le poids et les exigences de fabrication. Sélectionner le bon programme signifie satisfaire aux exigences d'ingénierie tout en tenant compte du système installé complet.
La comparaison ci-dessous s'applique à la même taille de tuyau nominale, au même matériau et à la même norme dimensionnelle.
| Point de comparaison | SCH 10S | SCH 40S | SCH 80S |
|---|---|---|---|
| Épaisseur de paroi nominale | La plus fine des trois | Intermédiaire | La plus épaisse des trois |
| Diamètre extérieur | Identique | Identique | Identique |
| Diamètre intérieur | Le plus grand | Intermédiaire | Le plus petit |
| Poids du tuyau par mètre | Le plus bas | Intermédiaire | Le plus élevé |
| Métal disponible pour les tolérances spécifiées | Le moins | Plus | Le plus |
| Base de sélection | Acceptable lorsque toutes les exigences de conception et d'installation sont satisfaites | Approprié lorsqu'une paroi plus grande est requise ou spécifiée | Approprié lorsque la conception nécessite une paroi plus lourde |
Aucun de ces programmes n'établit de pression de fonctionnement, de limite de température ou de résistance à la corrosion universelle.
Ces propriétés doivent être évaluées en utilisant la spécification réelle du tuyau et les conditions de service.
Le suffixe « S » identifie la série dimensionnelle des tuyaux en acier inoxydable associée àASME B36.19.
Il ne signifie pas sans soudure. Le programme et la voie de fabrication décrivent des caractéristiques différentes :
Programmeidentifie la série d'épaisseur de paroi nominale.
Nuance du matériauidentifie l'alliage spécifié.
Voie de fabricationidentifie si le tuyau est sans soudure, soudé ou produit par une autre méthode autorisée.
Norme du produitétablit les exigences applicables en matière de matériaux, de fabrication et de tests.
Une description telle que « 316L SCH 40S » reste donc incomplète sans la taille du tuyau et la spécification du produit.
Certaines dimensions coïncident, mais les programmes ne sont pas universellement identiques.
L'ASME identifie des différences entre la série d'acier inoxydable B36.19 et les dimensions B36.10 à certaines tailles, y compris le SCH 40S de NPS 12 et le SCH 80S de NPS 10 et 12. Conservez le suffixe et la norme dimensionnelle spécifiés sur le bon de commande plutôt que de supposer une équivalence.
Le tableau suivant compare les dimensions nominales sélectionnées pour les tuyaux en acier inoxydable SCH 10S, SCH 40S et SCH 80S.
| Taille nominale du tuyau | Diamètre extérieur, mm | Paroi SCH 10S, mm | Paroi SCH 40S, mm | Paroi SCH 80S, mm |
|---|---|---|---|---|
| NPS 1/2 | 21,3 | 2,11 | 2,77 | 3,73 |
| NPS 3/4 | 26,7 | 2,11 | 2,87 | 3,91 |
| NPS 1 | 33,4 | 2,77 | 3,38 | 4,55 |
| NPS 1-1/2 | 48,3 | 2,77 | 3,68 | 5,08 |
| NPS 2 | 60,3 | 2,77 | 3,91 | 5,54 |
| NPS 3 | 88,9 | 3,05 | 5,49 | 7,62 |
| NPS 4 | 114,3 | 3,05 | 6,02 | 8,56 |
| NPS 6 | 168,3 | 3,40 | 7,11 | 10,97 |
Les diamètres extérieurs sont arrondis à une décimale. Les valeurs de paroi sont des dimensions nominales, pas des mesures minimales garanties ni des pressions nominales. Ces combinaisons dimensionnelles sont documentées dans les tableaux des fabricants de tuyaux en acier inoxydable.
Deux points sont particulièrement utiles lors de la lecture d'untableau de tailles de tuyaux en acier inoxydable.
Premièrement, un programme ne représente pas une épaisseur de paroi fixe. Le SCH 40S mesure 3,91 mm pour un NPS 2 et 6,02 mm pour un NPS 4.
Deuxièmement, changer de programme pour le même NPS modifie l'alésage plutôt que le diamètre extérieur.
Pour un tuyau circulaire idéal :
Diamètre intérieur = Diamètre extérieur - 2 × Épaisseur de paroi
Une comparaison de l'épaisseur de paroi seule ne montre pas l'effet complet du changement de programmes.
L'exemple ci-dessous utilise :
Diamètre extérieur :60,3 mm
Dimensions nominales de paroi du tableau précédent
Densité supposée :8 000 kg/m³, cohérente avec les données de référence publiées pour le 316L
Géométrie circulaire idéale, excluant les tolérances dimensionnelles, les raccords et la préparation des extrémités
La densité est une hypothèse de calcul, pas une valeur universelle pour chaque nuance d'acier inoxydable.
| Programme | Paroi nominale, mm | Diamètre intérieur calculé, mm | Surface d'écoulement calculée, mm² | Poids théorique du tuyau, kg/m |
|---|---|---|---|---|
| SCH 10S | 2,77 | 54,76 | 2 355 | 4,01 |
| SCH 40S | 3,91 | 52,48 | 2 163 | 5,54 |
| SCH 80S | 5,54 | 49,22 | 1 903 | 7,62 |
La surface d'écoulement est calculée comme suit :
Surface d'écoulement = π × Diamètre intérieur² / 4
La masse théorique du tuyau est calculée à partir de la surface de la section transversale du métal et de la densité supposée.
Pour cet exemple de NPS 2 :
Le poids du tuyau augmente d'environ90,4%.
La surface d'écoulement interne diminue d'environ19,2%.
La vitesse moyenne du fluide augmente d'environ23,8% pour le même débit volumétrique.
Une conduite de tuyau de 100 mètres contient environ362 kg de matériau de tuyau en plus.
Ce sont des comparaisons géométriques, pas des prédictions de pression de fonctionnement ou de performance du système.
Le plus petit alésage peut affecter la perte de charge et les exigences de la pompe. Le poids plus élevé affecte les charges de manipulation et de support. Ces conséquences doivent être prises en compte avant d'approuver un programme plus lourd comme substitution.
Le SCH 10S est un candidat lorsque la paroi requise peut être obtenue avec un tuyau plus fin et que le système de raccordement sélectionné le permet.
Ses avantages pratiques incluent un poids de matériau plus faible et un alésage interne plus grand pour le même NPS. Ceux-ci peuvent être utiles lorsque la surface d'écoulement, la manipulation et le poids installé sont importants.
Avant de sélectionner le SCH 10S, confirmez que :
La paroi livrée minimale satisfait au calcul de conception.
Les marges de corrosion, d'érosion et mécaniques ont été prises en compte.
Les exigences de pression externe ou de vide sont satisfaites.
La méthode d'assemblage est approuvée pour la taille et la paroi du tuyau.
La fabrication et la manipulation peuvent maintenir la qualité dimensionnelle requise.
Le SCH 10S ne devrait pas être automatiquement limité aux services sans pression. De même, il ne devrait pas être accepté simplement parce que la pression de fonctionnement normale semble faible.
La température de conception, les transitoires, les charges mécaniques et les limites de raccordement peuvent modifier la sélection.
Le SCH 40S devient un candidat lorsque la paroi nominale requise dépasse le SCH 10S, ou lorsque la spécification de tuyauterie approuvée l'exige.
Il fournit plus de matériau de paroi pour le même NPS tout en conservant un alésage plus grand et un poids inférieur à celui du SCH 80S.
Cette position intermédiaire peut être utile, mais elle ne fait pas du SCH 40S un défaut universel.
Par exemple, le SCH 40S peut satisfaire à l'exigence de paroi d'un projet tandis que le SCH 10S ne le fait pas. Dans une autre application, le SCH 10S peut déjà répondre à toutes les exigences, rendant le matériau supplémentaire inutile.
La décision doit provenir dela sélection de l'épaisseur de paroi des tuyaux en acier inoxydable, de la compatibilité des raccords et de la spécification de tuyauterie du projet.
Le SCH 80S est un candidat lorsque la conception approuvée nécessite une paroi plus lourde que celle fournie par le SCH 40S.
Les raisons possibles incluent une exigence de paroi calculée plus élevée, des marges mécaniques spécifiées ou d'autres conditions spécifiques au projet.
Cependant, le SCH 80S ne doit pas être sélectionné uniquement parce qu'un système est décrit comme « haute pression ». Cette description n'établit pas de base de conception numérique.
Un programme plus lourd ne résout pas automatiquement :
Une nuance de matériau inadaptée.
La corrosion induite par les chlorures.
Des charges de dilatation thermique excessives.
Une vanne ou un raccord de puissance inadéquate.
Un problème de fatigue ou de vibration.
Confirmez que la paroi supplémentaire répond à l'exigence réelle avant d'accepter le poids supplémentaire et l'alésage plus petit.
Un programme de tuyauterie n'est pas une classe de pression.
La pression admissible d'un tuyau dépend de son diamètre, de son épaisseur minimale, des propriétés du matériau à température, des facteurs de code applicables et des marges.
Pour le même matériau, diamètre, température et base de conception, une paroi plus épaisse augmente généralement la capacité de pression interne. Il n'existe pas de multiplicateur universel qui convertit la puissance nominale du SCH 10S en celle du SCH 40S ou du SCH 80S.
La température doit également être prise en compte. Une puissance nominale à température ambiante ne peut pas être automatiquement appliquée à une conduite de processus chaude.
Le code de tuyauterie applicable peut exiger des vérifications au-delà de la pression interne du tuyau droit, y compris la flexibilité, le chargement cyclique, la pression externe et la compatibilité des composants. L'ASME B31.3, par exemple, couvre les matériaux, la conception, la fabrication, l'examen et les tests dans le cadre d'un cadre de tuyauterie complet.
L'épaisseur de paroi dans un tableau de programmes est nominale. La spécification du produit peut autoriser une tolérance de fabrication négative.
Une paroi nominale de 3,91 mm ne doit donc pas être automatiquement traitée comme une paroi minimale garantie de 3,91 mm.
La séquence appropriée consiste à établir la paroi requise, à ajouter les marges applicables, à tenir compte de la tolérance de fabrication, puis à comparer l'exigence nominale résultante avec les programmes disponibles.
Supposons qu'une évaluation technique ait déjà établi l'épaisseur nominale requise pour un tuyau NPS 2, y compris les marges et la tolérance de fabrication pertinentes.
Les trois programmes peuvent alors être filtrés comme suit :
| Paroi nominale requise | Candidat le plus léger parmi ces trois programmes |
|---|---|
| Jusqu'à 2,77 mm | SCH 10S |
| Supérieur à 2,77 mm et jusqu'à 3,91 mm | SCH 40S |
| Supérieur à 3,91 mm et jusqu'à 5,54 mm | SCH 80S |
| Supérieur à 5,54 mm | Aucun de ces trois ne satisfait à l'exigence d'épaisseur |
Ceci est un exemple de filtrage dimensionnel. Il n'établit pas de pression nominale ni ne remplace d'autres exigences de conception et d'installation.
Utilisez les dispositions de tolérance réelles de la norme de produit et de la spécification commandées.
Le SCH 80S n'a pas intrinsèquement une meilleure résistance à la corrosion que le SCH 10S.
Pour le même alliage, état et qualité de surface, augmenter l'épaisseur ne modifie pas la chimie de l'alliage. Une paroi supplémentaire peut fournir une marge pour une perte de matériau prévisible, mais ce n'est pas un substitut à la sélection d'une nuance appropriée.
Une comparaison304 vs 316 acier inoxydable aborde les différences de matériaux. Une comparaisonSCH 10S vs SCH 40S vs SCH 80S aborde les dimensions de paroi.
Ces décisions doivent être prises conjointement, sans considérer l'une comme un remplacement de l'autre.
La résistance à la corrosion dépend du matériau et de l'environnement. L'attaque localisée ou la fissuration par corrosion sous contrainte peuvent rester une préoccupation même lorsque l'épaisseur de la paroi du tuyau est augmentée.
Pour un service corrosif, évaluez la composition du fluide, la concentration, la température, les contaminants et les conditions de nettoyage avant de finaliser le programme.
L'épaisseur de paroi affecte les exigences de préparation des joints, d'ajustement et de procédure de soudage.
Une paroi plus fine nécessite un contrôle minutieux de l'alignement et de l'apport de chaleur. Une paroi plus épaisse peut nécessiter une préparation différente et plus de métal d'apport, en fonction du joint et du procédé.
Le soudage de l'acier inoxydable nécessite également une attention particulière à la propreté, à la sélection du métal d'apport et à la protection de la racine. Les instructions de soudage du fabricant mettent l'accent sur le contrôle de la chaleur et l'ajustement car les deux influencent la distorsion et la qualité de la soudure.
Ne supposez pas qu'une procédure de soudage ou une préparation d'extrémité existante puisse être utilisée sans modification après une substitution de programme.
Les systèmes de jonction mécaniques ont des exigences spécifiques pour la taille, le matériau, l'épaisseur de paroi et la préparation des extrémités du tuyau.
Un raccord qui accepte un diamètre extérieur particulier n'est pas automatiquement approuvé pour tous les programmes de ce diamètre.
Par exemple, les systèmes rainurés en acier inoxydable peuvent nécessiter des outils et une préparation spécifiques au programme. Les instructions du fabricant de joints et les limites de pression-température doivent être vérifiées pour la combinaison exacte fournie.
Le filetage retire du matériau de la paroi du tuyau. La paroi restante et la marge de filetage applicable doivent être prises en compte.
Sélectionnez l'épaisseur du tuyau et le détail du raccord conjointement plutôt que de supposer que tout tuyau en acier inoxydable peut être fileté de manière satisfaisante.
Un poids de tuyau plus faible peut réduire la consommation de matériau, mais le prix d'achat doit être comparé sur une base cohérente.
Un devis par tonne n'indique pas le coût d'une longueur de pipeline requise. Lorsque les prix sont exprimés par kilogramme :
Coût du matériau du tuyau par mètre = Poids du tuyau par mètre × Prix par kilogramme
Utilisez des nuances, des normes, des quantités, des longueurs et des conditions de livraison comparables.
Le coût total installé comprend également la fabrication, les raccords, l'inspection, le transport, la manutention et les supports. Les performances hydrauliques peuvent affecter les coûts d'exploitation.
Un programme plus lourd peut être justifié par la conception, tandis qu'un programme plus léger peut être économique s'il satisfait à toutes les exigences. Aucun des deux résultats ne doit être supposé à partir du seul numéro de programme.
Les programmes SCH 10S, SCH 40S et SCH 80S ne définissent pas si un tuyau est en 304L, 316L ou un autre alliage. Ils ne déterminent pas non plus si le tuyau est sans soudure ou soudé.
Lors de la comparaisontuyaux en acier inoxydable sans soudure et soudés, vérifiez la voie de fabrication spécifiée, la norme du produit, les examens et les facteurs de conception applicables.
L'ASTM A312 couvre plusieurs voies de fabrication de tuyaux en acier inoxydable austénitique, y compris les produits sans soudure et soudés. La désignation du programme seule n'établit pas la conformité à cette norme.
Une description d'approvisionnement doit identifier la nuance, la spécification du produit, la norme dimensionnelle, le NPS, le programme, la voie de fabrication et l'état requis.
Plusieurs erreurs peuvent rendre difficile l'évaluation d'une demande autrement détaillée :
Traiter le SCH 40S ou le SCH 80S comme une pression nominale fixe.
Omettre la taille du tuyau lors de la spécification d'un programme.
Supprimer le suffixe « S » sans vérifier la norme dimensionnelle.
Comparer la paroi nominale directement avec une exigence de paroi minimale.
Supposer qu'une paroi plus épaisse améliore la résistance à la corrosion de l'alliage.
Approuver une substitution de programme sans vérifier l'alésage et les détails de raccordement.
Comparer les devis par tonne sans vérifier la longueur totale requise.
Supposer que des diamètres extérieurs égaux garantissent des assemblages interchangeables.
Chacune de ces erreurs peut être évitée en vérifiant la spécification complète plutôt que le seul numéro de programme.
Non. Le SCH 80S fournit une paroi plus épaisse pour le même NPS, mais il augmente également le poids et réduit l'alésage. Il est approprié lorsque la conception ou la spécification du projet exige la paroi supplémentaire.
Oui, lorsque le matériau, l'épaisseur de paroi, les raccords et la conception complète satisfont aux exigences applicables. Le SCH 10S est une désignation dimensionnelle plutôt qu'une interdiction de service sous pression.
Non. Par exemple, le SCH 40S NPS 2 a une paroi nominale de 3,91 mm, tandis que le SCH 40S NPS 4 a une paroi nominale de 6,02 mm.
Pas automatiquement. Le diamètre extérieur reste le même pour le même NPS, mais l'alésage, le poids, la préparation de soudure et les exigences de raccordement peuvent changer. Obtenez l'approbation technique requise avant la substitution.
Aucun ratio fixe ne s'applique. La capacité de pression dépend des dimensions réelles, des propriétés du matériau à température, des marges et des dispositions du code applicables.
Non. Le suffixe identifie la série de programmes dimensionnels des tuyaux en acier inoxydable. La construction sans soudure ou soudée doit être spécifiée séparément.
Choisissez parmi SCH 10S, SCH 40S et SCH 80S en établissant la paroi requise, en vérifiant les dimensions disponibles et en confirmant les implications hydrauliques, de fabrication et de raccordement.
Pour un devis de tuyau en acier inoxydable, fournissez la nuance, la norme du produit, la norme dimensionnelle, le NPS, le programme, la voie de fabrication, la quantité et les exigences de longueur. Incluez la spécification de tuyauterie approuvée et toute exigence d'inspection supplémentaire.
Une demande complète rend les devis comparables et aide à garantir que le tuyau livré correspond à l'installation prévue.
