SCH 10S, SCH 40S e SCH 80S sono tabelle di spessore della parete per tubi in acciaio inossidabile. Alla stessa dimensione nominale del tubo, SCH 10S ha la parete più sottile e il foro interno più grande, SCH 40S fornisce una parete intermedia e SCH 80S ha la parete più spessa e il foro più piccolo.
La scelta appropriata dipende dallo spessore minimo richiesto, dal grado del materiale, dalla pressione e temperatura di progetto, dalle condizioni di corrosione, dal metodo di connessione e dalle specifiche del progetto.
Una schedulazione più alta non significa automaticamente un tubo migliore. Cambia la quantità di materiale, l'area di flusso interna, il peso e i requisiti di fabbricazione. Selezionare la schedulazione corretta significa soddisfare i requisiti ingegneristici tenendo conto del sistema installato completo.
Il confronto seguente si applica alla stessa dimensione nominale del tubo, materiale e standard dimensionale.
| Punto di Confronto | SCH 10S | SCH 40S | SCH 80S |
|---|---|---|---|
| Spessore nominale della parete | Il più sottile dei tre | Intermedio | Il più spesso dei tre |
| Diametro esterno | Uguale | Uguale | Uguale |
| Diametro interno | Più grande | Intermedio | Più piccolo |
| Peso del tubo per metro | Più basso | Intermedio | Più alto |
| Metallo disponibile per le tolleranze specificate | Minimo | Maggiore | Massimo |
| Base di selezione | Accettabile dove tutti i requisiti di progettazione e installazione sono soddisfatti | Appropriato quando è richiesta o specificata una parete maggiore | Appropriato quando il progetto richiede una parete più pesante |
Nessuna di queste schedulazioni stabilisce una pressione operativa universale, un limite di temperatura o una resistenza alla corrosione.
Queste proprietà devono essere valutate utilizzando le specifiche effettive del tubo e le condizioni di servizio.
Il suffisso "S" identifica la serie dimensionale dei tubi in acciaio inossidabile associata a ASME B36.19.
Non significa senza saldatura. La schedulazione e il percorso di produzione descrivono caratteristiche diverse:
Schedulazione identifica la serie di spessore nominale della parete.
Grado del materiale identifica la lega specificata.
Percorso di produzione identifica se il tubo è senza saldatura, saldato o prodotto con un altro metodo consentito.
Standard del prodotto stabilisce i requisiti applicabili di materiale, produzione e test.
Una descrizione come "316L SCH 40S" rimane quindi incompleta senza la dimensione del tubo e le specifiche del prodotto.
Alcune dimensioni coincidono, ma le schedulazioni non sono universalmente identiche.
ASME identifica differenze tra la serie in acciaio inossidabile B36.19 e le dimensioni B36.10 in alcune misure, tra cui NPS 12 Schedule 40S e NPS 10 e 12 Schedule 80S. Mantenere il suffisso specificato e lo standard dimensionale nell'ordine di acquisto piuttosto che presumere l'equivalenza.
La seguente tabella confronta le dimensioni nominali selezionate per tubi in acciaio inossidabile SCH 10S, SCH 40S e SCH 80S.
| Dimensione nominale del tubo | Diametro esterno, mm | Parete SCH 10S, mm | Parete SCH 40S, mm | Parete 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 |
I diametri esterni sono arrotondati a una cifra decimale. I valori della parete sono dimensioni nominali, non misure minime garantite o pressioni nominali. Queste combinazioni dimensionali sono documentate nelle tabelle dei produttori di tubi in acciaio inossidabile.
Due punti sono particolarmente utili quando si legge una tabella delle dimensioni dei tubi in acciaio inossidabile.
Innanzitutto, una schedulazione non rappresenta uno spessore di parete fisso. SCH 40S è 3,91 mm a NPS 2 e 6,02 mm a NPS 4.
In secondo luogo, cambiare la schedulazione alla stessa NPS cambia il foro piuttosto che il diametro esterno.
Per un tubo circolare ideale:
Diametro interno = Diametro esterno − 2 × Spessore della parete
Un confronto del solo spessore della parete non mostra l'effetto completo del cambiamento delle schedulazioni.
L'esempio seguente utilizza:
Diametro esterno: 60.3 mm
Dimensioni nominali della parete dalla tabella precedente
Densità presunta: 8.000 kg/m³, coerente con i dati di riferimento pubblicati per 316L
Geometria circolare ideale, escluse tolleranze dimensionali, raccordi e preparazione delle estremità
La densità è un'ipotesi di calcolo, non un valore universale per ogni grado di acciaio inossidabile.
| Schedulazione | Parete nominale, mm | Diametro interno calcolato, mm | Area di flusso calcolata, mm² | Peso teorico del tubo, 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 |
L'area di flusso è calcolata come:
Area di flusso = π × Diametro interno² ÷ 4
La massa teorica del tubo è calcolata dall'area della sezione trasversale del metallo e dalla densità presunta.
Per questo esempio NPS 2:
Il peso del tubo aumenta di circa 90,4%.
L'area di flusso interna diminuisce di circa 19,2%.
La velocità media del fluido aumenta di circa 23,8% allo stesso flusso volumetrico.
Una corsa di tubo di 100 metri contiene circa 362 kg di materiale del tubo in più.
Questi sono confronti geometrici, non previsioni di pressione operativa o prestazioni del sistema.
Il foro più piccolo può influire sulla caduta di pressione e sui requisiti della pompa. Il peso maggiore influisce sui carichi di movimentazione e supporto. Tali conseguenze dovrebbero essere considerate prima di approvare una schedulazione più pesante come sostituzione.
SCH 10S è un candidato dove la parete richiesta può essere ottenuta con un tubo più sottile e il sistema di connessione selezionato lo consente.
I suoi vantaggi pratici includono un peso del materiale inferiore e un foro interno più grande alla stessa NPS. Questi possono essere utili dove l'area di flusso, la movimentazione e il peso installato sono importanti.
Prima di selezionare SCH 10S, confermare che:
Lo spessore minimo della parete consegnato soddisfa il calcolo di progetto.
Le tolleranze per corrosione, erosione e meccaniche sono state affrontate.
I requisiti di pressione esterna o vuoto sono soddisfatti.
Il metodo di giunzione è approvato per la dimensione e lo spessore del tubo.
La fabbricazione e la movimentazione possono mantenere la qualità dimensionale richiesta.
SCH 10S non dovrebbe essere automaticamente limitato a servizi non in pressione. Allo stesso modo, non dovrebbe essere accettato semplicemente perché la pressione operativa normale appare bassa.
La temperatura di progetto, i transitori, i carichi meccanici e i limiti di connessione possono modificare la selezione.
SCH 40S diventa un candidato quando lo spessore nominale richiesto supera SCH 10S, o quando le specifiche di tubazione approvate lo richiedono.
Fornisce più materiale di parete alla stessa NPS pur mantenendo un foro più grande e un peso inferiore rispetto a SCH 80S.
Quella posizione intermedia può essere utile, ma non rende SCH 40S un valore predefinito universale.
Ad esempio, SCH 40S può soddisfare il requisito di parete di un progetto, mentre SCH 10S no. In un'altra applicazione, SCH 10S può già soddisfare ogni requisito, rendendo il materiale aggiuntivo non necessario.
La decisione dovrebbe derivare dalla selezione dello spessore della parete dei tubi in acciaio inossidabile, dalla compatibilità delle connessioni e dalle specifiche di tubazione del progetto.
SCH 80S è un candidato quando il progetto approvato richiede una parete più pesante di quella fornita da SCH 40S.
Le ragioni possibili includono un requisito di parete calcolato più elevato, tolleranze meccaniche specificate o altre condizioni specifiche del progetto.
Tuttavia, SCH 80S non dovrebbe essere selezionato solo perché un sistema è descritto come "alta pressione". Tale descrizione non stabilisce una base di progettazione numerica.
Una schedulazione più pesante non risolve automaticamente:
Un grado di materiale inadatto.
Corrosione indotta da cloruri.
Carichi di espansione termica inadeguati.
Una valvola o una connessione con classificazione inadeguata.
Un problema di fatica o vibrazione.
Confermare che la parete aggiuntiva affronta il requisito effettivo prima di accettare il peso aggiuntivo e il foro più piccolo.
Una schedulazione del tubo non è una classe di pressione.
La pressione ammissibile di un tubo dipende dal suo diametro, dallo spessore minimo della parete, dalle proprietà del materiale alla temperatura, dai fattori di codice applicabili e dalle tolleranze.
Per lo stesso materiale, diametro, temperatura e base di progettazione, una parete più spessa generalmente aumenta la capacità di pressione interna. Non esiste un moltiplicatore universale che converta la classificazione di SCH 10S nella classificazione di SCH 40S o SCH 80S.
Anche la temperatura deve essere considerata. Una classificazione a temperatura ambiente non può essere applicata automaticamente a una linea di processo calda.
Il codice di tubazione di riferimento può richiedere controlli oltre la pressione interna del tubo dritto, inclusi flessibilità, carico ciclico, pressione esterna e idoneità dei componenti. ASME B31.3, ad esempio, copre materiali, progettazione, fabbricazione, esame e test come parte di un quadro completo di tubazioni.
Lo spessore della parete in una tabella di schedulazione è nominale. Le specifiche del prodotto possono consentire una tolleranza di produzione negativa.
Una parete nominale di 3,91 mm non dovrebbe quindi essere trattata automaticamente come una parete minima garantita di 3,91 mm.
La sequenza appropriata è stabilire lo spessore della parete richiesto, aggiungere le tolleranze applicabili, considerare la tolleranza di produzione e quindi confrontare il requisito nominale risultante con le schedulazioni disponibili.
Supponiamo che una valutazione ingegneristica abbia già stabilito lo spessore nominale richiesto per un tubo NPS 2, comprese le tolleranze pertinenti e la tolleranza di produzione.
Le tre schedulazioni possono quindi essere filtrate come segue:
| Spessore nominale richiesto | Candidato più leggero tra queste tre schedulazioni |
|---|---|
| Fino a 2,77 mm | SCH 10S |
| Maggiore di 2,77 mm e fino a 3,91 mm | SCH 40S |
| Maggiore di 3,91 mm e fino a 5,54 mm | SCH 80S |
| Maggiore di 5,54 mm | Nessuna di queste tre soddisfa il requisito di spessore |
Questo è un esempio di filtraggio dimensionale. Non stabilisce una pressione nominale né sovrascrive altri requisiti di progettazione e installazione.
Utilizzare le disposizioni di tolleranza effettive dello standard del prodotto e delle specifiche ordinate.
SCH 80S non ha intrinsecamente una migliore resistenza alla corrosione rispetto a SCH 10S.
Per la stessa lega, condizione e qualità superficiale, aumentare lo spessore non modifica la chimica della lega. La parete aggiuntiva può fornire una tolleranza per la perdita di materiale prevedibile, ma non è un sostituto per la selezione di un grado adatto.
Un confronto 304 vs. 304 acciaio inossidabile affronta le differenze di materiale. Un confronto SCH 10S vs. SCH 40S vs. SCH 80S affronta le dimensioni della parete.
Queste decisioni dovrebbero essere prese insieme, senza trattare una come sostituto dell'altra.
La resistenza alla corrosione dipende dal materiale e dall'ambiente. L'attacco localizzato o la criccazione per tensocorrosione possono rimanere una preoccupazione anche quando lo spessore della parete del tubo viene aumentato.
Per servizi corrosivi, valutare la composizione del fluido, la concentrazione, la temperatura, i contaminanti e le condizioni di pulizia prima di finalizzare la schedulazione.
Lo spessore della parete influisce sulla preparazione del giunto, sull'adattamento e sui requisiti della procedura di saldatura.
Una parete più sottile richiede un controllo attento dell'allineamento e dell'apporto di calore. Una parete più spessa può richiedere una preparazione diversa e più metallo d'apporto, a seconda del giunto e del processo.
La saldatura dell'acciaio inossidabile richiede anche attenzione alla pulizia, alla selezione del materiale d'apporto e alla protezione della radice. La guida alla saldatura del produttore enfatizza il controllo del calore e l'adattamento perché entrambi influenzano la distorsione e la qualità della saldatura.
Non presumere che una procedura di saldatura o una preparazione dell'estremità esistente possano essere utilizzate invariate dopo una sostituzione della schedulazione.
I sistemi di giunzione meccanica hanno requisiti specifici per la dimensione del tubo, il materiale, lo spessore della parete e la preparazione dell'estremità.
Un raccordo che accetta un particolare diametro esterno non è automaticamente approvato per ogni schedulazione a quel diametro.
Ad esempio, i sistemi scanalati in acciaio inossidabile possono richiedere utensili e preparazione specifici per la schedulazione. Le istruzioni del produttore del giunto e i limiti di pressione-temperatura dovrebbero essere verificati per la combinazione esatta fornita.
La filettatura rimuove materiale dalla parete del tubo. Lo spessore rimanente della parete e la tolleranza di filettatura applicabile devono essere considerati.
Selezionare lo spessore del tubo e il dettaglio della connessione insieme piuttosto che presumere che qualsiasi tubo in acciaio inossidabile possa essere filettato in modo soddisfacente.
Un peso del tubo inferiore può ridurre il consumo di materiale, ma il prezzo di acquisto dovrebbe essere confrontato su base coerente.
Un preventivo per tonnellata non mostra il costo di una lunghezza di tubazione richiesta. Dove il prezzo è espresso per chilogrammo:
Costo materiale del tubo per metro = Peso del tubo per metro × Prezzo per chilogrammo
Utilizzare gradi, standard, quantità, lunghezze e condizioni di consegna comparabili.
Il costo totale installato include anche fabbricazione, raccordi, ispezione, trasporto, movimentazione e supporti. Le prestazioni idrauliche possono influire sui costi operativi.
Una schedulazione più pesante può essere giustificata dal progetto, mentre una schedulazione più leggera può essere economica dove soddisfa tutti i requisiti. Nessuno dei due risultati dovrebbe essere presunto dal solo numero di schedulazione.
SCH 10S, SCH 40S e SCH 80S non definiscono se un tubo è 304L, 316L o un'altra lega. Inoltre, non determinano se il tubo è senza saldatura o saldato.
Quando si confrontano tubi in acciaio inossidabile senza saldatura e saldati, verificare il percorso di produzione specificato, lo standard del prodotto, gli esami e i fattori di progettazione applicabili.
ASTM A312 copre diversi percorsi di produzione di tubi in acciaio inossidabile austenitico, inclusi prodotti senza saldatura e saldati. La designazione della schedulazione da sola non stabilisce la conformità a tale standard.
Una descrizione di approvvigionamento dovrebbe identificare il grado, le specifiche del prodotto, lo standard dimensionale, NPS, la schedulazione, il percorso di produzione e la condizione richiesta.
Diversi errori possono rendere difficile la valutazione di una richiesta altrimenti dettagliata:
Trattare SCH 40S o SCH 80S come una pressione nominale fissa.
Omettere la dimensione del tubo quando si specifica una schedulazione.
Omettere il suffisso "S" senza controllare lo standard dimensionale.
Confrontare lo spessore nominale della parete direttamente con un requisito di spessore minimo.
Presumere che una parete più spessa migliori la resistenza alla corrosione della lega.
Approvare una sostituzione della schedulazione senza controllare il foro e i dettagli della connessione.
Confrontare preventivi per tonnellata senza controllare la lunghezza totale richiesta.
Presumere che diametri esterni uguali garantiscano assemblaggi intercambiabili.
Ognuno di questi errori può essere evitato controllando le specifiche complete piuttosto che il solo numero di schedulazione.
No. SCH 80S fornisce una parete più spessa alla stessa NPS, ma aumenta anche il peso e riduce il foro. È appropriato quando il progetto o le specifiche del progetto richiedono la parete aggiuntiva.
Sì, quando il materiale, lo spessore della parete, le connessioni e il progetto completo soddisfano i requisiti applicabili. SCH 10S è una designazione dimensionale piuttosto che un divieto di servizio in pressione.
No. Ad esempio, NPS 2 SCH 40S ha una parete nominale di 3,91 mm, mentre NPS 4 SCH 40S ha una parete nominale di 6,02 mm.
Non automaticamente. Il diametro esterno rimane lo stesso alla stessa NPS, ma il foro, il peso, la preparazione della saldatura e i requisiti di connessione possono cambiare. Ottenere l'approvazione tecnica richiesta prima della sostituzione.
Nessun rapporto fisso si applica. La capacità di pressione dipende dalle dimensioni effettive, dalle proprietà del materiale alla temperatura, dalle tolleranze e dalle disposizioni del codice applicabili.
No. Il suffisso identifica la serie di schedulazione dimensionale dei tubi in acciaio inossidabile. La costruzione senza saldatura o saldata deve essere specificata separatamente.
Scegliere tra SCH 10S, SCH 40S e SCH 80S stabilendo lo spessore della parete richiesto, controllando le dimensioni disponibili e confermando le implicazioni idrauliche, di fabbricazione e di connessione.
Per un preventivo di tubi in acciaio inossidabile, fornire il grado, lo standard del prodotto, lo standard dimensionale, NPS, la schedulazione, il percorso di produzione, la quantità e i requisiti di lunghezza. Includere le specifiche di tubazione approvate e qualsiasi requisito di ispezione aggiuntivo.
Una richiesta completa rende i preventivi comparabili e aiuta a garantire che il tubo consegnato corrisponda all'installazione prevista.
