SCH 10S, SCH 40S e SCH 80S são espessuras de parede de tubos de aço inoxidável. Na mesma dimensão nominal de tubo, SCH 10S tem a parede mais fina e o furo interno maior, SCH 40S fornece uma parede intermediária e SCH 80S tem a parede mais espessa e o menor furo.
A escolha apropriada depende da espessura mínima de parede necessária, grau do material, pressão e temperatura de projeto, condições de corrosão, método de conexão e especificação do projeto.
Um schedule mais alto não significa automaticamente um tubo melhor. Ele altera a quantidade de material, a área de fluxo interno, o peso e os requisitos de fabricação. Selecionar o schedule correto significa satisfazer os requisitos de engenharia, levando em consideração o sistema instalado completo.
A comparação abaixo se aplica ao mesmo diâmetro nominal do tubo, material e padrão dimensional.
| Ponto de Comparação | SCH 10S | SCH 40S | SCH 80S |
|---|---|---|---|
| Espessura nominal da parede | Mais fina das três | Intermediário | Mais espessa das três |
| Diâmetro externo | Igual | Igual | Igual |
| Diâmetro interno | Maior | Intermediário | Menor |
| Peso do tubo por metro | Mais baixo | Intermediário | Mais alto |
| Metal disponível para tolerâncias especificadas | Menos | Mais | O máximo |
| Base de seleção | Aceitável onde todos os requisitos de projeto e instalação são atendidos | Apropriado quando uma parede maior é necessária ou especificada | Apropriado quando o projeto requer uma parede mais pesada |
Nenhum desses schedules estabelece um limite universal de pressão operacional, temperatura ou resistência à corrosão.
Essas propriedades devem ser avaliadas usando a especificação real do tubo e as condições de serviço.
O sufixo "S" identifica a série dimensional de tubos de aço inoxidável associada a ASME B36.19.
Não significa sem costura. Schedule e rota de fabricação descrevem características diferentes:
Schedule identifica a série de espessura nominal da parede.
Grau do material identifica a liga especificada.
Rota de fabricação identifica se o tubo é sem costura, soldado ou produzido por outro método permitido.
Padrão do produto estabelece os requisitos aplicáveis de material, fabricação e teste.
Uma descrição como "316L SCH 40S" é, portanto, incompleta sem o tamanho do tubo e a especificação do produto.
Algumas dimensões coincidem, mas os schedules não são universalmente idênticos.
A ASME identifica diferenças entre a série de aço inoxidável B36.19 e as dimensões B36.10 em certos tamanhos, incluindo NPS 12 Schedule 40S e NPS 10 e 12 Schedule 80S. Mantenha o sufixo especificado e o padrão dimensional no pedido de compra em vez de assumir equivalência.
O gráfico a seguir compara dimensões nominais selecionadas para tubos de aço inoxidável SCH 10S, SCH 40S e SCH 80S.
| Tamanho Nominal do Tubo | Diâmetro Externo, mm | Parede SCH 10S, mm | Parede SCH 40S, mm | Parede 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 |
Os diâmetros externos são arredondados para uma casa decimal. Os valores de parede são dimensões nominais, não medidas mínimas garantidas ou classificações de pressão. Essas combinações dimensionais são documentadas em tabelas de fabricantes de tubos de aço inoxidável.
Dois pontos são particularmente úteis ao ler um gráfico de tamanho de tubo de aço inoxidável.
Primeiro, um schedule não representa uma única espessura de parede fixa. SCH 40S é 3,91 mm em NPS 2 e 6,02 mm em NPS 4.
Segundo, mudar o schedule no mesmo NPS altera o furo em vez do diâmetro externo.
Para um tubo circular ideal:
Diâmetro interno = Diâmetro externo - 2 × Espessura da parede
Uma comparação apenas da espessura da parede não mostra o efeito completo da mudança de schedules.
O exemplo abaixo usa:
Diâmetro externo: 60,3 mm
Dimensões nominais da parede da tabela anterior
Densidade assumida: 8.000 kg/m³, consistente com dados de referência publicados para 316L
Geometria circular ideal, excluindo tolerâncias dimensionais, conexões e preparação da extremidade
A densidade é uma suposição de cálculo, não um valor universal para cada grau de aço inoxidável.
| Schedule | Parede Nominal, mm | Diâmetro Interno Calculado, mm | Área de Fluxo Calculada, mm² | Peso Teórico do 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 |
A área de fluxo é calculada como:
Área de fluxo = π × Diâmetro interno² / 4
A massa teórica do tubo é calculada a partir da área da seção transversal do metal e da densidade assumida.
Para este exemplo de NPS 2:
O peso do tubo aumenta em aproximadamente 90,4%.
A área de fluxo interno diminui em aproximadamente 19,2%.
A velocidade média do fluido aumenta em aproximadamente 23,8% com o mesmo fluxo volumétrico.
Uma linha de tubo de 100 metros contém aproximadamente 362 kg a mais de material de tubo.
Estas são comparações geométricas, não previsões de pressão operacional ou desempenho do sistema.
O furo menor pode afetar a queda de pressão e os requisitos da bomba. O maior peso afeta as cargas de manuseio e suporte. Essas consequências devem ser consideradas antes de aprovar um schedule mais pesado como substituição.
SCH 10S é um candidato onde a parede necessária pode ser alcançada com um tubo mais fino e o sistema de conexão selecionado o permite.
Suas vantagens práticas incluem menor peso de material e um furo interno maior no mesmo NPS. Estes podem ser úteis onde a área de fluxo, o manuseio e o peso instalado são importantes.
Antes de selecionar SCH 10S, confirme que:
A parede mínima entregue satisfaz o cálculo de projeto.
As tolerâncias de corrosão, erosão e mecânicas foram abordadas.
Os requisitos de pressão externa ou vácuo são atendidos.
O método de junção é aprovado para o tamanho do tubo e a parede.
A fabricação e o manuseio podem manter a qualidade dimensional necessária.
SCH 10S não deve ser restrito automaticamente a serviço sem pressão. Da mesma forma, não deve ser aceito simplesmente porque a pressão operacional normal parece baixa.
A temperatura de projeto, transientes, cargas mecânicas e limites de conexão podem alterar a seleção.
SCH 40S se torna um candidato quando a parede nominal necessária excede SCH 10S, ou quando a especificação de tubulação aprovada o exige.
Ele fornece mais material de parede no mesmo NPS, mantendo um furo maior e menor peso do que SCH 80S.
Essa posição intermediária pode ser útil, mas não torna SCH 40S um padrão universal.
Por exemplo, SCH 40S pode satisfazer o requisito de parede de um projeto, enquanto SCH 10S não. Em outra aplicação, SCH 10S pode já atender a todos os requisitos, tornando o material adicional desnecessário.
A decisão deve vir da seleção de espessura de parede de tubo de aço inoxidável, compatibilidade de conexão e a especificação de tubulação do projeto.
SCH 80S é um candidato quando o projeto aprovado requer uma parede mais pesada do que SCH 40S fornece.
Razões possíveis incluem um requisito de parede calculado mais alto, tolerâncias mecânicas especificadas ou outras condições específicas do projeto.
No entanto, SCH 80S não deve ser selecionado apenas porque um sistema é descrito como "alta pressão". Essa descrição não estabelece uma base de projeto numérica.
Um schedule mais pesado também não resolve automaticamente:
Um grau de material inadequado.
Corrosão induzida por cloreto.
Cargas excessivas de expansão térmica.
Uma válvula ou conexão com classificação inadequada.
Um problema de fadiga ou vibração.
Confirme se a parede extra atende ao requisito real antes de aceitar o peso adicional e o furo menor.
Um schedule de tubo não é uma classe de pressão.
A pressão admissível de um tubo depende de seu diâmetro, espessura mínima de parede, propriedades do material em temperatura, fatores de código aplicáveis e tolerâncias.
Para o mesmo material, diâmetro, temperatura e base de projeto, uma parede mais espessa geralmente aumenta a capacidade de pressão interna. Não há um multiplicador universal que converta a classificação de SCH 10S na classificação de SCH 40S ou SCH 80S.
A temperatura também deve ser considerada. Uma classificação à temperatura ambiente não pode ser aplicada automaticamente a uma linha de processo quente.
O código de tubulação regente pode exigir verificações além da pressão interna de tubo reto, incluindo flexibilidade, carregamento cíclico, pressão externa e adequação de componentes. O ASME B31.3, por exemplo, cobre materiais, projeto, fabricação, exame e teste como parte de uma estrutura completa de tubulação.
A espessura da parede em um gráfico de schedule é nominal. A especificação do produto pode permitir uma tolerância de fabricação negativa.
Portanto, uma parede nominal de 3,91 mm não deve ser tratada automaticamente como uma parede mínima garantida de 3,91 mm.
A sequência apropriada é estabelecer a parede necessária, adicionar as tolerâncias aplicáveis, considerar a tolerância de fabricação e, em seguida, comparar o requisito nominal resultante com os schedules disponíveis.
Suponha que uma avaliação de engenharia já tenha estabelecido a espessura nominal necessária para um tubo NPS 2, incluindo as tolerâncias e a tolerância de fabricação relevantes.
Os três schedules podem então ser filtrados da seguinte forma:
| Parede Nominal Necessária | Candidato Mais Leve Entre Estes Três Schedules |
|---|---|
| Até 2,77 mm | SCH 10S |
| Maior que 2,77 mm e até 3,91 mm | SCH 40S |
| Maior que 3,91 mm e até 5,54 mm | SCH 80S |
| Maior que 5,54 mm | Nenhum destes três satisfaz o requisito de espessura |
Este é um exemplo de triagem dimensional. Ele não estabelece uma classificação de pressão nem anula outros requisitos de projeto e instalação.
Use as disposições de tolerância reais do padrão do produto e especificação encomendados.
SCH 80S não tem inerentemente melhor resistência à corrosão do que SCH 10S.
Para a mesma liga, condição e qualidade de superfície, aumentar a espessura não altera a química da liga. Parede adicional pode fornecer uma tolerância para perda de material previsível, mas não é um substituto para selecionar um grau adequado.
Uma comparação de aço inoxidável 304 vs. 316 aborda as diferenças de material. Uma comparação de SCH 10S vs. SCH 40S vs. SCH 80S aborda as dimensões da parede.
Essas decisões devem ser tomadas em conjunto, sem tratar uma como substituta da outra.
A resistência à corrosão depende do material e do ambiente. Ataques localizados ou trincas por corrosão sob tensão podem permanecer uma preocupação mesmo quando a parede do tubo é aumentada.
Para serviço corrosivo, avalie a composição do fluido, concentração, temperatura, contaminantes e condições de limpeza antes de finalizar o schedule.
A espessura da parede afeta os requisitos de preparação da junta, ajuste e procedimento de soldagem.
Uma parede mais fina requer controle cuidadoso de alinhamento e entrada de calor. Uma parede mais espessa pode exigir preparação diferente e mais metal de solda depositado, dependendo da junta e do processo.
A soldagem de aço inoxidável também requer atenção à limpeza, seleção de material de enchimento e proteção da raiz. A orientação de soldagem do fabricante enfatiza o controle de calor e o ajuste, pois ambos influenciam a distorção e a qualidade da solda.
Não assuma que um procedimento de soldagem ou preparação de extremidade existente pode ser usado sem alterações após uma substituição de schedule.
Sistemas de junção mecânica têm requisitos específicos para tamanho do tubo, material, espessura da parede e preparação da extremidade.
Um acoplamento que aceita um diâmetro externo específico não é automaticamente aprovado para todos os schedules nesse diâmetro.
Por exemplo, sistemas ranhurados de aço inoxidável podem exigir ferramentas e preparação específicas para o schedule. As instruções do fabricante da junta e os limites de pressão-temperatura devem ser verificados para a combinação exata que está sendo fornecida.
A rosca remove material da parede do tubo. A parede restante e a tolerância de rosca aplicável devem ser consideradas.
Selecione a espessura do tubo e o detalhe da conexão juntos, em vez de assumir que qualquer tubo de aço inoxidável pode ser rosqueado satisfatoriamente.
Um menor peso do tubo pode reduzir o consumo de material, mas o preço de compra deve ser comparado em uma base consistente.
Uma cotação por tonelada não mostra o custo de um comprimento de tubulação necessário. Onde o preço é expresso por quilograma:
Custo do material do tubo por metro = Peso do tubo por metro × Preço por quilograma
Use graus, padrões, quantidades, comprimentos e condições de entrega comparáveis.
O custo total instalado também inclui fabricação, conexões, inspeção, transporte, manuseio e suportes. O desempenho hidráulico pode afetar o custo operacional.
Um schedule mais pesado pode ser justificado pelo projeto, enquanto um schedule mais leve pode ser econômico onde satisfaz todos os requisitos. Nenhum resultado deve ser assumido apenas pelo número do schedule.
SCH 10S, SCH 40S e SCH 80S não definem se um tubo é 304L, 316L ou outra liga. Eles também não determinam se o tubo é sem costura ou soldado.
Ao comparar tubos de aço inoxidável sem costura e soldados, verifique a rota de fabricação especificada, o padrão do produto, os exames e os fatores de projeto aplicáveis.
O ASTM A312 abrange várias rotas de fabricação de tubos de aço inoxidável austenítico, incluindo produtos sem costura e soldados. A designação do schedule por si só não estabelece a conformidade com esse padrão.
Uma descrição de aquisição deve identificar o grau, a especificação do produto, o padrão dimensional, o NPS, o schedule, a rota de fabricação e a condição exigida.
Vários erros podem dificultar a avaliação de uma consulta detalhada:
Tratar SCH 40S ou SCH 80S como uma classificação de pressão fixa.
Omitir o tamanho do tubo ao especificar um schedule.
Remover o sufixo "S" sem verificar o padrão dimensional.
Comparar a parede nominal diretamente com um requisito de parede mínima.
Assumir que uma parede mais espessa melhora a resistência à corrosão da liga.
Aprovar uma substituição de schedule sem verificar os detalhes do furo e da conexão.
Comparar cotações por tonelada sem verificar o comprimento total necessário.
Assumir que diâmetros externos iguais garantem montagens intercambiáveis.
Cada um desses erros pode ser evitado verificando a especificação completa em vez do número do schedule isoladamente.
Não. SCH 80S fornece uma parede mais espessa no mesmo NPS, mas também aumenta o peso e reduz o furo. É apropriado quando o projeto ou a especificação do projeto requer a parede adicional.
Sim, onde o material, a espessura da parede, as conexões e o projeto completo satisfazem os requisitos aplicáveis. SCH 10S é uma designação dimensional em vez de uma proibição de serviço sob pressão.
Não. Por exemplo, NPS 2 SCH 40S tem uma parede nominal de 3,91 mm, enquanto NPS 4 SCH 40S tem uma parede nominal de 6,02 mm.
Não automaticamente. O diâmetro externo permanece o mesmo no mesmo NPS, mas o furo, o peso, a preparação da solda e os requisitos de conexão podem mudar. Obtenha a aprovação técnica necessária antes da substituição.
Nenhuma proporção fixa se aplica. A capacidade de pressão depende das dimensões reais, propriedades do material em temperatura, tolerâncias, tolerância de fabricação e disposições de código aplicáveis.
Não. O sufixo identifica a série dimensional do schedule do tubo de aço inoxidável. A construção sem costura ou soldada deve ser especificada separadamente.
Escolha entre SCH 10S, SCH 40S e SCH 80S estabelecendo a parede necessária, verificando as dimensões disponíveis e confirmando as implicações hidráulicas, de fabricação e de conexão.
Para uma cotação de tubo de aço inoxidável, forneça o grau, o padrão do produto, o padrão dimensional, o NPS, o schedule, a rota de fabricação, a quantidade e os requisitos de comprimento. Inclua a especificação de tubulação aprovada e quaisquer requisitos adicionais de inspeção.
Uma consulta completa torna as cotações comparáveis e ajuda a garantir que o tubo entregue corresponda à instalação pretendida.
