Труба из нержавеющей стали SCH 10S, SCH 40S и SCH 80S: как выбрать

SCH 10S, SCH 40S и SCH 80S — это стандарты толщины стенки труб из нержавеющей стали. При одинаковом номинальном размере трубы, SCH 10S имеет самую тонкую стенку и самый большой внутренний диаметр, SCH 40S обеспечивает промежуточную стенку, а SCH 80S имеет самую толстую стенку и самый маленький диаметр.

Правильный выбор зависит от требуемой минимальной толщины стенки, марки материала, расчетного давления и температуры, условий коррозии, метода соединения и спецификации проекта.

Более высокий стандарт не означает автоматически лучшую трубу. Он изменяет количество материала, площадь внутреннего потока, вес и требования к изготовлению. Выбор правильного стандарта означает удовлетворение инженерных требований с учетом всей установленной системы.

Приведенное ниже сравнение относится к одному и тому же номинальному размеру трубы, материалу и стандарту размеров.

Ни один из этих стандартов не устанавливает универсальное рабочее давление, температурный предел или коррозионную стойкость.

Эти свойства должны оцениваться с использованием фактической спецификации трубы и условий эксплуатации.

Суффикс «S» обозначает серию размеров труб из нержавеющей стали, связанную с ASME B36.19.

Это не означает бесшовный. Стандарт и метод изготовления описывают разные характеристики:

• Стандарт обозначает серию номинальной толщины стенки.

• Марка материала обозначает указанный сплав.

• Метод изготовления обозначает, является ли труба бесшовной, сварной или изготовлена другим разрешенным методом.

• Стандарт продукта устанавливает применимые требования к материалу, изготовлению и испытаниям.

Таким образом, описание, такое как «316L SCH 40S», остается неполным без размера трубы и спецификации продукта.

Некоторые размеры совпадают, но стандарты не всегда идентичны.

ASME определяет различия между сериями нержавеющей стали B36.19 и размерами B36.10 для определенных размеров, включая NPS 12 Schedule 40S и NPS 10 и 12 Schedule 80S. Указывайте суффикс и стандарт размеров в заказе на поставку, а не предполагайте эквивалентность.

Следующая таблица сравнивает выбранные номинальные размеры для труб из нержавеющей стали SCH 10S, SCH 40S и SCH 80S.

Наружные диаметры округлены до одного десятичного знака. Значения толщины стенки являются номинальными размерами, а не гарантированными минимальными измерениями или расчетными давлениями. Эти комбинации размеров задокументированы в таблицах производителей труб из нержавеющей стали.

Два момента особенно полезны при чтении таблицы размеров труб из нержавеющей стали.

Во-первых, стандарт не представляет собой одну фиксированную толщину стенки. SCH 40S составляет 3,91 мм при NPS 2 и 6,02 мм при NPS 4.

Во-вторых, изменение стандарта при том же NPS изменяет внутренний диаметр, а не наружный.

Для идеальной круглой трубы:

Внутренний диаметр = Наружный диаметр - 2 × Толщина стенки

Сравнение только толщины стенки не показывает полного эффекта изменения стандартов.

Приведенный ниже пример использует:

• Наружный диаметр: 60,3 мм

• Номинальные размеры стенки из предыдущей таблицы

• Предполагаемая плотность: 8000 кг/м³, что соответствует опубликованным справочным данным для 316L

• Идеальная круглая геометрия, исключая допуски размеров, фитинги и подготовку концов

Плотность является предположением для расчета, а не универсальным значением для каждой марки нержавеющей стали.

Площадь потока рассчитывается как:

Площадь потока = π × Внутренний диаметр² / 4

Теоретическая масса трубы рассчитывается из площади поперечного сечения металла и предполагаемой плотности.

Для этого примера NPS 2:

• Вес трубы увеличивается примерно на 90,4%.

• Внутренняя площадь потока уменьшается примерно на 19,2%.

• Средняя скорость потока увеличивается примерно на 23,8% при том же объемном расходе.

• 100-метровый участок трубы содержит примерно 362 кг большего количества трубного материала.

Это геометрические сравнения, а не прогнозы рабочего давления или производительности системы.

Меньший диаметр может повлиять на перепад давления и требования к насосу. Больший вес влияет на нагрузки при транспортировке и поддержке. Эти последствия следует учитывать перед утверждением более тяжелого стандарта в качестве замены.

SCH 10S является кандидатом, когда требуемая толщина стенки может быть достигнута с более тонкой трубой, а выбранная система соединения это позволяет.

Его практические преимущества включают меньший вес материала и больший внутренний диаметр при том же NPS. Это может быть полезно, когда важны площадь потока, транспортировка и установленный вес.

Перед выбором SCH 10S убедитесь, что:

• Минимальная поставленная толщина стенки соответствует расчету проектирования.

• Учтены допуски на коррозию, эрозию и механические нагрузки.

• Удовлетворены требования к внешнему давлению или вакууму.

• Метод соединения одобрен для данного размера трубы и толщины стенки.

• Изготовление и транспортировка могут обеспечить требуемое качество размеров.

SCH 10S не следует автоматически ограничивать неответственными системами. Точно так же его не следует принимать только потому, что нормальное рабочее давление кажется низким.

Расчетная температура, переходные процессы, механические нагрузки и ограничения соединения могут изменить выбор.

SCH 40S становится кандидатом, когда требуемая номинальная толщина стенки превышает SCH 10S, или когда утвержденная спецификация трубопроводов требует этого.

Он обеспечивает больше материала стенки при том же NPS, сохраняя при этом больший диаметр и меньший вес, чем SCH 80S.

Это промежуточное положение может быть полезным, но это не делает SCH 40S универсальным стандартом по умолчанию.

Например, SCH 40S может удовлетворять требованию к толщине стенки проекта, в то время как SCH 10S этого не делает. В другом применении SCH 10S может уже соответствовать всем требованиям, делая дополнительный материал ненужным.

Решение должно исходить из выбора толщины стенки труб из нержавеющей стали, совместимости соединений и спецификации трубопроводов проекта.

SCH 80S является кандидатом, когда утвержденный проект требует более толстой стенки, чем обеспечивает SCH 40S.

Возможные причины включают более высокое расчетное требование к толщине стенки, указанные механические допуски или другие условия, специфичные для проекта.

Однако SCH 80S не следует выбирать только потому, что система описана как «высокое давление». Такое описание не устанавливает числовую основу проектирования.

Более тяжелый стандарт также не решает автоматически следующие проблемы:

• Неподходящая марка материала.

• Коррозия, вызванная хлоридами.

• Чрезмерные нагрузки от теплового расширения.

• Недостаточно рассчитанный клапан или соединение.

• Проблема усталости или вибрации.

Убедитесь, что дополнительная толщина стенки соответствует фактическому требованию, прежде чем принимать дополнительный вес и меньший диаметр.

Стандарт трубы не является классом давления.

Допустимое давление трубы зависит от ее диаметра, минимальной толщины стенки, свойств материала при температуре, применимых коэффициентов кода и допусков.

Для одного и того же материала, диаметра, температуры и основы проектирования более толстая стенка обычно увеличивает способность выдерживать внутреннее давление. Нет универсального множителя, который преобразует рейтинг SCH 10S в рейтинг SCH 40S или SCH 80S.

Температуру также необходимо учитывать. Рейтинг при комнатной температуре не может быть автоматически применен к горячей технологической линии.

Руководящий код трубопроводов может требовать проверок, выходящих за рамки прямого внутреннего давления в трубе, включая гибкость, циклические нагрузки, внешнее давление и пригодность компонентов. Например, ASME B31.3 охватывает материалы, проектирование, изготовление, осмотр и испытания как часть полной системы трубопроводов.

Толщина стенки в таблице стандартов является номинальной. Спецификация продукта может допускать отрицательный производственный допуск.

Таким образом, номинальная толщина стенки 3,91 мм не должна автоматически рассматриваться как гарантированная минимальная толщина стенки 3,91 мм.

Правильная последовательность заключается в установлении требуемой толщины стенки, добавлении применимых допусков, учете производственных допусков, а затем сравнении полученного номинального требования с доступными стандартами.

Предположим, инженерная оценка уже установила требуемую номинальную толщину для трубы NPS 2, включая соответствующие допуски и производственные допуски.

Тогда три стандарта могут быть отфильтрованы следующим образом:

Это пример фильтрации по размерам. Он не устанавливает расчетное давление и не отменяет другие требования к проектированию и монтажу.

Используйте фактические положения о допусках заказанного стандарта продукта и спецификации.

SCH 80S не обладает изначально лучшей коррозионной стойкостью, чем SCH 10S.

Для одного и того же сплава, состояния и качества поверхности увеличение толщины не изменяет химический состав сплава. Дополнительная толщина стенки может обеспечить запас для предсказуемой потери материала, но это не замена выбору подходящей марки.

Сравнение 304 против 316 из нержавеющей стали рассматривает различия в материалах. Сравнение SCH 10S против SCH 40S против SCH 80S рассматривает размеры стенок.

Эти решения должны приниматься совместно, не рассматривая одно как замену другому.

Стойкость к коррозии зависит от материала и окружающей среды. Локализованная атака или коррозионное растрескивание под напряжением могут оставаться проблемой даже при увеличении толщины стенки трубы.

Для коррозионно-активных сред оцените состав жидкости, концентрацию, температуру, загрязнители и условия очистки перед окончательным выбором стандарта.

Толщина стенки влияет на требования к подготовке стыка, подгонке и процедуре сварки.

Более тонкая стенка требует тщательного контроля выравнивания и подвода тепла. Более толстая стенка может потребовать другой подготовки и большего количества наплавленного сварочного металла, в зависимости от стыка и процесса.

Сварка нержавеющей стали также требует внимания к чистоте, выбору присадочного материала и защите корня шва. Руководство производителя по сварке подчеркивает контроль тепла и подгонку, поскольку оба влияют на деформацию и качество сварки.

Не предполагайте, что существующая процедура сварки или подготовка концов могут быть использованы без изменений после замены стандарта.

Механические системы соединения имеют специфические требования к размеру трубы, материалу, толщине стенки и подготовке концов.

Муфта, подходящая для определенного наружного диаметра, не автоматически одобрена для каждого стандарта при этом диаметре.

Например, системы с канавками из нержавеющей стали могут требовать специального инструмента и подготовки для конкретного стандарта. Инструкции производителя соединения и предельные значения давления-температуры должны быть проверены для точной комбинации, которая поставляется.

Нарезание резьбы удаляет материал из стенки трубы. Необходимо учитывать оставшуюся толщину стенки и применимый допуск на резьбу.

Выбирайте толщину трубы и деталь соединения вместе, а не предполагайте, что любую трубу из нержавеющей стали можно удовлетворительно нарезать резьбой.

Меньший вес трубы может снизить расход материала, но цена покупки должна сравниваться на последовательной основе.

Котировка за тонну не показывает стоимость требуемой длины трубопровода. Где цена выражена за килограмм:

Стоимость материала трубы за метр = Вес трубы за метр × Цена за килограмм

Используйте сопоставимые марки, стандарты, количества, длины и условия доставки.

Общая стоимость установки также включает изготовление, фитинги, инспекцию, транспортировку, погрузочно-разгрузочные работы и опоры. Гидравлические характеристики могут повлиять на эксплуатационные расходы.

Более тяжелый стандарт может быть оправдан проектом, в то время как более легкий стандарт может быть экономичным, если он удовлетворяет всем требованиям. Ни один из этих результатов не должен предполагаться только по номеру стандарта.

SCH 10S, SCH 40S и SCH 80S не определяют, является ли труба 304L, 316L или другим сплавом. Они также не определяют, является ли труба бесшовной или сварной.

При сравнении бесшовных и сварных труб из нержавеющей стали, проверьте указанный метод изготовления, стандарт продукта, испытания и применимые коэффициенты проектирования.

ASTM A312 охватывает несколько методов изготовления аустенитных нержавеющих труб, включая бесшовные и сварные изделия. Обозначение стандарта само по себе не устанавливает соответствие этому стандарту.

Описание закупки должно включать марку, спецификацию продукта, стандарт размеров, NPS, стандарт, метод изготовления и требуемое состояние.

Несколько ошибок могут затруднить оценку даже подробного запроса:

• Рассмотрение SCH 40S или SCH 80S как фиксированного расчетного давления.

• Пропуск размера трубы при указании стандарта.

• Удаление суффикса «S» без проверки стандарта размеров.

• Прямое сравнение номинальной толщины стенки с требованием минимальной толщины стенки.

• Предположение, что более толстая стенка улучшает коррозионную стойкость сплава.

• Утверждение замены стандарта без проверки диаметра и деталей соединения.

• Сравнение котировок за тонну без проверки требуемой общей длины.

• Предположение, что одинаковые наружные диаметры гарантируют взаимозаменяемые сборки.

Каждую из этих ошибок можно избежать, проверив полную спецификацию, а не только номер стандарта.

Нет. SCH 80S обеспечивает более толстую стенку при том же NPS, но также увеличивает вес и уменьшает диаметр. Он подходит, когда проект или спецификация проекта требует дополнительной толщины стенки.

Да, если материал, толщина стенки, соединения и полный проект соответствуют применимым требованиям. SCH 10S является обозначением размеров, а не запретом на работу под давлением.

Нет. Например, NPS 2 SCH 40S имеет номинальную толщину стенки 3,91 мм, в то время как NPS 4 SCH 40S имеет номинальную толщину стенки 6,02 мм.

Не автоматически. Наружный диаметр остается прежним при том же NPS, но диаметр, вес, подготовка сварного шва и требования к соединению могут измениться. Получите необходимое техническое одобрение перед заменой.

Нет фиксированного соотношения. Способность выдерживать давление зависит от фактических размеров, свойств материала при температуре, допусков, производственных допусков и применимых положений кода.

Нет. Суффикс обозначает серию размеров труб из нержавеющей стали. Конструкция бесшовная или сварная должна указываться отдельно.

Выбирайте среди SCH 10S, SCH 40S и SCH 80S, установив требуемую толщину стенки, проверив доступные размеры и подтвердив гидравлические, производственные и соединительные последствия.

Для получения коммерческого предложения на трубы из нержавеющей стали укажите марку, стандарт продукта, стандарт размеров, NPS, стандарт, метод изготовления, количество и требуемую длину. Включите утвержденную спецификацию трубопроводов и любые дополнительные требования к инспекции.

Полный запрос делает предложения сопоставимыми и помогает гарантировать, что поставленная труба соответствует предполагаемой установке.