SCH 10S, SCH 40S và SCH 80S là các lịch trình độ dày thành ống thép không gỉ. Với cùng kích thước ống danh nghĩa, SCH 10S có thành mỏng nhất và lỗ trong lớn nhất, SCH 40S cung cấp thành trung gian, và SCH 80S có thành dày nhất và lỗ nhỏ nhất.
Lựa chọn phù hợp phụ thuộc vào độ dày thành tối thiểu yêu cầu, cấp vật liệu, áp suất và nhiệt độ thiết kế, điều kiện ăn mòn, phương pháp kết nối và đặc điểm kỹ thuật của dự án.
Lịch trình cao hơn không tự động có nghĩa là ống tốt hơn. Nó thay đổi lượng vật liệu, diện tích dòng chảy bên trong, trọng lượng và yêu cầu chế tạo. Việc chọn lịch trình phù hợp có nghĩa là đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật đồng thời tính đến hệ thống lắp đặt hoàn chỉnh.
Bảng so sánh dưới đây áp dụng cho cùng kích thước ống danh nghĩa, vật liệu và tiêu chuẩn kích thước.
| Điểm so sánh | SCH 10S | SCH 40S | SCH 80S |
|---|---|---|---|
| Độ dày thành danh nghĩa | Mỏng nhất trong ba loại | Trung gian | Dày nhất trong ba loại |
| Đường kính ngoài | Giống nhau | Giống nhau | Giống nhau |
| Đường kính trong | Lớn nhất | Trung gian | Nhỏ nhất |
| Trọng lượng ống trên mét | Thấp nhất | Trung gian | Cao nhất |
| Kim loại có sẵn cho các dung sai được chỉ định | Ít nhất | Nhiều hơn | Nhiều nhất |
| Cơ sở lựa chọn | Chấp nhận được khi tất cả các yêu cầu thiết kế và lắp đặt được đáp ứng | Phù hợp khi cần hoặc chỉ định thành dày hơn | Phù hợp khi thiết kế yêu cầu thành nặng hơn |
Không có lịch trình nào trong số này thiết lập giới hạn áp suất hoạt động, nhiệt độ hoặc khả năng chống ăn mòn phổ quát.
Các đặc tính đó phải được đánh giá bằng cách sử dụng đặc điểm kỹ thuật ống thực tế và điều kiện sử dụng.
Hậu tố “S” xác định chuỗi kích thước ống thép không gỉ liên quan đến ASME B36.19.
Nó không có nghĩa là liền mạch. Lịch trình và quy trình sản xuất mô tả các đặc điểm khác nhau:
Lịch trình xác định chuỗi độ dày thành danh nghĩa.
Cấp vật liệu xác định hợp kim được chỉ định.
Quy trình sản xuất xác định ống là liền mạch, hàn hay được sản xuất bằng phương pháp được phép khác.
Tiêu chuẩn sản phẩm thiết lập các yêu cầu về vật liệu, sản xuất và thử nghiệm áp dụng.
Do đó, một mô tả như “316L SCH 40S” vẫn chưa hoàn chỉnh nếu thiếu kích thước ống và đặc điểm kỹ thuật sản phẩm.
Một số kích thước trùng nhau, nhưng các lịch trình không hoàn toàn giống nhau.
ASME xác định sự khác biệt giữa chuỗi thép không gỉ B36.19 và kích thước B36.10 ở một số kích thước nhất định, bao gồm NPS 12 Schedule 40S và NPS 10 và 12 Schedule 80S. Giữ hậu tố và tiêu chuẩn kích thước được chỉ định trên đơn đặt hàng thay vì giả định sự tương đương.
Biểu đồ sau đây so sánh các kích thước danh nghĩa được chọn cho ống thép không gỉ SCH 10S, SCH 40S và SCH 80S.
| Kích thước ống danh nghĩa | Đường kính ngoài, mm | Thành SCH 10S, mm | Thành SCH 40S, mm | Thành 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 |
Đường kính ngoài được làm tròn đến một chữ số thập phân. Giá trị thành là kích thước danh nghĩa, không phải là phép đo tối thiểu được đảm bảo hoặc xếp hạng áp suất. Các kết hợp kích thước này được ghi lại trong các bảng của nhà sản xuất ống thép không gỉ.
Hai điểm đặc biệt hữu ích khi đọc biểu đồ kích thước ống thép không gỉ.
Thứ nhất, một lịch trình không đại diện cho một độ dày thành cố định. SCH 40S là 3.91 mm ở NPS 2 và 6.02 mm ở NPS 4.
Thứ hai, thay đổi lịch trình ở cùng NPS sẽ thay đổi lỗ khoan thay vì đường kính ngoài.
Đối với ống tròn lý tưởng:
Đường kính trong = Đường kính ngoài - 2 × Độ dày thành
Việc chỉ so sánh độ dày thành không cho thấy toàn bộ tác động của việc thay đổi lịch trình.
Ví dụ dưới đây sử dụng:
Đường kính ngoài: 60.3 mm
Kích thước thành danh nghĩa từ bảng trước
Mật độ giả định: 8.000 kg/m³, phù hợp với dữ liệu tham khảo đã công bố cho 316L
Hình học tròn lý tưởng, không bao gồm dung sai kích thước, phụ kiện và chuẩn bị đầu ống
Mật độ là một giả định tính toán, không phải là giá trị phổ quát cho mọi loại thép không gỉ.
| Lịch trình | Thành danh nghĩa, mm | Đường kính trong tính toán, mm | Diện tích dòng chảy tính toán, mm² | Trọng lượng ống lý thuyết, 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 |
Diện tích dòng chảy được tính bằng:
Diện tích dòng chảy = π × Đường kính trong² / 4
Khối lượng ống lý thuyết được tính từ diện tích mặt cắt ngang kim loại và mật độ giả định.
Đối với ví dụ NPS 2 này:
Trọng lượng ống tăng khoảng 90,4%.
Diện tích dòng chảy bên trong giảm khoảng 19,2%.
Vận tốc dòng chảy trung bình tăng khoảng 23,8% ở cùng lưu lượng thể tích.
Một đoạn ống dài 100 mét chứa khoảng 362 kg vật liệu ống.
Đây là những so sánh về hình học, không phải là dự đoán về áp suất hoạt động hoặc hiệu suất hệ thống.
Lỗ khoan nhỏ hơn có thể ảnh hưởng đến tổn thất áp suất và yêu cầu bơm. Trọng lượng lớn hơn ảnh hưởng đến tải trọng xử lý và hỗ trợ. Cần xem xét các hậu quả đó trước khi phê duyệt lịch trình nặng hơn làm sự thay thế.
SCH 10S là một lựa chọn khi độ dày thành yêu cầu có thể đạt được với ống mỏng hơn và hệ thống kết nối được chọn cho phép điều đó.
Ưu điểm thực tế của nó bao gồm trọng lượng vật liệu thấp hơn và lỗ khoan bên trong lớn hơn ở cùng NPS. Những điều này có thể hữu ích khi diện tích dòng chảy, khả năng xử lý và trọng lượng lắp đặt là quan trọng.
Trước khi chọn SCH 10S, hãy xác nhận rằng:
Độ dày thành giao tối thiểu đáp ứng tính toán thiết kế.
Các dung sai ăn mòn, mài mòn và cơ khí đã được giải quyết.
Các yêu cầu về áp suất bên ngoài hoặc chân không được đáp ứng.
Phương pháp nối được phê duyệt cho kích thước ống và độ dày thành.
Chế tạo và xử lý có thể duy trì chất lượng kích thước yêu cầu.
SCH 10S không nên bị hạn chế tự động đối với dịch vụ không áp suất. Tương tự, nó không nên được chấp nhận chỉ vì áp suất hoạt động thông thường có vẻ thấp.
Nhiệt độ thiết kế, quá trình chuyển tiếp, tải trọng cơ học và giới hạn kết nối có thể thay đổi lựa chọn.
SCH 40S trở thành một lựa chọn khi độ dày thành danh nghĩa yêu cầu vượt quá SCH 10S, hoặc khi đặc điểm kỹ thuật ống được phê duyệt yêu cầu điều đó.
Nó cung cấp nhiều vật liệu thành hơn ở cùng NPS trong khi vẫn giữ lỗ khoan lớn hơn và trọng lượng thấp hơn SCH 80S.
Vị trí trung gian đó có thể hữu ích, nhưng nó không làm cho SCH 40S trở thành mặc định phổ quát.
Ví dụ, SCH 40S có thể đáp ứng yêu cầu về độ dày thành của dự án trong khi SCH 10S không đáp ứng. Trong một ứng dụng khác, SCH 10S có thể đã đáp ứng mọi yêu cầu, làm cho vật liệu bổ sung trở nên không cần thiết.
Quyết định nên đến từ lựa chọn độ dày thành ống thép không gỉ, khả năng tương thích kết nối và đặc điểm kỹ thuật ống của dự án.
SCH 80S là một lựa chọn khi thiết kế được phê duyệt yêu cầu thành dày hơn SCH 40S cung cấp.
Các lý do có thể bao gồm yêu cầu độ dày thành tính toán cao hơn, dung sai cơ khí được chỉ định hoặc các điều kiện cụ thể của dự án.
Tuy nhiên, SCH 80S không nên được chọn chỉ vì một hệ thống được mô tả là “áp suất cao.” Mô tả đó không thiết lập cơ sở thiết kế số.
Lịch trình nặng hơn cũng không tự động giải quyết:
Cấp vật liệu không phù hợp.
Ăn mòn do clorua.
Tải trọng giãn nở nhiệt quá mức.
Van hoặc kết nối được xếp hạng không đầy đủ.
Vấn đề mỏi hoặc rung động.
Xác nhận rằng thành bổ sung giải quyết yêu cầu thực tế trước khi chấp nhận trọng lượng bổ sung và lỗ khoan nhỏ hơn.
Lịch trình ống không phải là một lớp áp suất.
Áp suất cho phép của ống phụ thuộc vào đường kính, thành tối thiểu, đặc tính vật liệu ở nhiệt độ, các yếu tố mã áp dụng và dung sai.
Đối với cùng một vật liệu, đường kính, nhiệt độ và cơ sở thiết kế, thành dày hơn thường làm tăng khả năng chịu áp suất bên trong. Không có hệ số nhân phổ quát nào có thể chuyển đổi xếp hạng của SCH 10S thành xếp hạng của SCH 40S hoặc SCH 80S.
Nhiệt độ cũng phải được xem xét. Xếp hạng nhiệt độ phòng không thể tự động áp dụng cho đường ống quy trình nóng.
Mã ống dẫn hiện hành có thể yêu cầu kiểm tra vượt ra ngoài áp suất bên trong ống thẳng, bao gồm độ linh hoạt, tải trọng chu kỳ, áp suất bên ngoài và sự phù hợp của bộ phận. Ví dụ, ASME B31.3 bao gồm vật liệu, thiết kế, chế tạo, kiểm tra và thử nghiệm như một phần của khuôn khổ ống dẫn hoàn chỉnh.
Độ dày thành trong biểu đồ lịch trình là danh nghĩa. Đặc điểm kỹ thuật sản phẩm có thể cho phép dung sai sản xuất âm.
Do đó, một thành danh nghĩa 3.91 mm không nên được coi là thành tối thiểu được đảm bảo 3.91 mm.
Trình tự thích hợp là thiết lập độ dày thành yêu cầu, cộng thêm các dung sai áp dụng, tính đến dung sai sản xuất và sau đó so sánh yêu cầu danh nghĩa kết quả với các lịch trình có sẵn.
Giả sử một đánh giá kỹ thuật đã thiết lập độ dày danh nghĩa yêu cầu cho ống NPS 2, bao gồm các dung sai và dung sai sản xuất liên quan.
Ba lịch trình sau đó có thể được sàng lọc như sau:
| Độ dày danh nghĩa yêu cầu | Ứng cử viên nhẹ nhất trong ba lịch trình này |
|---|---|
| Lên đến 2.77 mm | SCH 10S |
| Lớn hơn 2.77 mm và lên đến 3.91 mm | SCH 40S |
| Lớn hơn 3.91 mm và lên đến 5.54 mm | SCH 80S |
| Lớn hơn 5.54 mm | Không có ba loại này đáp ứng yêu cầu về độ dày |
Đây là một ví dụ sàng lọc kích thước. Nó không thiết lập xếp hạng áp suất hoặc ghi đè các yêu cầu thiết kế và lắp đặt khác.
Sử dụng các quy định về dung sai thực tế của tiêu chuẩn sản phẩm và đặc điểm kỹ thuật được đặt hàng.
SCH 80S không có khả năng chống ăn mòn tốt hơn SCH 10S một cách cố hữu.
Đối với cùng một hợp kim, điều kiện và chất lượng bề mặt, việc tăng độ dày không làm thay đổi hóa học của hợp kim. Thành bổ sung có thể cung cấp dung sai cho sự mất mát vật liệu có thể dự đoán được, nhưng nó không phải là sự thay thế cho việc chọn một cấp phù hợp.
Một so sánh 304 so với 316 thép không gỉ giải quyết sự khác biệt về vật liệu. Một so sánh SCH 10S so với SCH 40S so với SCH 80S giải quyết các kích thước thành.
Các quyết định này nên được đưa ra cùng nhau, mà không coi cái này là sự thay thế cho cái kia.
Khả năng chống ăn mòn phụ thuộc vào vật liệu và môi trường. Tấn công cục bộ hoặc nứt ăn mòn ứng suất vẫn có thể là mối quan tâm ngay cả khi thành ống được tăng lên.
Đối với dịch vụ ăn mòn, hãy đánh giá thành phần chất lỏng, nồng độ, nhiệt độ, chất gây ô nhiễm và điều kiện làm sạch trước khi hoàn thiện lịch trình.
Độ dày thành ảnh hưởng đến yêu cầu chuẩn bị mối nối, lắp ráp và quy trình hàn.
Thành mỏng hơn đòi hỏi kiểm soát cẩn thận sự thẳng hàng và đầu vào nhiệt. Thành dày hơn có thể yêu cầu chuẩn bị khác và nhiều kim loại hàn lắng đọng hơn, tùy thuộc vào mối nối và quy trình.
Hàn thép không gỉ cũng đòi hỏi sự chú ý đến độ sạch, lựa chọn vật liệu phụ và bảo vệ gốc. Hướng dẫn hàn của nhà sản xuất nhấn mạnh kiểm soát nhiệt và lắp ráp vì cả hai đều ảnh hưởng đến biến dạng và chất lượng mối hàn.
Không giả định rằng một quy trình hàn hoặc chuẩn bị đầu ống hiện có có thể được sử dụng không thay đổi sau khi thay thế lịch trình.
Hệ thống nối cơ khí có các yêu cầu cụ thể về kích thước ống, vật liệu, độ dày thành và chuẩn bị đầu ống.
Một khớp nối chấp nhận một đường kính ngoài nhất định không tự động được phê duyệt cho mọi lịch trình ở đường kính đó.
Ví dụ, hệ thống thép không gỉ có rãnh có thể yêu cầu dụng cụ và chuẩn bị theo lịch trình cụ thể. Cần kiểm tra hướng dẫn của nhà sản xuất khớp nối và giới hạn áp suất-nhiệt độ cho sự kết hợp chính xác đang được cung cấp.
Việc ren loại bỏ vật liệu khỏi thành ống. Thành còn lại và dung sai ren áp dụng phải được xem xét.
Chọn độ dày ống và chi tiết kết nối cùng nhau thay vì giả định rằng bất kỳ ống thép không gỉ nào cũng có thể được ren một cách thỏa đáng.
Trọng lượng ống thấp hơn có thể giảm tiêu thụ vật liệu, nhưng giá mua nên được so sánh trên cơ sở nhất quán.
Báo giá mỗi tấn không hiển thị chi phí cho chiều dài đường ống yêu cầu. Khi giá được biểu thị bằng mỗi kilogam:
Chi phí vật liệu ống mỗi mét = Trọng lượng ống mỗi mét × Giá mỗi kilogam
Sử dụng các cấp, tiêu chuẩn, số lượng, chiều dài và điều kiện giao hàng có thể so sánh được.
Tổng chi phí lắp đặt cũng bao gồm chế tạo, phụ kiện, kiểm tra, vận chuyển, xử lý và hỗ trợ. Hiệu suất thủy lực có thể ảnh hưởng đến chi phí vận hành.
Lịch trình nặng hơn có thể được biện minh bởi thiết kế, trong khi lịch trình nhẹ hơn có thể kinh tế khi nó đáp ứng tất cả các yêu cầu. Không nên giả định kết quả nào từ số lịch trình một mình.
SCH 10S, SCH 40S và SCH 80S không xác định liệu ống là 304L, 316L hay hợp kim khác. Chúng cũng không xác định liệu ống là liền mạch hay hàn.
Khi so sánh ống thép không gỉ liền mạch và hàn, hãy xác minh quy trình sản xuất được chỉ định, tiêu chuẩn sản phẩm, kiểm tra và các yếu tố thiết kế áp dụng.
ASTM A312 bao gồm một số quy trình sản xuất ống thép không gỉ Austenitic, bao gồm cả sản phẩm liền mạch và hàn. Chỉ định lịch trình một mình không thiết lập tuân thủ tiêu chuẩn đó.
Mô tả mua hàng nên xác định cấp, đặc điểm kỹ thuật sản phẩm, tiêu chuẩn kích thước, NPS, lịch trình, quy trình sản xuất và điều kiện yêu cầu.
Một số lỗi có thể làm cho một yêu cầu chi tiết trở nên khó đánh giá:
Coi SCH 40S hoặc SCH 80S là xếp hạng áp suất cố định.
Bỏ qua kích thước ống khi chỉ định lịch trình.
Bỏ hậu tố “S” mà không kiểm tra tiêu chuẩn kích thước.
So sánh thành danh nghĩa trực tiếp với yêu cầu thành tối thiểu.
Giả định thành dày hơn cải thiện khả năng chống ăn mòn của hợp kim.
Phê duyệt thay thế lịch trình mà không kiểm tra chi tiết lỗ khoan và kết nối.
So sánh báo giá mỗi tấn mà không kiểm tra tổng chiều dài yêu cầu.
Giả định đường kính ngoài bằng nhau đảm bảo các cụm lắp ráp có thể thay thế cho nhau.
Mỗi lỗi này có thể tránh được bằng cách kiểm tra đặc điểm kỹ thuật hoàn chỉnh thay vì chỉ số lịch trình.
Không. SCH 80S cung cấp thành dày hơn ở cùng NPS, nhưng nó cũng làm tăng trọng lượng và giảm lỗ khoan. Nó phù hợp khi thiết kế hoặc đặc điểm kỹ thuật dự án yêu cầu thành bổ sung.
Có, khi vật liệu, độ dày thành, kết nối và thiết kế hoàn chỉnh đáp ứng các yêu cầu áp dụng. SCH 10S là một chỉ định kích thước chứ không phải là lệnh cấm dịch vụ áp suất.
Không. Ví dụ, NPS 2 SCH 40S có thành danh nghĩa 3.91 mm, trong khi NPS 4 SCH 40S có thành danh nghĩa 6.02 mm.
Không tự động. Đường kính ngoài vẫn giữ nguyên ở cùng NPS, nhưng lỗ khoan, trọng lượng, chuẩn bị mối hàn và yêu cầu kết nối có thể thay đổi. Lấy phê duyệt kỹ thuật cần thiết trước khi thay thế.
Không có tỷ lệ cố định nào áp dụng. Khả năng chịu áp suất phụ thuộc vào kích thước thực tế, đặc tính vật liệu ở nhiệt độ, dung sai, dung sai sản xuất và các quy định mã áp dụng.
Không. Hậu tố xác định chuỗi lịch trình kích thước ống thép không gỉ. Cấu trúc liền mạch hoặc hàn phải được chỉ định riêng.
Chọn trong số SCH 10S, SCH 40S và SCH 80S bằng cách thiết lập độ dày thành yêu cầu, kiểm tra các kích thước có sẵn và xác nhận các hàm ý về thủy lực, chế tạo và kết nối.
Đối với báo giá ống thép không gỉ, hãy cung cấp cấp, tiêu chuẩn sản phẩm, tiêu chuẩn kích thước, NPS, lịch trình, quy trình sản xuất, số lượng và yêu cầu chiều dài. Bao gồm đặc điểm kỹ thuật ống được phê duyệt và bất kỳ yêu cầu kiểm tra bổ sung nào.
Một yêu cầu hoàn chỉnh làm cho báo giá có thể so sánh được và giúp đảm bảo rằng ống được giao phù hợp với việc lắp đặt dự kiến.
