Kompletny przewodnik po harmonogramie rur: od SCH 5S do SCH XXS

Co to jest harmonogram rur? Wyjaśnienie klasyfikacji grubości ścianek rur

Pipe Schedule (SCH) to znormalizowany system oznaczania grubości ścianek rur stalowych, zdefiniowany w normie ASME B36.10 dla rur ze stali węglowej i stopowej oraz ASME B36.19 dla rur ze stali nierdzewnej. System zestawień został opracowany w celu zapewnienia systematycznej metody określania grubości ścianek rur w różnych średnicach nominalnych, zapewniając wymienność i przewidywalną zdolność ciśnieniową. Im wyższy numer zestawienia, tym grubsza ścianka rury dla danej średnicy nominalnej.

Pochodzenie systemu numeracji harmonogramów wiąże się z przybliżonym wzorem na ciśnienie znamionowe: Sch=1000 x P/S, gdzie P to dopuszczalne ciśnienie wewnętrzne w psi, a S to dopuszczalne naprężenie włókna w psi. Na przykład SCH 40 został pierwotnie zaprojektowany na ciśnienie robocze 400 psi przy poziomie naprężenia 10 000 psi. Chociaż współczesne dopuszczalne wartości naprężeń uległy zmianie, numery harmonogramów pozostają znormalizowanymi oznaczeniami. Zrozumienie tej zależności ma kluczowe znaczenie dla inżynierów przy wyborze rury dla określonych warunków ciśnienia i temperatury.

Grubość ścianki bezpośrednio określa zdolność rury do utrzymywania ciśnienia. Grubsza ściana zapewnia wyższą wartość ciśnienia, ale zwiększa wagę i koszty. System harmonogramów umożliwia inżynierom wybór optymalnej równowagi pomiędzy wydajnością ciśnieniową a oszczędnością. Szczegółowe obliczenia ciśnienia znamionowego można znaleźć w naszym Przewodniku dotyczącym wartości znamionowych ciśnienia w rurach.

Kompletny schemat harmonogramu rur (SCH 5S - SCH XXS)

Rura o małym otworze (1/2" - 4")

Rura o średniej średnicy (6" - 24")

Rura o dużym średnicy (26" - 48")

W przypadku rur większych niż 24 cale zmienia się system zestawień. Grubość ścianki jest określona jako SCH 20, SCH 30, SCH 40, SCH 60, SCH 80 i SCH 100. Te większe rozmiary są zwykle produkowane jako rury spawane (LSAW lub SSAW), ponieważ produkcja bez szwu staje się niepraktyczna powyżej 24 cali OD. Wartości grubości ścianek rur o dużej średnicy są mniej znormalizowane i kupujący powinni zapoznać się ze specyfikacjami konkretnego projektu. Producent rur dostarcza rury o dużej średnicy do 48 cali OD i grubości ścianek od 6,35 mm do 25,4 mm.

Szczegółowe porównanie SCH 40 i SCH 80

SCH 40 to najczęściej stosowany harmonogram rur w zastosowaniach przemysłowych. Jest to odpowiednik historycznego oznaczenia grubości ścianki „Standard” (STD) dla rozmiarów do 10 cali, chociaż powyżej 10 cali STD ma inną grubość ścianki niż SCH 40. SCH 40 zapewnia odpowiednią zdolność ciśnieniową do większości ogólnych zastosowań serwisowych i oferuje najlepszą ogólną wartość pod względem stosunku wytrzymałości-do-wagi. Jest przeznaczony do instalacji wodnych, sprężonego powietrza, pary (od niskiego do średniego ciśnienia) i ogólnych zastosowań konstrukcyjnych.

SCH 80, historycznie znany jako „Extra Strong” (XS) dla mniejszych rozmiarów, zapewnia około 30-80% grubsze ścianki niż SCH 40, w zależności od rozmiaru. Ta zwiększona grubość ścianki przekłada się bezpośrednio na wyższe ciśnienia robocze. Na przykład 2-calowa rura SCH 80 ze stali węglowej ma ciśnienie robocze około 1,5 razy większe niż SCH 40. SCH 80 jest wybierana do wysokociśnieniowych układów hydraulicznych, przewodów parowych powyżej 300 psi, trudnych warunków pracy i tam, gdzie wymagany jest dodatkowy naddatek na korozję. Zmniejszenie masy jest znaczne: SCH 80 kosztuje zazwyczaj 40–80% więcej niż SCH 40 przy tym samym rozmiarze nominalnym ze względu na dodatkowy materiał.

Krótkie omówienie wspólnego harmonogramu

SCH 5S/10Sto najcieńsze konstrukcje ścienne, stosowane głównie do rur ze stali nierdzewnej-w niskociśnieniowych instalacjach sanitarnych i przetwórstwie żywności. Sufiks „S” wskazuje, że te harmonogramy są specyficzne dla normy ASME B36.19 dotyczącej stali nierdzewnej. SCH 5S jest powszechny w liniach mleczarskich i napojów, gdzie prędkość przepływu jest umiarkowana, a ciśnienie niskie. SCH 10S zapewnia nieco większą wytrzymałość, a jednocześnie jest lekki i łatwy do spawania. Te zestawienia cienkościenne-nie są zazwyczaj stosowane w przypadku rur ze stali węglowej w zastosowaniach ciśnieniowych.

SCH 40 / STDto-standardowa grubość ścianki rurociągów przemysłowych. Stanowi najlepszą równowagę pomiędzy wydajnością ciśnieniową, wagą i kosztem dla większości zastosowań. SCH 40 to domyślna specyfikacja dla dystrybucji wody, systemów sprężonego powietrza, pary o umiarkowanym-ciśnieniu i zastosowań konstrukcyjnych. Jest to najczęściej uzupełniany harmonogram w magazynach dystrybutorów rur na całym świecie.

SCH 80 / XSzapewnia dodatkową grubość ścianki dla zastosowań o wyższym ciśnieniu. Jest on stosowany, gdy ciśnienia robocze przekraczają możliwości SCH 40, gdy potrzebny jest dodatkowy naddatek na korozję lub gdy wymagania dotyczące wytrzymałości mechanicznej wymagają grubszej ścianki. XS (Extra Strong) to tradycyjne oznaczenie, które w przybliżeniu odpowiada SCH 80 dla rozmiarów 8 cali i mniejszych, chociaż dokładna zależność różni się w zależności od rozmiaru.

SCH 160 / XXSreprezentuje najgrubsze ściany w standardowym układzie zestawieniowym. XXS (Double Extra Strong) zapewnia maksymalną grubość ścianki dostępną w standardzie. Te harmonogramy są używane w zastosowaniach ultra-wysokiego-ciśnienia, takich jak układy hydrauliczne, linie wtrysku chemikaliów pod wysokim-ciśnieniem i usługi o znaczeniu krytycznym, gdzie wymagane są maksymalne marginesy bezpieczeństwa. Masa na metr może być ponad dwukrotnie większa niż w przypadku SCH 40 przy tym samym rozmiarze nominalnym.

Różnice w harmonogramie według materiału

Wykazy rur ze stali węglowej są określone w normie ASME B36.10, natomiast wykazy rur ze stali nierdzewnej są zgodne z normą ASME B36.19. Kluczowa różnica polega na tym, że konstrukcje ze stali nierdzewnej z przyrostkiem „S” (SCH 5S, 10S, 40S, 80S) mają takie same średnice zewnętrzne jak ich odpowiedniki ze stali węglowej, ale mogą mieć różną grubość ścianek. W przypadku stali SCH 40S i SCH 80S grubość ścianek jest identyczna jak w przypadku stali węglowej SCH 40 i SCH 80 dla rozmiarów 12 cali i mniejszych. Jednak w przypadku stali SCH 5S i SCH 10S grubość ścianek stali nierdzewnej jest mniejsza niż w przypadku jakiejkolwiek stali węglowej, co odzwierciedla typowe zastosowanie stali nierdzewnej w-mniejszych zastosowaniach.

Sufiks „S” wyraźnie oznacza, że ​​harmonogram pochodzi z normy ASME B36.19. Przy zamawianiu rur ze stali nierdzewnej ważne jest określenie zestawienia „S”, aby zapewnić dostawę odpowiedniej grubości ścianki. Na przykład zamówienie „4-calowej rury ze stali nierdzewnej SCH 10S 304L” gwarantuje, że rura będzie zgodna z cieńszą ścianką standardowej stali nierdzewnej, a nie cięższej standardowej stali węglowej.

Jak wybrać harmonogram rur według ciśnienia

Wybór harmonogramu rur na podstawie ciśnienia odbywa się zgodnie z podstawową zależnością określoną wzorem Barlowa: t=(P x D) / (2S), gdzie t to minimalna grubość ścianki, P to ciśnienie projektowe, D to średnica zewnętrzna, a S to dopuszczalne naprężenie w temperaturze projektowej. Po obliczeniu minimalnej wymaganej grubości ścianki inżynier dodaje naddatek na korozję (zwykle 1,5-3,0 mm dla stali węglowej) i wybiera kolejny wyższy standardowy harmonogram, który zapewnia co najmniej całkowitą wymaganą grubość.

Obniżenie wartości znamionowych temperatury znacząco wpływa na dopuszczalne wartości naprężeń. Sekcja II część D ASME zawiera tabele dopuszczalnych naprężeń dla wszystkich popularnych materiałów rurowych w różnych temperaturach. Na przykład A106 Gr.B ma dopuszczalne naprężenie 137,9 MPa przy 38 stopniach, ale tylko 68,9 MPa przy 450 stopniach. Ta redukcja o 50% oznacza, że ​​rura odpowiednia w temperaturze otoczenia może wymagać grubszej konstrukcji w podwyższonych temperaturach. Przed ostatecznym wyborem harmonogramu należy zawsze sprawdzić dopuszczalne naprężenie w maksymalnej temperaturze roboczej.

Współczynniki bezpieczeństwa są wbudowane w dopuszczalne wartości naprężeń. ASME B31.3 wykorzystuje współczynnik bezpieczeństwa wynoszący około 3,5 w odniesieniu do wytrzymałości na rozciąganie w celu określenia dopuszczalnego naprężenia. Dodatkowe czynniki obejmują współczynniki jakości spawanych rur (zwykle 0,85–1,0 w zależności od rodzaju spoiny i poziomu kontroli) oraz współczynniki jakości odlewu dla złączek odlewanych. Czynniki te zapewniają, że wybrany harmonogram rur zapewnia odpowiedni margines na wypadek awarii we wszystkich przewidywanych warunkach pracy.

Lista kontrolna wyboru harmonogramu rur

Krok 1:Określ ciśnienie projektowe i temperaturę systemu. Są one zazwyczaj określone na schemacie rurociągów i oprzyrządowania (P&ID) lub w arkuszu danych procesu. Krok 2: Zidentyfikuj materiał rury na podstawie kompatybilności płynów, ograniczeń temperaturowych i wymagań mechanicznych. Krok 3: Sprawdź dopuszczalne naprężenie dla wybranego materiału w temperaturze projektowej z ASME, sekcja II część D. Krok 4: Oblicz minimalną wymaganą grubość ścianki za pomocą wzoru Barlowa, dodaj naddatek na korozję i wybierz zestawienie, którego minimalna grubość ścianki (uwzględniając tolerancję produkcyjną) jest równa lub przekracza obliczoną wartość.

Nasze możliwości dostaw

ProducentPipe dostarcza pełną gamę harmonogramów rur od SCH 5S do XXS. Nasza oferta rur bez szwu obejmuje rury od SCH 40 do SCH 160 w rozmiarach od 1/2” do 36”. Nasza produkcja rur spawanych obejmuje średnice od SCH 5 do SCH 80 w rozmiarach od 1/2” do 48”. Oferujemy również-indywidualizację grubości ścian w przypadku specjalnych projektów wymagających pośrednich wymiarów ścian. Wszystkie rury są dostarczane z pełnymi certyfikatami testów walcowni i mogą być sprawdzane-przez stronę trzecią.

Potrzebujesz pomocy w zakresie harmonogramu rur?

Skontaktuj się z naszym zespołem inżynierów, aby uzyskać fachowe wskazówki i konkurencyjne ceny na wszystkie harmonogramy rur od SCH 5S do XXS.

Uzyskaj wycenę