Полное руководство по спецификации труб: от SCH 5S до SCH XXS

Что такое график труб? Объяснение классификации толщины стенок труб

Таблица труб (SCH) — это стандартизированная система обозначения толщины стенок стальных труб, определенная ASME B36.10 для труб из углеродистой и легированной стали и ASME B36.19 для труб из нержавеющей стали. Система графиков была разработана для обеспечения систематического метода определения толщины стенок труб различных номинальных размеров, обеспечивая взаимозаменяемость и прогнозируемую допустимое давление. Чем выше номер сортамента, тем толще стенка трубы для данного номинального диаметра.

Происхождение системы нумерации графиков связано с приблизительной формулой номинального давления: Sch=1000 x P/S, где P — допустимое внутреннее давление в фунтах на квадратный дюйм, а S — допустимое напряжение волокна в фунтах на квадратный дюйм. Например, SCH 40 изначально был разработан для рабочего давления 400 фунтов на квадратный дюйм при уровне напряжения 10 000 фунтов на квадратный дюйм. Несмотря на то, что современные значения допустимых напряжений изменились, номера графиков остаются стандартизированными обозначениями. Понимание этой взаимосвязи имеет решающее значение для инженеров при выборе труб для конкретных условий давления и температуры.

Толщина стенки напрямую определяет способность трубы выдерживать давление. Более толстая стенка обеспечивает более высокое номинальное давление, но увеличивает вес и стоимость. Система расписания позволяет инженерам подобрать оптимальный баланс между производительностью и экономичностью. Подробные расчеты номинального давления см. в нашем «Руководстве по номинальному давлению в трубах».

Полная таблица спецификации труб (SCH 5S - SCH XXS)

Труба малого диаметра (1/2" - 4")

Труба среднего диаметра (6 дюймов - 24")

Труба большого диаметра (26 дюймов - 48")

Для труб диаметром более 24 дюймов система спецификации меняется. Толщина стенки указывается как SCH 20, SCH 30, SCH 40, SCH 60, SCH 80 и SCH 100. Трубы большего размера обычно производятся в виде сварных труб (LSAW или SSAW), поскольку бесшовное производство становится непрактичным при внешнем диаметре более 24 дюймов. Значения толщины стенок труб большого диаметра менее стандартизированы, поэтому покупателям следует обращаться к конкретным спецификациям проекта. ПроизводительPipe поставляет трубы большого диаметра с внешним диаметром до 48 дюймов и толщиной стенок от 6,35 мм до 25,4 мм.

Подробное сравнение SCH 40 и SCH 80

SCH 40 — это наиболее часто используемый сорт труб для промышленного применения. Это эквивалентно историческому обозначению толщины стенки «Стандарт» (STD) для размеров до 10 дюймов, хотя толщина стенок STD выше 10 дюймов отличается от толщины стенок SCH 40. SCH 40 обеспечивает достаточную выдержку давления для большинства применений общего назначения и предлагает наилучшее общее соотношение прочности-к-весу. Он предназначен для систем водоснабжения, сжатого воздуха, пара (от низкого до умеренного давления) и для применения в общих конструкциях.

SCH 80, исторически известный как "Extra Strong" (XS) для меньших размеров, обеспечивает примерно на 30-80 % толще стенок, чем SCH 40, в зависимости от размера. Эта увеличенная толщина стенок напрямую приводит к более высокому рабочему давлению. Например, 2-дюймовая труба из углеродистой стали SCH 80 имеет рабочее давление примерно в 1,5 раза больше, чем труба SCH 40. SCH 80 выбирается для гидравлических систем высокого давления, паропроводов с давлением выше 300 фунтов на квадратный дюйм, тяжелых условий эксплуатации и там, где требуется дополнительный допуск на коррозию. Потеря веса значительна: SCH 80 обычно стоит на 40-80% дороже, чем SCH 40 того же номинального размера из-за дополнительного материала.

Краткий справочник по общему расписанию

СЧ 5С/10С — это листы с самыми тонкими стенками, используемые в основном для труб из нержавеющей стали в сантехнических системах низкого-давления и пищевой промышленности. Суффикс «S» указывает на то, что эти спецификации соответствуют стандарту нержавеющей стали ASME B36.19. SCH 5S часто используется на линиях по производству молочных продуктов и напитков, где скорость потока умеренная, а давление низкое. SCH 10S обеспечивает немного большую прочность, оставаясь при этом легким и простым в сварке. Эти тонкостенные-листы обычно не используются для труб из углеродистой стали, работающих под давлением.

СЧ 40 / СТД – это-стандартная толщина стенок общепромышленных трубопроводов. Он представляет собой наилучший баланс допустимого давления, веса и стоимости для большинства применений. SCH 40 — это стандартная спецификация для систем водоснабжения, систем сжатого воздуха, пара среднего-давления и конструкций. Это наиболее часто встречающийся сорт в запасах дистрибьюторов труб по всему миру.

СЧ 80/XSобеспечивает дополнительную толщину стенок для применений с более высоким давлением. Он указывается, когда рабочее давление превышает возможности SCH 40, когда требуется дополнительный допуск на коррозию или когда требования к механической прочности требуют более толстой стенки. XS (Extra Strong) — традиционное обозначение, которое примерно эквивалентно SCH 80 для размеров 8 дюймов и ниже, хотя точное соотношение зависит от размера.

СЧ 160/ХХСпредставляет самые толстые стены в стандартной системе расписаний. XXS (Double Extra Strong) обеспечивает максимальную толщину стенок, доступную в стандартном исполнении. Эти графики используются в приложениях со сверх-высоким-давлением, таких как гидравлические системы, линии впрыска химикатов под высоким-давлением, а также в критически важных системах, где требуются максимальные запасы безопасности. Вес на метр может быть более чем вдвое больше, чем у SCH 40 при том же номинальном размере.

Разница в расписании по материалам

Сортаменты труб из углеродистой стали определены ASME B36.10, а спецификации труб из нержавеющей стали соответствуют ASME B36.19. Ключевое отличие состоит в том, что сортаменты из нержавеющей стали с суффиксом «S» (SCH 5S, 10S, 40S, 80S) имеют такие же внешние диаметры, как и их аналоги из углеродистой стали, но могут иметь разную толщину стенок. Для SCH 40S и SCH 80S толщина стенок идентична углеродистой стали SCH 40 и SCH 80 для размеров 12 дюймов и меньше. Однако для SCH 5S и SCH 10S толщина стенок из нержавеющей стали меньше, чем у любой марки углеродистой стали, что отражает типичное использование нержавеющей стали в более легких-нагрузках.

Суффикс «S» явно означает, что таблица соответствует стандарту ASME B36.19. При заказе труб из нержавеющей стали важно указать сортировку «S», чтобы обеспечить правильную толщину стенки. Например, заказ «4-дюймовой трубы SCH 10S из нержавеющей стали 304L» гарантирует, что труба соответствует более тонкой стенке стандарта из нержавеющей стали, а не более толстой стенки из углеродистой стали.

Как выбрать график труб по давлению

Выбор типа трубы на основе давления следует фундаментальному соотношению, определяемому формулой Барлоу: t=(P x D) / (2S), где t — минимальная толщина стенки, P — расчетное давление, D — наружный диаметр, а S — допустимое напряжение при расчетной температуре. После расчета минимально необходимой толщины стенки инженер добавляет припуск на коррозию (обычно 1,5–3,0 мм для углеродистой стали) и выбирает следующий более высокий стандартный класс, который обеспечивает как минимум общую требуемую толщину.

Температурное снижение номинальных характеристик существенно влияет на допустимые значения напряжений. Раздел II части D ASME содержит таблицы допустимых напряжений для всех распространенных материалов труб при различных температурах. Например, A106 Gr.B имеет допустимое напряжение 137,9 МПа при 38 градусах, но только 68,9 МПа при 450 градусах. Это снижение на 50% означает, что трубе, подходящей для температуры окружающей среды, может потребоваться более толстая сетка при повышенных температурах. Всегда проверяйте допустимое напряжение при максимальной рабочей температуре перед окончательным выбором графика.

Факторы запаса прочности заложены в допустимые значения напряжений. ASME B31.3 использует коэффициент запаса прочности примерно 3,5 для предельной прочности на разрыв для определения допустимого напряжения. Дополнительные факторы включают коэффициенты качества сварных труб (обычно 0,85–1,0 в зависимости от типа сварного шва и уровня контроля) и коэффициенты качества отливки для литых фитингов. Эти факторы гарантируют, что выбранная схема трубопроводов обеспечит достаточный запас прочности при всех ожидаемых условиях эксплуатации.

Контрольный список выбора спецификации труб

Шаг 1:Определите расчетное давление и температуру системы. Обычно они указаны на схеме трубопроводов и приборов (P&ID) или в технических характеристиках процесса. Шаг 2. Определите материал трубы на основе совместимости жидкостей, температурных ограничений и механических требований. Шаг 3. Найдите допустимое напряжение для выбранного материала при расчетной температуре из раздела II ASME, часть D. Шаг 4. Рассчитайте минимальную требуемую толщину стенки, используя формулу Барлоу, добавьте допуск на коррозию и выберите график, минимальная толщина стенки которого (с учетом производственного допуска) равна или превышает расчетное значение.

Наши возможности поставок

ПроизводительPipe поставляет полный ассортимент труб от SCH 5S до XXS. Наши возможности по производству бесшовных труб простираются от SCH 40 до SCH 160 и имеют размеры от 1/2 до 36 дюймов. Наше производство сварных труб охватывает марки от SCH 5 до SCH 80 диаметром от 1/2 дюйма до 48 дюймов. Мы также предлагаем не-индивидуальную толщину стен для специальных проектов, требующих промежуточных размеров стен. Все трубы поставляются с полными сертификатами заводских испытаний и могут быть проверены-третьей стороной.

Нужна помощь в составлении графика трубопроводов?

Свяжитесь с нашей командой инженеров для получения квалифицированной помощи и конкурентоспособных цен на все сортаменты труб от SCH 5S до XXS.

Получить предложение