Diferencia entre los tubos de acero SCH 40 y SCH 80

La tubería Schedule 80 tiene paredes más gruesas, un diámetro interior más pequeño y mayor peso que la Schedule 40 para el mismo tamaño nominal de tubería, lo que produce una presión de trabajo admisible más alta y una mayor robustez mecánica; elija SCH 40 para tuberías de uso general, de menor presión y uso estructural más ligero, y elija SCH 80 cuando necesite una presión nominal más alta, un margen mecánico mejorado o más espesor de pared para la tolerancia a la corrosión/desgaste.

El esquema de tuberías es una forma abreviada de controlar el grosor de las paredes sin cambiar el diámetro exterior (para los tamaños de tuberías estándar), de modo que se mantienen la misma geometría y el mismo diámetro exterior de los accesorios mientras varían el área de flujo interno y la capacidad mecánica. Ese único cambio afecta al caudal, la capacidad de presión, el peso, la manipulación y el coste, todos ellos factores críticos para el aprovisionamiento, la fabricación y la seguridad de la planta.

¿Qué es el "horario de tuberías"?

El "esquema de tuberías" es un número que indica el grosor nominal de las paredes de las tuberías fabricadas según las normas ASME/ANSI; los números de esquema más altos significan paredes más gruesas para el mismo tamaño nominal de tubería. El tamaño nominal de la tubería (NPS) y el diámetro exterior (OD) son los anclajes geométricos; el esquema cambia el grosor de la pared (WT) y, por tanto, el diámetro interior (ID) y el peso. Esta convención permite que los accesorios y uniones estándar mantengan constante el diámetro exterior, al tiempo que permiten diferentes características de resistencia/flujo.

Diferencias dimensionales

A continuación se muestra una instantánea comparativa concisa de los valores NPS comunes. Los números están tomados de las tablas de dimensiones ASME/ANSI (ASME B36.10M / tablas de programación comunes) y representan los valores nominales típicos utilizados en las tablas de ingeniería.

Notas de la fuente: Los valores de diámetro exterior se ajustan a ASME B36.10M; los valores de espesor de pared para SCH 40 y SCH 80 son los de la tabla estándar utilizada por los proveedores de materiales y los códigos de tuberías. Para obtener una tabla completa hasta tamaños NPS grandes, consulte ASME B36.10M o una tabla de conexiones ANSI.

Cómo se normalizan los horarios

• ASME B36.10M / B36.19M definen las dimensiones/pesos de los tubos de acero soldados y sin soldadura (abarca desde NPS hasta DN), que son las principales referencias utilizadas por los laminadores y fabricantes.

• Especificaciones ASTM (para la calidad del material y los tipos de fabricación). Algunos ejemplos comunes son ASTM A53/A53M (tubos de acero negro/galvanizado soldados y sin soldadura), ASTM A106 (acero al carbono sin soldadura para servicio a altas temperaturas), ASTM A312 (tubos de acero inoxidable). Estas normas especifican los requisitos químicos, mecánicos y de ensayo, pero no las tablas de dimensiones (que son normas dimensionales).

• Para tuberías de acero de distribución de agua AWWA (por ejemplo, C200) establece requisitos adicionales y criterios de aceptación cuando procede.

Presión nominal, temperatura e implicaciones de diseño

El grosor de la pared afecta directamente a la presión de trabajo admisible calculada de la tubería utilizando fórmulas de tensión de aro de pared fina o pared gruesa (según los códigos de tuberías ASME B31.1/B31.3 y otras normas de diseño). Para un material y una temperatura determinados, las paredes más gruesas (SCH 80) darán lugar a una presión interna admisible mayor antes de ceder o alcanzar el límite de tensión de diseño. Las presiones reales admisibles dependen del límite elástico/resistencia a la tracción del material, la reducción de la temperatura, la tolerancia a la corrosión y los factores de intensificación de la tensión del código elegidos. Las tablas de ingeniería y las tablas de presión de los fabricantes traducen el esquema y el tamaño a una presión nominal práctica para un material y una temperatura específicos.

Materiales y dónde se utiliza cada horario

• Acero al carbono (ASTM A53, A106, API 5L): el emparejamiento más frecuente para SCH 40/SCH 80. El SCH 40 es típico para servicios de baja presión; el SCH 80 para líneas de proceso de alta presión, líneas hidráulicas o cuando se requiere tolerancia a la corrosión.

• Acero inoxidable (ASTM A312): Muchos fabricantes encargan acero inoxidable según los números de referencia para que sea compatible con la geometría de los tornillos y racores existentes.

• PVC/CPVC: Estos materiales también utilizan la nomenclatura "Schedule" (por ejemplo, Schedule 40 PVC vs Schedule 80 PVC), pero la asignación numérica y las características de presión dependen del material y se rigen por las normas de plástico (por ejemplo, ASTM D1785). No dé por sentado que las presiones de las cédulas plásticas coinciden con las de las cédulas metálicas.

Aplicaciones típicas

• SCH 40: fontanería general, HVAC, líneas de proceso de baja presión, andamiaje estructural, conductos, muchas líneas de agua municipales (donde la presión es modesta).

• SCH 80: Líneas hidráulicas de alta presión, servicio de alta temperatura, líneas de alimentación de productos químicos, sistemas diesel/gas, casos en los que se necesita un grosor de pared adicional para permitir la erosión/corrosión o la resistencia a impactos mecánicos.

Compatibilidad de fabricación y accesorios

Dado que el diámetro exterior es el mismo para un NPS dado, muchos componentes de ajuste externo (bridas, abrazaderas, algunos acoplamientos) se ajustan a cualquiera de los dos esquemas, pero las diferencias de diámetro interior afectan al caudal y pueden requerir diferentes selecciones de junta/cara en tolerancias estrechas. El paso de rosca de los accesorios roscados cambia con el espesor de la pared; el SCH 80 reduce la profundidad de la rosca interna y, por tanto, puede afectar a las conexiones roscadas con cinta si no se detalla. La práctica de soldadura es la misma (pero las paredes más gruesas pueden necesitar diferentes parámetros de precalentamiento/soldadura). Consulte siempre al fabricante del accesorio y del código para obtener orientación sobre soldadura/ajuste.

Planificación de la corrosión y la erosión

Seleccionar un esquema suele ser una forma sencilla de añadir un "margen de corrosión". Si se espera que una línea pierda un espesor de pared predecible con el tiempo debido a la corrosión o la abrasión, especificar SCH 80 en lugar de SCH 40 puede posponer la sustitución y aumentar el margen. Sin embargo, la selección del material (aleaciones o revestimientos resistentes a la corrosión) suele ser preferible si la química o el contenido abrasivo atacan rápidamente al acero al carbono. Incluir explícitamente el margen de corrosión en la especificación (por ejemplo, "SCH 40 + 1,5 mm de margen de corrosión") para evitar ambigüedades.

Coste, peso y logística

El peso del material y el coste unitario de SCH 80 son superiores. Un mayor espesor de pared significa más acero por metro (manipulación más pesada, más coste de transporte), un tiempo de soldadura ligeramente diferente (más relleno y calentamiento) y a veces diferentes preparaciones de los extremos de los tubos. En proyectos de gran envergadura, hay que tener cuidado con el presupuesto: SCH 80 aumenta el coste de instalación, pero puede reducir el coste del ciclo de vida en servicios de alta presión o corrosivos. Los plazos de entrega de los proveedores para los perfiles estándar suelen ser cortos cuando hay existencias disponibles; los materiales personalizados o menos comunes (por ejemplo, aceros de baja aleación o perfiles sobredimensionados) tardan más.

MWAlloys nota comercial - aprovisionamiento y suministro de fábrica

MWAlloys fabrica tubos de acero y accesorios relacionados. Para los compradores que buscan el suministro de China: MWAlloys ofrece precios directos de fábrica (precio de salida de fábrica 100%), mantiene existencias para los tamaños comunes SCH 40 y SCH 80, y proporciona un envío rápido para los artículos almacenados. Al ordenar de MWAlloys, especifique: NPS, horario, grado material (designación de ASTM o de API), longitud, final acabado (llano, biselado, roscado), requisitos de prueba (hydrotest, PMI, certificado de la prueba del molino), y final (negro, galvanizado). Nuestra producción puede adaptarse tanto a la clasificación estándar como a la específica de cada proyecto; solicite un presupuesto oficial en el que figuren los certificados de laminación y las condiciones de entrega.

Lista de control de la selección y ejemplo práctico

Lista de comprobación para elegir entre SCH 40 y SCH 80:

• Presión y temperatura máximas de funcionamiento requeridas (condiciones de diseño).

• Medio (¿corrosivo/abrasivo?) y velocidad de corrosión prevista.

• Compatibilidad con los racores y bridas existentes.

• Limitaciones de peso y coste (presupuesto del proyecto y manipulación).

• Consideraciones sobre soldadura/unión y requisitos del código (B31.x).

Ejemplo práctico (simplificado):

• Sistema: línea de acero al carbono de 1", 250 °F, presión de funcionamiento requerida de 400 psi.

  • Las presiones típicas admisibles de SCH 40 (diámetro interior ~1,049 pulg.) pueden ser inferiores a las necesarias. SCH 80 (diámetro interior ~0,957 pulg., pared más gruesa) aumenta la presión de trabajo admisible y proporciona un mayor margen de seguridad, por lo que probablemente sea la opción más conservadora. Para confirmarlo, realice siempre los cálculos exactos de ASME B31.3 con la tensión admisible del material a 250 °F.

Tabla SCH 40 vs SCH 80

(Referencias para los valores de las tablas: Normas dimensionales ASME y tablas de horarios del fabricante).

Preguntas frecuentes

1. ¿El horario es el mismo para todos los materiales?
No. "Schedule" es una convención dimensional que se refiere a las tablas de espesores de pared; el rendimiento de presión para un Schedule determinado depende del material (acero al carbono, inoxidable, PVC, etc.) y de la norma de material aplicable. Por ejemplo, el acero inoxidable Schedule 40 tiene el mismo espesor de pared nominal que el acero al carbono Schedule 40, pero la presión admisible a temperatura depende del material.

2. ¿Una tubería SCH 80 soportará siempre el doble de presión que una SCH 40?
No. La capacidad de presión aumenta con el espesor, pero la relación no es lineal y depende de la resistencia del material y de la temperatura. Utilice las fórmulas del código (ASME B31.3/B31.1) o las tablas de presión del fabricante para conocer los valores exactos permitidos.

3. ¿Puedo unir SCH 40 y SCH 80 en el mismo sistema?
Sí, dado que el diámetro exterior es constante para un NPS determinado, la geometría externa coincide con la de las bridas y muchos acoplamientos. Sin embargo, compruebe el acoplamiento de la rosca, los impactos en el flujo y los requisitos de los códigos para las transiciones. Considere el refuerzo o los accesorios reductores cuando sea necesario.

4. ¿Se requiere SCH 80 para las líneas subterráneas?
No necesariamente. El diseño subterráneo depende de la carga del suelo, los riesgos físicos externos, la presión interna y el riesgo de corrosión. Para algunos servicios enterrados se selecciona un programa o una protección externa (revestimiento, protección catódica) superior. Consulte las normas sobre tuberías (AWWA para el agua, API/ASME para otros servicios).

5. ¿Qué norma me indica las dimensiones exactas?
ASME B36.10M (y B36.19M para acero inoxidable) contiene las tablas de programación y dimensiones (diámetro exterior, espesor de pared nominal).

6. ¿Afecta el programa a la selección de la brida?
Las caras de las bridas y los patrones de los pernos suelen seguir el diámetro exterior/nervio exterior. Pero como el diámetro interior cambia, asegúrese de que la selección de la junta y el índice de presión coinciden con el esquema/material previsto. Los fabricantes suministran las especificaciones de las bridas en función del esquema y la clase.

7. ¿Cuánto más cuesta SCH 80?
El coste depende del tamaño y del material; SCH 80 utiliza más acero por metro, por lo que el coste del material aumenta proporcionalmente al área de la sección transversal, además de la manipulación/elaboración adicionales. Para planificar el presupuesto, solicite al proveedor el peso/precio por metro de ambos esquemas.

8. ¿Son intercambiables el PVC SCH 40 y SCH 80 con el acero?
Los números de referencia de PVC/CPVC son similares en cuanto a dimensiones, pero los límites de presión/temperatura y los tipos de juntas difieren. No mezcle materiales sin un diseño cuidadoso.

9. ¿Qué horarios son "estándar" para tener en stock?
El SCH 40 es el más común. Muchos proveedores también tienen en stock tamaños SCH 80 comunes para aplicaciones industriales. Los diámetros grandes y las aleaciones exóticas suelen fabricarse bajo pedido. Confirme el estado de las existencias con el proveedor (por ejemplo, MWAlloys puede confirmar la disponibilidad de SKU).

10. Si necesito más de SCH 80, ¿qué opciones tengo?
Puede especificar programas superiores (SCH 160, XXS) o clases extrafuertes (XS), o seleccionar un espesor de pared personalizado más pesado según la tabla ASME. También puede elegir una aleación de mayor resistencia para reducir el grosor de la pared y mantener la presión.

Lista de comprobación del pliego de condiciones (qué incluir en el pedido)

• NPS y esquema (por ejemplo, "1 in NPS SCH 80")

• Especificación del material (grado ASTM/AWWA/API y tratamiento térmico) y grado (por ejemplo, ASTM A106 Gr. B)

• Acabado de los extremos (liso, biselado, roscado)

• Longitud o requisito de longitud aleatoria/continua

• Requisitos de la prueba hidrostática y criterios de aceptación

• Tipo de certificado de ensayo de laminación (MTC) requerido (EN 10204 3.1 / 2.2, etc.)

• Acabado de la superficie, revestimiento o galvanización si es necesario

• Cantidad y calendario de entrega (existencias frente a pedidos)

Resumen final

La elección entre Schedule 40 y Schedule 80 es un compromiso entre el diámetro interior/caudal y la capacidad estructural/de presión frente al coste y el peso. Utilice las condiciones de diseño (presión, temperatura, corrosividad, erosión, cargas mecánicas) como factor principal; a continuación, consulte las tablas dimensionales ASME B36.10M y las normas de materiales ASTM pertinentes para finalizar el material y el programa. Para la adquisición en China, MWAlloys ofrece precios de fábrica y opciones de stock para los programas comunes con la documentación de fábrica disponible bajo petición. asme.orgASTM International | ASTM

Referencias autorizadas

• ASME B36.10M - Tubos de acero forjado soldados y sin soldadura (ASME)
• ASTM A53/A53M - Standard Specification for Pipe, Steel, Black and Hot-Dipped, Zinc-Coated, Welded and Seamless (ASTM Internacional)
• AWWA C200 - Tuberías de acero para agua (American Water Works Association)
• Tabla de dimensiones de tuberías ANSI/ASME (PDF) - referencia de tabla de horarios típicos