Differenza tra i tubi in acciaio SCH 40 e SCH 80

Il tubo Schedule 80 ha pareti più spesse, un foro interno più piccolo e un peso maggiore rispetto allo Schedule 40 a parità di dimensione nominale del tubo, il che si traduce in una pressione di esercizio ammissibile più elevata e in una maggiore robustezza meccanica; scegliete SCH 40 per tubazioni generiche a bassa pressione e per usi strutturali più leggeri, e scegliete SCH 80 quando avete bisogno di una pressione nominale più elevata, di un margine meccanico migliore o di un maggiore spessore delle pareti per la resistenza alla corrosione e all'usura.

La schedulazione dei tubi è un'abbreviazione che controlla lo spessore delle pareti senza modificare il diametro esterno (per i tubi di dimensioni standard), in modo da mantenere la stessa geometria del raccordo e il diametro esterno, pur variando l'area di flusso interna e la capacità meccanica. Questa singola modifica influisce sulla portata, sulla capacità di pressione, sul peso, sulla movimentazione e sul costo, tutti elementi critici per l'approvvigionamento, la fabbricazione e la sicurezza dell'impianto.

Che cosa si intende per "programma di tubazioni"?

"Pipe schedule" è un numero che indica lo spessore nominale delle pareti per i tubi prodotti secondo gli standard dimensionali ASME/ANSI; numeri di schedule più alti significano pareti più spesse a parità di dimensioni nominali del tubo. La dimensione nominale del tubo (NPS) e il diametro esterno (OD) sono i punti di riferimento per la geometria; il programma cambia lo spessore della parete (WT) e quindi il diametro interno (ID) e il peso. Questa convenzione consente ai raccordi e alle unioni standard di mantenere costante il diametro esterno, pur consentendo diverse caratteristiche di resistenza/flusso.

Differenze dimensionali

Di seguito è riportata un'istantanea comparativa dei valori NPS più comuni. I numeri sono tratti dalle tabelle dimensionali ASME/ANSI (ASME B36.10M / tabelle di pianificazione comuni) e rappresentano i valori nominali tipici utilizzati nelle tabelle di progettazione.

Note sulla fonte: I valori del diametro esterno seguono la norma ASME B36.10M; i valori dello spessore delle pareti per SCH 40 e SCH 80 corrispondono alle tabelle standard utilizzate dai fornitori di materiali e dai codici delle tubazioni. Per una tabella completa fino alle grandi dimensioni NPS, consultare la norma ASME B36.10M o una tabella ANSI.

Come vengono standardizzati gli orari

• ASME B36.10M / B36.19M definiscono le dimensioni e i pesi per i tubi in acciaio saldati e senza saldatura (da NPS a DN), che sono i riferimenti principali utilizzati dalle acciaierie e dai fabbricanti.

• Specifiche ASTM (per la qualità dei materiali e i tipi di produzione) - esempi comuni sono ASTM A53/A53M (tubi in acciaio saldati e senza saldatura neri/zincati), ASTM A106 (acciaio al carbonio senza saldatura per servizio ad alta temperatura), ASTM A312 (tubi in acciaio inossidabile). Queste norme specificano i requisiti chimici, meccanici e di collaudo, ma non le tabelle degli orari (che sono norme dimensionali).

• Per i tubi in acciaio per la distribuzione dell'acqua il AWWA (ad esempio, C200) fornisce ulteriori requisiti e criteri di accettazione, ove applicabili.

Pressione nominale, temperatura e implicazioni progettuali

Lo spessore della parete influisce direttamente sulla pressione di esercizio calcolata del tubo utilizzando le formule di sollecitazione a parete sottile o a parete spessa (secondo i codici delle tubazioni ASME B31.1/B31.3 e altre regole di progettazione). Per un dato materiale e una data temperatura, le pareti più spesse (SCH 80) determineranno una pressione interna ammissibile più elevata prima di cedere o raggiungere il limite di sollecitazione di progetto. Le pressioni reali ammissibili dipendono dalla resistenza allo snervamento/alla trazione del materiale, dal declassamento della temperatura, dalla tolleranza alla corrosione e dai fattori di intensificazione delle sollecitazioni scelti dal codice. Le tabelle ingegneristiche e i diagrammi di pressione dei produttori traducono i programmi e le dimensioni in una pressione nominale pratica per un materiale e una temperatura specifici.

Materiali e luoghi di utilizzo di ciascun programma

• Acciaio al carbonio (ASTM A53, A106, API 5L): l'accoppiamento più frequente per SCH 40/SCH 80. SCH 40 è tipico per il servizio a bassa pressione; SCH 80 per le linee di processo a pressione più elevata, per le linee idrauliche o quando è richiesta una tolleranza alla corrosione.

• Acciaio inossidabile (ASTM A312): Le tabelle si applicano in modo analogo; molti fabbricanti ordinano l'acciaio inossidabile in base ai numeri di tabella per la compatibilità con la geometria esistente di bulloni e raccordi.

• PVC/CPVC: Anche questi materiali utilizzano la nomenclatura "schedule" (ad esempio, Schedule 40 PVC vs Schedule 80 PVC), ma la mappatura numerica e le caratteristiche di pressione dipendono dal materiale e sono regolate dalle norme sulla plastica (ad esempio, ASTM D1785). Non dare per scontato che le pressioni dei tubi in plastica corrispondano a quelle dei tubi metallici.

Applicazioni tipiche

• SCH 40: impianti idraulici generali, HVAC, linee di processo a bassa pressione, impalcature strutturali, condotti, molte linee idriche comunali (dove la pressione è modesta).

• SCH 80: linee idrauliche ad alta pressione, servizio ad alta temperatura, linee di alimentazione chimica, sistemi diesel/gas, casi in cui è necessario un maggiore spessore delle pareti per evitare l'erosione/corrosione o la resistenza agli impatti meccanici.

Compatibilità con la fabbricazione e i raccordi

Poiché il diametro esterno (OD) è lo stesso per un dato NPS, molti componenti ad accoppiamento esterno (flange, morsetti, alcuni giunti) si adattano a entrambi gli schemi, ma le differenze di ID influiscono sul flusso e possono richiedere la selezione di guarnizioni/superfici diverse in caso di tolleranze ristrette. L'impegno della filettatura per i raccordi filettati cambia in base allo spessore della parete; SCH 80 riduce la profondità della filettatura interna e può quindi influire sulle connessioni filettate se non viene specificato. La pratica di saldatura è la stessa (ma pareti più spesse possono richiedere parametri di preriscaldamento/saldatura diversi). Consultare sempre il produttore del raccordo e del codice per le indicazioni sulla saldatura/adattamento.

Pianificazione della corrosione e dell'erosione

La scelta di un programma è spesso un modo semplice per aggiungere un "margine di corrosione". Se si prevede che una linea perderà nel tempo uno spessore di parete prevedibile a causa della corrosione o dell'abrasione, specificare SCH 80 piuttosto che SCH 40 può posticipare la sostituzione e aumentare il margine. Tuttavia, la scelta del materiale (leghe o rivestimenti resistenti alla corrosione) è di solito preferibile se la chimica o il contenuto di abrasivi attaccano rapidamente l'acciaio al carbonio. Includere esplicitamente la tolleranza alla corrosione nelle specifiche (ad esempio, "SCH 40 + 1,5 mm di tolleranza alla corrosione") per evitare ambiguità.

Costi, peso e compromessi logistici

Il peso del materiale SCH 80 e il costo unitario sono più elevati. L'aumento dello spessore delle pareti comporta una maggiore quantità di acciaio per metro (movimentazione più pesante, maggiori costi di trasporto), tempi di saldatura leggermente diversi (maggiore quantità di riempimento e riscaldamento) e talvolta una diversa preparazione delle estremità dei tubi. Per progetti di grande metratura, è necessario valutare attentamente il budget: SCH 80 aumenta il costo di installazione ma può ridurre il costo del ciclo di vita in caso di servizio ad alta pressione o corrosivo. I tempi di consegna dei fornitori per i tubi standard sono di solito brevi, quando sono disponibili a magazzino; i materiali personalizzati o meno comuni (ad esempio, acciai basso-legati o tubi sovradimensionati) richiedono tempi più lunghi.

Nota commerciale MWAlloys - Approvvigionamento e fornitura in fabbrica

MWAlloys produce tubi in acciaio e relativi raccordi. Per gli acquirenti che cercano forniture dalla Cina: MWAlloys offre prezzi diretti di fabbrica (prezzo in uscita dalla fabbrica 100%), mantiene scorte per le dimensioni comuni SCH 40 e SCH 80 e fornisce spedizioni rapide per gli articoli in stock. Quando si ordina a MWAlloys, specificare: NPS, profilo, grado del materiale (designazione ASTM o API), lunghezza, finitura finale (liscia, smussata, filettata), requisiti di collaudo (hydrotest, PMI, certificato di collaudo) e finitura (nera, zincata). La nostra produzione è in grado di soddisfare sia la classificazione standard che quella specifica del progetto; si prega di richiedere un'offerta ufficiale che elenchi i certificati della cartiera e i termini di consegna.

Lista di controllo per la selezione ed esempio di lavoro

Lista di controllo per la scelta tra SCH 40 e SCH 80:

• Pressione e temperatura di esercizio massime richieste (condizioni di progetto).

• Mezzi (corrosivi/abrasivi?) e tasso di corrosione previsto.

• Compatibilità con i raccordi e le flange esistenti.

• Vincoli di peso e di costo (budget del progetto e gestione).

• Considerazioni sulla saldatura/giunzione e requisiti del codice (B31.x).

Esempio di lavoro (semplificato):

• Sistema: linea in acciaio al carbonio da 1", 250°F, pressione di esercizio richiesta 400 psi.

  • Le pressioni ammissibili tipiche di SCH 40 (ID ~1,049 in) possono essere inferiori al necessario. SCH 80 (ID ~0,957 in, parete più spessa) aumenta la pressione di esercizio consentita e fornisce un margine di sicurezza più elevato: probabilmente è la scelta più prudente. Eseguire sempre i calcoli esatti ASME B31.3 con le sollecitazioni ammissibili del materiale a 250°F per confermare.

Tabella SCH 40 vs SCH 80

(Riferimenti per i valori delle tabelle: Norme dimensionali ASME e tabelle di pianificazione del produttore).

Domande frequenti

1. Il programma è lo stesso per tutti i materiali?
No. "Schedule" è una convenzione dimensionale che si riferisce alle tabelle di spessore delle pareti; le prestazioni in termini di pressione per un determinato schema dipendono dal materiale (acciaio al carbonio, inossidabile, PVC, ecc.) e dallo standard applicabile. Ad esempio, l'acciaio inossidabile Schedule 40 ha lo stesso spessore nominale dell'acciaio al carbonio Schedule 40, ma la pressione ammissibile alla temperatura dipende dal materiale.

2. Un tubo SCH 80 è sempre in grado di gestire il doppio della pressione di un tubo SCH 40?
La capacità di pressione aumenta con lo spessore, ma la relazione non è lineare e dipende dalla resistenza del materiale e dalla temperatura. Utilizzare le formule del codice (ASME B31.3/B31.1) o le tabelle di pressione del produttore per i valori esatti consentiti.

3. Posso unire SCH 40 e SCH 80 nello stesso sistema?
Sì, poiché il diametro esterno è costante per un dato NPS, la geometria esterna corrisponde alle flange e a molti accoppiamenti. Tuttavia, verificare l'impegno della filettatura, gli impatti sul flusso e i requisiti del codice per le transizioni. Considerare il rinforzo o i raccordi di riduzione dove necessario.

4. Per le linee interrate è richiesto lo standard SCH 80?
Non necessariamente. La progettazione interrata dipende dal carico del terreno, dai rischi fisici esterni, dalla pressione interna e dal rischio di corrosione. Per alcuni servizi interrati si sceglie un programma più elevato o una protezione esterna (rivestimento, protezione catodica). Consultare le norme sulle condutture (AWWA per l'acqua, API/ASME per altri servizi).

5. Quale norma mi indica le dimensioni esatte?
La norma ASME B36.10M (e B36.19M per gli inossidabili) contiene le tabelle dei programmi e le dimensioni (OD, spessore nominale delle pareti).

6. Il programma influisce sulla scelta della flangia?
Le facce delle flange e gli schemi dei bulloni seguono tipicamente OD/NPS. Tuttavia, poiché l'ID cambia, è necessario assicurarsi che la scelta della guarnizione e la classe di pressione corrispondano al programma/materiale previsto. I produttori forniscono le specifiche delle flange in base al programma e alla classe.

7. Quanto costa in più il modello SCH 80?
Il costo dipende dalle dimensioni e dal materiale; SCH 80 utilizza una quantità maggiore di acciaio per metro, quindi il costo del materiale aumenta proporzionalmente all'area della sezione trasversale, oltre a una maggiore manipolazione/lavorazione. Per la pianificazione del budget, richiedere al fornitore il peso/prezzo al metro per entrambi i programmi.

8. I PVC SCH 40 e SCH 80 sono intercambiabili con l'acciaio?
I numeri di programma di PVC/CPVC sono dimensionalmente simili, ma i limiti di pressione/temperatura e i tipi di giunzione differiscono. Non mescolare i materiali senza un'attenta progettazione.

9. Quali sono i programmi "standard" da tenere in magazzino?
SCH 40 è il più comunemente disponibile a magazzino. Molti fornitori hanno a disposizione anche i comuni formati SCH 80 per le applicazioni industriali. I grandi diametri e le leghe esotiche sono in genere prodotti su ordinazione. Confermare lo stato delle scorte con il fornitore (ad esempio, MWAlloys può confermare la disponibilità di SKU).

10. Se ho bisogno di più di SCH 80, quali sono le opzioni?
È possibile specificare programmi più elevati (SCH 160, XXS) o classi extra-forti (XS), oppure selezionare uno spessore personalizzato della parete più pesante secondo la tabella ASME. In alternativa, è possibile scegliere una lega a più alta resistenza per ridurre lo spessore della parete pur rispettando la pressione.

Lista di controllo delle specifiche (cosa inserire nel PO)

• NPS e programma (ad esempio, "1 in NPS SCH 80")

• Specifiche del materiale (grado ASTM/AWWA/API e trattamento termico) e grado (ad esempio, ASTM A106 Gr. B)

• Finitura dell'estremità (liscia, smussata, filettata)

• Lunghezza o requisito di lunghezza casuale/continua

• Requisiti per la prova idrostatica e criteri di accettazione

• Tipo di certificato di prova del mulino (MTC) richiesto (EN 10204 3.1 / 2.2 ecc.)

• Finitura superficiale, rivestimento o zincatura se necessario

• Quantità e tempi di consegna (a magazzino o su ordinazione)

Sintesi della chiusura

La scelta tra Schedule 40 e Schedule 80 è un compromesso tra foro interno/portata e capacità strutturale/pressione rispetto a costo e peso. Le condizioni di progetto (pressione, temperatura, corrosività, erosione, carichi meccanici) sono il fattore principale, quindi è necessario controllare le tabelle dimensionali ASME B36.10M e gli standard dei materiali ASTM per definire il materiale e il programma. Per l'approvvigionamento dalla Cina, MWAlloys offre prezzi di fabbrica e opzioni di magazzino per i programmi più comuni, con documentazione di laminazione disponibile su richiesta. asme.orgASTM International | ASTM

Riferimenti autorevoli

• ASME B36.10M - Tubi in acciaio battuto saldati e senza saldatura (ASME)
• ASTM A53/A53M - Specifiche standard per tubi di acciaio, neri e rivestiti di zinco a caldo, saldati e senza saldatura (ASTM International)
• AWWA C200 - Tubi d'acciaio per acqua (American Water Works Association)
• Tabella delle dimensioni dei tubi ANSI/ASME (PDF) - riferimento alla tabella degli schemi tipici