スケジュール40とスケジュール80の比較

スケジュール80の管は内部圧力、機械乱用、化学露出または減らされた腐食の許容が問題であるところスケジュール80をより安全な選択にする同じわずかな管サイズのためのスケジュール40より厚い壁、高圧容量およびよりよい機械抵抗を備えている-しかしスケジュール40はより軽く、通常より安価、そして頻繁に日常的な低圧の配管、排水および多くの潅漑システムのための正しい選択である。アプリケーションの必要使用圧力、温度、化学的適合性、油圧ニーズ（内径）、規格要件、予算に合わせて選択する。

スケジュール」の意味と由来

用語 「スケジュール 配管におけるスケジュール番号とは、呼び径(NPS)に対して標準化された肉厚を示すものである。スケジュール番号（例えば、5、10、40、80、160）は、単にインデックスであり、スケジュール番号が高いほど、与えられたNPSの肉厚が厚くなります。鋼管のこのスケジュールシステムは、ASME/ANSI寸法規格に体系化され、サイズ決定や圧力分類のために金属管や非金属管に広く適用されている。

なぜそれが重要なのかをわかりやすく説明する： 肉厚が厚いほど圧力強度と剛性は高まるが、同じ外径（OD）でも内径（ID）が小さくなり、流量と重量に影響する。

スケジュール」番号をよく使う資料

スケジュール番号は複数のパイプ材質に適用されるが、その意味合いは材質によって異なる：

• 溶接/シームレス炭素鋼およびステンレス鋼 - スケジュール番号はASME B36.10/36.19（寸法と重量）で標準化されています。スケジュールは、エンジニアリングの圧力計算に使用される肉厚を決定します。

• PVCおよびCPVCプラスチックパイプ - しかし、温度、化学薬品への暴露、長期クリープに対する挙動は金属とは異なります。

• その他の材料 (HDPE、ダクタイル鋳鉄など）は、通常、異なる分類システム（DR、PN、クラスなど）を使用しており、一般的な実務ではANSI/ASMEの「スケジュール」命名法は使用しない。

物理的な違い：肉厚と内径

スケジュール40とスケジュール80の決定的な違いは 肉厚.同じ呼び径(NPS)であれば、スケジュール80の方がスケジュール40よりも最小肉厚が大きい。規格表ではNPSに対して外径が固定されているため、肉厚を厚くすることで、外径を小さくすることができる。 内径.この内径の縮小は、流下能力、摩擦損失、流速に影響し、重量とフィートあたりのコストをわずかに増加させる。

実用的な結果のまとめ：

• 強さだ： Sch80＞Sch40（破裂圧力と使用圧力はSch80の方が高い。）

• 流れだ： Sch40の内径>Sch80の内径→Sch40の方が、与えられた流量に対してヘッドロスが若干少なくなる。

• 重量/コスト： Sch80の方が重く、フィートあたりのコストは高い。

• フィッティング： すべての継手に互換性があるわけではありません（肉厚が異なると、ソケット継手、溶 接継手、メカニカル・カップリングに影響が出ることがあります）。

寸法 - 典型的な値とコンパクトな比較表

以下は、寸法の違いを説明するために、一般的に使用されているNPSサイズを使った簡単な技術表です。外径の数値はNPS規格により固定されており、肉厚の数値は一般的に採用されているスケジュールの最小値（ASME/ANSIテーブル）を使用し、内径は以下のように計算されます。 ID = OD - 2 × 肉厚.すべての寸法は、ASME/ANSI表および業界表に対応しています。

(内径は外径と肉厚の値から計算：出典：ASME/ANSI/業界の表）。

表に関する注記： 肉厚はスケジュールによって変化するが、外径はその呼び径で一定である。これらの代表的な数値は、設計およびパイプの応力/破裂計算に使用され、加工業者、サプライヤー、エンジニアがルックアップ・データとして使用します。

定格圧力と温度の影響（規格と安全性）

圧力能力は、材質、肉厚（スケジュール）、製造品質、温度によって異なる。使用条件 金属管定格圧力は、設計方程式（ASME B31.xコードと材料の許容応力）によって計算され、降伏/引張強さと肉厚の関数です。定格圧力は PVC/CPVCASTM D1785および各メーカーのデータシートには、各スケジュールの定格圧力と破裂圧力が記載されており、通常、基準温度（一般に73°F / 23°C）での値が示されています。重要なことは、プラスチックパイプの定格圧力は、ポリマーの軟化とクリープにより、温度の上昇とともに低下することです。ほとんどのメーカーは、呼び径、スケジュール、温度別に許容使用圧力を示した表を提示しています。

主な収穫

• スケジュール80は、壁が厚いため、同じ直径と材質でスケジュール40よりも高い許容使用圧力を提供する。

• PVCの場合、室温（73°F / 23°C）での公称使用圧力は、ASTM/メーカーの表から取得し、安全係数を含んでいます。

水力効果 - 流量、流速、摩擦損失

IDが適度に減少するだけでも、水力挙動は変化する：

• 流量（Q） 円形パイプの流速は、内半径の二乗（面積）に比例し、直径を小さくすると流路面積が減少し、同じ体積流量でも流速が増加する。

• ヘッドロス (ダルシー・ワイスバッハ）は、流速の2乗と摩擦係数に依存する。一定の流量で内径を小さくすると摩擦損失が大きくなり、長い流路ではそれが顕著になることもある。

• ポンプのサイジング はスケジュールの決定を考慮しなければならない。例えば、4インチのSch80内径は～3.826インチであるのに対し、Sch40内径は～4.026インチである。直径が～5%減少すると、断面積が～10%減少し、同じ流量でヘッドロスが同程度増加する。

デザインのヒント： 大流量を流す長いパイプラインでは、Sch80のわずかな水力上のペナルティが、その機械的な利点を上回りますが、短い圧力区間や危険なサービス配管では、追加された肉厚を正当化することができます。

機械的および耐久性への配慮

アプリケーションに以下の1つ以上が含まれる場合は、Sch 80を選択する：

• 高い連続使用圧力 材料限界に近い。

• 温度上昇 材料強度やポリマーのクリープが懸念される場合。

• 機械的虐待 (衝撃、摩耗、繰り返し荷重、振動）において、厚い壁が抵抗力を発揮する。

• より低い腐食代 - 腐食が予想される場合は、肉厚を厚くすることで、機械的故障が発生するまでの寿命を延ばすことができる。

• セーフティ・クリティカル・サービス (例えば、圧縮空気、危険な流体を使用するプロセス配管など）。

Sch40を選択する：

• 圧力は低く、使用目的に応じて建築／配管法規で規制されている。

• 水力効率（IDの最大化）が優先される。

• 重量、柔軟性、コストの制約がある。

例 配管が機械的損傷にさらされる可能性のある化学プラントの二次システムでは、弾力性と安全係数向上のため、Sch80金属またはPVCが一般的に使用されます。

取り付け、フィッティング、互換性

互換性： 金属製のねじ式、溶接式、フランジ式システムの場合、スケジュールの変更は主に肉厚と強度に関係する。継手 PVC/PVC溶剤溶接またはソケット継手Sch80のソケットがSch40のスピゴットにぴったり合うのは、肉厚やソケット形状が異なるからである。機械式カップリングの場合は、カップリングメーカーの許容肉厚範囲を確認してください。

溶接と加工： Sch80の鋼材は、より厚い開先と異なる溶接パラメータを必要とします。溶接システムの場合、溶接手順仕様書（WPS）が実際の肉厚と材料等級に合わせて書かれていることを確認してください。

ねじ接続： 小口径のねじ配管では、継手の設計によっては、Sch80の方が有効ねじ深さが大きくなる場合がある。

コード、標準、調達仕様書の作成

発注書や設計図にパイプを指定する場合は、次のようにします。 両方 公称サイズとスケジュールを記載し、関連する場合は材料規格とコードも記載する：

• 鋼の場合鋼の場合：「NPS 2, SCH 80, ASTM A53 Grade B, seamless, normalized, plain end」とし、寸法についてはASME B36.10Mを参照のこと。

• PVC圧力配管の場合「PVC Schedule 40 (ASTM D1785) SDR X, solvent-weld, pressure rating per manufacturer at 73°F" と記載し、ASTM又はメーカーのデータシートを添付すること。

重要だ： 国際配管規約（IPC）、ASME B31.1/B31.3のような規約や、地域の建築規制では、特定のサービスに対して最小限のスケジュールと材料の組み合わせを義務付けていることが多い。

コスト、重量、調達のヒント

• 材料費： Sch80は、口径と材質（PVCかスチールか）にもよりますが、同じ呼び径でSch40より10-40%高いのが一般的です。肉厚が増すと1フィートあたりの材料が増えるため、直径が大きくなるほどコストの差は大きくなります。

• 体重だ： Sch80の方が重いので、サポートの設計と輸送コストを考慮すること。

• リードタイム Sch80（またはエキゾチック素材）の一般的でないサイズは、リードタイムが長くなる場合があります。製造のために十分なリードタイムを持って注文してください。

• 賢く買おう： サプライヤーには、鋼材の場合は認定試験報告書（MTR）、プラスチックの場合は製品認定書を提出してもらい、選定に使用した寸法表と圧力表を提出するよう要求する。

実用的な決定マトリックス - スケジュール40を選択する場合：

• 家庭用の冷水配管、排水、灌漑が主な機能であり、必要な圧力は控えめである。

• 重量とコストは重要であり、安全係数は仕様の範囲内である。

• 油圧性能（ID）は機械的堅牢性よりも重要である。

スケジュール80を選ぶ：

• より高い作動圧力と機械的保護が要求される。

• 許容応力を減少させる化学的あるいは熱的な暴露が予想される、あるいはその可能性がある。

• システムがセーフティ・クリティカルであるか、重工業環境である。

ショート・ケース・シナリオ

シナリオA - 住宅への給水：
住宅内の一般的な飲料用冷水供給には、Schedule 40 CPVC/PVC（法令で許可されている場合）またはSch 40銅/ステンレスが通常適切で経済的です。

シナリオB - ワークショップでの圧縮空気の分配：
圧縮空気は、繰り返し圧力と疲労や衝撃の可能性から、Sch80が有利に働くことが多い。多くのショップは、レイアウトに応じて金属製のSch80か、より大きなSch40を選ぶ。

シナリオC - 工場内の化学薬品供給ライン：
化学物質の濃度と温度によって許容応力が低下する場合は、材料適合性が確認されたSch80を選ぶか、耐薬品性の高い材料を選ぶ。

表と技術クイックリファレンス（コンパクト）

表A-長所と短所の比較

表B-いつ指定するか（クイック・チェックリスト）

• 高圧（メーカー定格Sch40以上）→Sch80

• 高温またはクリープの懸念 → Sch 80 またはそれ以上のグレードの材料

• 高い流量効率を必要とする長距離運転 → Sch40以上の呼び径のパイプを検討

• 腐食許容範囲が限定された腐食性環境 → Sch 80 または耐食性合金を選択

よくある質問

Q: スケジュール80は常にスケジュール40より強いのですか？
A: 同じ材質と呼び径であれば、そうです。スケジュール80の方が最小肉厚が大きいため、理論上の破裂圧力と許容使用圧力が高くなります。しかし、強度も材質等級と加工品質（溶接部、接合部）に左右されます。

Q: スケジュール40をスケジュール80に、またはその逆に、設計変更なしで交換できますか？
A: Sch40からSch80への交換は、一般的に安全マージンを増加させますが、継手、ハンガー、スレッドまたはソケットの互換性を確認する必要があります。Sch80からSch40への交換は、圧力および疲労マージンが許容範囲内に保たれることを確認するために、エンジニアリングのレビューが必要です。

Q: スケジュール番号はPVCとスチールで同じ意味ですか？
A: スケジュールラベルは、材質（PVC、CPVC、スチール）を問わず肉厚の指標として同様に使用されるが、機械的、熱的挙動は材質によって異なる。必ずASTM/ASME規格やメーカーの表（例：PVCはASTM D1785）を参照してください。

Q: スケジュールが上がると、コストはかなり上がるのですか？
A: 材料が多くなり、継手が重くなる可能性があるため、コストが増加する。増加率は呼び径と材質によって異なり、呼び径が大きいほど絶対値も割合も大きくなります。

Q: 継手はSch40とSch80で同じですか？
A: 必ずしもそうとは限らない。ソケット継手、 溶接継手、いくつかのメカニカル・ カップリングは、スケジュール固有である。金属フランジ・システムでは、フランジ定格と溶接手順が、スケジュールだけよりも重要である。

Q6: PVC Sch40とSch80の許容圧力は、温度によってどのように変化しますか？
A: ポリマーの強度は温度とともに低下するため、許容使用圧力は通常、高温で低下します。メーカーやASTMの表には軽減係数が記載されています。

Q: 防火スプリンクラーシステムでは、どのスケジュールが使用されますか？
A: 消火スプリンクラー配管は、通常NFPAなどの規格に従い、それらの規格で指定されたパイプクラス/スケジュールを使用します。炭素鋼と銅のシステムは、適用される規格で指定された寸法とクラスに従ってください。(地域の法令を参照)。

Q：腐食許容量はスケジュールの選択にどのように影響しますか？
A: 腐食が予想される場合、肉厚（Sch80）を厚くすることで、構造破壊までの腐食許容量が大きくなり、耐用年数が延びる可能性がある。しかし、耐腐食性の材料やコーティングを選択することで、スケジュールのアップサイジングだけよりも費用対効果が高くなる場合がある。

Q: スケジュール番号は国際的に使用されていますか？
A: ANSI/ASMEスケジュールシステムは世界的に広く使用されていますが、国や業界によっては代替呼称（PN、Class、SDRなど）を使用しているところもあります。国際的な作業を行う場合は、スケジュールと実際の寸法の両方を指定するか、標準参照（ASME B36.10M、ASTM D1785）を指定してください。

Q: 最終設計に必要な寸法と圧力の公式データはどこで入手できますか？
A: 主な情報源は規格とメーカーです：金属パイプの寸法についてはASME B36.10M / B36.19M、PVC/CPVCについてはASTM D1785（およびメーカーのデータシート）、定められた温度における定格圧力表については信頼できるメーカーの技術資料（例えば、Westlake、Charlotte Pipe）を参照。最終的な設計には、必ずメーカーの認定表を使用してください。

最終メモとベストプラクティス・チェックリスト

• スケジュールの選択は常に 適用コード そして メーカー圧力表 特定の使用温度と流体に対して。

• クリティカルまたは危険なサービスについては、より高いスケジュールまたはより高い仕様の材料を選択し、エンジニアリング・レポートに安全マージンを文書化する。

• 疑問がある場合は、パイプ・サプライヤーに認証データシートを求め、設計温度での許容使用圧力を確認するための計算を依頼すること。

権威ある参考文献

• ASTM D1785 - ポリ塩化ビニル(PVC)プラスチックパイプ、スケジュール40、80、120の標準仕様書
• ウエストレイクの管- ASTM D1785 スケジュール80ポリ塩化ビニール圧力管製品情報(製造業者の圧力及び次元の公報)
• Charlotte Pipe - スケジュール40 & スケジュール80 PVC/CPVCのテクニカルデータシート (圧力/温度チャート)