스케줄 40 대 스케줄 80

Schedule 80 파이프는 동일한 공칭 파이프 크기에 대해 Schedule 40보다 더 두꺼운 벽, 더 높은 압력 용량 및 더 나은 기계적 저항을 제공하므로 내부 압력, 기계적 남용, 화학 물질 노출 또는 부식 허용치 감소가 중요한 경우 Schedule 80이 더 안전한 선택이지만, 일상적인 저압 배관, 배수 및 많은 관개 시스템에는 더 가볍고 일반적으로 비용이 저렴하며 종종 올바른 선택이 될 수 있습니다. 애플리케이션에 필요한 작동 압력, 온도, 화학적 호환성, 유압 요구 사항(내경), 코드 요구 사항 및 예산에 따라 선택하세요.

'스케줄'의 의미와 그 출처

용어 "schedule" 는 공칭 파이프 크기(NPS)에 대한 표준화된 벽 두께를 나타냅니다. 스케줄 번호(예: 5, 10, 40, 80, 160)는 단순히 인덱스(스케줄 번호가 높을수록 주어진 NPS에 대해 더 두꺼운 벽)이며, 제조업체와 엔지니어가 치수 및 기계적 성능에 대한 공통된 기준을 갖도록 하기 위해 존재합니다. 강관에 대한 이 스케줄 시스템은 ASME/ANSI 치수 표준에 명문화되어 있으며 크기 및 압력 분류를 위해 금속 및 비금속 파이프에 널리 적용됩니다.

이것이 중요한 이유를 쉽게 설명합니다: 벽이 두꺼우면 압력 강도와 강성은 증가하지만 동일한 외경(OD)에 대한 내부 보어(ID)가 감소하여 흐름과 런의 무게에 영향을 미칩니다.

일반적으로 "스케줄" 번호를 사용하는 자료

스케줄 번호는 여러 파이프 재료에 적용되지만 재료에 따라 그 의미가 다릅니다:

• 용접/심리스 카본 및 스테인리스 스틸 - 스케줄 번호는 ASME B36.10/36.19(치수 및 무게)에 의해 표준화되었습니다. 스케줄에 따라 엔지니어링 압력 계산에 사용되는 벽 두께가 결정됩니다.

• PVC 및 CPVC 플라스틱 파이프 - 제조업체는 동일한 스케줄 라벨(스케줄 40, 80)을 사용하며 ASTM D1785 / ASTM F441은 다양한 크기에 대한 치수 및 성능을 정의하지만 온도, 화학적 노출 및 장기 크리프에 대한 거동은 금속과 다릅니다.

• 기타 자료 (HDPE, 연성 철 등)은 일반적으로 다른 분류 체계(예: DR, PN 또는 클래스)를 사용하며 일반적인 관행에서는 ANSI/ASME "일정" 명명법을 사용하지 않습니다.

물리적 차이: 벽 두께 및 내경

스케줄 40과 스케줄 80의 결정적인 차이점은 다음과 같습니다. 벽 두께. 동일한 공칭 배관 크기(NPS)의 경우, 스케줄 80은 스케줄 40보다 최소 벽 두께가 더 큽니다. 표준 표에서 NPS에 대해 OD가 고정되어 있기 때문에 벽이 두꺼울수록 내경(ID). 이러한 ID 감소는 유량, 마찰 손실 및 속도에 영향을 미치며 무게와 피트당 비용을 약간 증가시킵니다.

실제 결과 요약:

• 힘: Sch 80 > Sch 40(다른 모든 것이 동일할 경우, Sch 80의 파열 및 작동 압력이 더 높음).

• 흐름: Sch 40 ID > Sch 80 ID → Sch 40은 주어진 유량에 대해 약간 더 낮은 헤드 손실을 제공합니다.

• 무게/비용: Sch 80 더 무겁고 피트당 비용이 더 많이 듭니다.

• 피팅: 모든 피팅이 호환되는 것은 아닙니다(벽 두께가 다르면 소켓 피팅, 솔벤트 용접 피팅 및 기계식 커플링에 영향을 줄 수 있습니다).

치수 - 일반적인 값과 간결한 비교표

아래는 치수 차이를 설명하기 위해 일반적으로 사용되는 NPS 크기가 포함된 간단한 기술 표입니다. OD 값은 NPS 표준에 따라 고정되어 있으며, 사용된 벽 두께 숫자는 일반적으로 채택된 스케줄 최소값(ASME/ANSI 표)이며, 내경은 다음과 같이 계산됩니다. ID = OD - 2 × 벽_두께. 모든 치수 정보는 ASME/ANSI 표 및 산업 표에 해당합니다.

(표시된 OD 및 벽 두께 값으로 계산된 ID - 출처: ASME/ANSI/산업별 표).

표에 대한 참고 사항: 표시된 OD는 공칭 크기에 대한 표준 외경이며, 벽 두께는 일정에 따라 변경되지만 OD는 공칭 크기에 대해 일정하게 유지됩니다. 이러한 일반적인 수치는 설계 및 파이프 응력/버스트 계산에 사용되며 제작자, 공급업체 및 엔지니어가 조회 데이터로 사용합니다.

압력 등급 및 온도 영향(표준 및 안전)

압력 기능은 재료, 벽 두께(스케줄), 제조 품질 및 온도에 따라 달라집니다. 용도 금속 파이프압력 등급은 설계 방정식(ASME B31.x 코드 및 재료 허용 응력)에 의해 계산되며 항복률/인장 강도 및 벽 두께의 함수입니다. 의 경우 PVC/CPVC, ASTM D1785 및 특정 제조업체 데이터시트에는 일반적으로 기준 온도(일반적으로 73°F / 23°C)에서 인용된 스케줄에 대한 압력 등급 및 파열 압력이 제공됩니다. 중요한 것은 폴리머 연화 및 크리프로 인해 플라스틱 파이프 등급은 온도가 상승함에 따라 떨어지며, 대부분의 제조업체는 공칭 크기, 일정 및 온도별 허용 작동 압력을 표시하는 표를 제공합니다.

주요 요점

• 스케줄 80은 벽이 더 두껍기 때문에 동일한 직경 및 재료에 대해 스케줄 40보다 더 높은 허용 작동 압력을 제공합니다.

• PVC의 경우 실온(73°F/23°C)에서의 공칭 작동 압력은 ASTM/생산자 표에서 가져온 것이며 안전 계수가 포함되어 있으므로 정확한 수치와 고온에서의 감압에 대해서는 제조업체 성능 시트를 참조해야 합니다.

유압 효과 - 유량, 속도 및 마찰 손실

ID를 약간만 줄여도 유압 동작이 달라집니다:

• 유량 용량(Q) 는 내부 반경의 제곱(면적)에 비례하며, 지름을 조금 줄이면 동일한 체적 유량에서 유량 면적은 줄어들고 속도는 증가합니다.

• 머리 손실 (다아시-바이스바흐)는 속도 제곱과 마찰 계수에 따라 달라지며, 고정 유량에 대한 ID가 작을수록 마찰 손실이 커지며 때로는 장시간 실행 시 크게 증가합니다.

• 펌프 크기 조정 일정 결정을 고려해야 합니다. 예를 들어 4" Sch 80 ID는 ~3.826", Sch 40 ID는 ~4.026"로, 직경이 ~5% 감소하면 단면적이 ~10% 감소하고 동일한 유량에서 헤드 손실이 비슷하게 증가합니다.

디자인 팁: 높은 유속을 전달하는 긴 배관의 경우 Sch 80의 약간의 유압적 불이익이 기계적 이점을 능가할 수 있으며, 짧은 압력 구간이나 위험 서비스 배관의 경우 추가된 벽 두께가 정당화될 수 있습니다.

기계적 및 내구성 고려 사항

신청서에 다음 중 하나 이상이 포함된 경우 Sch 80을 선택합니다:

• 높은 연속 작동 압력 물질적 한계에 근접했습니다.

• 온도 상승 재료 강도 또는 폴리머 크리프가 우려되는 경우.

• 기계적 남용 (충격, 마모, 반복적인 하중, 진동) 벽이 두꺼울수록 저항력이 커집니다.

• 낮은 부식 허용치 - 부식이 예상되는 경우 벽이 두꺼우면 기계적 고장 전에 서비스 수명이 연장됩니다.

• 안전에 중요한 서비스 (예: 압축 공기, 유해 유체가 있는 공정 배관 등) 보존이 필요한 곳입니다.

언제 Sch 40을 선택합니다:

• 압력은 낮고 용도에 맞게 건물/배관 규정에 따라 규제됩니다.

• 유압 효율(ID 최대화)이 우선시됩니다.

• 무게, 유연성 또는 비용 제약이 존재합니다.

예시: 배관이 기계적 손상에 노출될 가능성이 있는 화학 플랜트 2차 시스템에서는 일반적으로 복원력과 안전 계수를 높이기 위해 Sch 80 금속 또는 PVC를 사용합니다.

설치, 피팅 및 호환성

상호 호환성: 금속 나사산, 용접 또는 플랜지 시스템의 경우 주로 벽 두께와 강도에 따라 일정 변경이 중요하며, 피팅은 일반적으로 일정 또는 등급에 따라 제조됩니다. 대상 PVC/CPVC 솔벤트 용접 또는 소켓 피팅벽 두께와 소켓 형상의 차이로 인해 Sch 80 소켓이 Sch 40 스피곳에 꼭 맞을 수 있으므로 항상 제조업체의 지침을 따르세요. 기계식 커플링의 경우 커플링 제조업체의 허용 벽 범위를 확인하세요.

용접 및 제작: Sch 80 강철은 더 두꺼운 베벨과 다른 용접 매개 변수가 필요하며, 용접 시스템의 경우 실제 벽 두께 및 재료 등급에 맞는 용접 절차 사양(WPS)을 작성해야 합니다.

스레드 연결: 나사산 체결 길이와 강도는 벽 두께에 따라 달라지며, 소구경 나사산 배관의 경우 피팅 설계에 따라 Sch 80은 더 큰 유효 나사산 깊이를 제공할 수 있습니다.

코드, 표준 및 조달 사양 작성

구매 주문서 및 엔지니어링 도면에 파이프를 지정할 때는 다음을 사용하십시오. 둘 다 명목상 크기와 일정, 관련되는 경우 재료 표준 및 코드 등을 포함할 수 있습니다:

• 강철의 경우: "NPS 2, SCH 80, ASTM A53 등급 B, 이음매 없는, 정규화된, 일반 끝" 및 치수는 ASME B36.10M을 참조하세요.

• PVC 압력 배관의 경우: "PVC 스케줄 40(ASTM D1785) SDR X, 솔벤트 용접, 73°F에서 제조업체별 압력 등급"을 표시하고 ASTM 또는 제조업체 데이터시트를 첨부하세요.

중요: 국제 배관 코드(IPC), ASME B31.1/B31.3 및 현지 건축 규정과 같은 코드에서는 특정 서비스에 대한 최소 일정/자재 조합을 의무화하는 경우가 많으므로 항상 현지 코드를 확인하시기 바랍니다.

비용, 무게 및 조달 팁

• 재료비: Sch 80은 일반적으로 직경과 재질(PVC 대 강철)에 따라 동일한 공칭 크기의 경우 Sch 40보다 10~40% 더 비쌉니다. 벽 두께가 두꺼울수록 피트당 더 많은 재료가 필요하기 때문에 직경에 따라 비용 차이가 증가합니다.

• 무게: Sch 80은 더 무겁습니다. 지원 설계 및 배송 비용을 고려하세요.

• 리드 타임: Sch 80의 흔하지 않은 사이즈(또는 이국적인 소재)는 리드 타임이 더 길어질 수 있습니다. 제작에 필요한 충분한 리드 타임을 고려하여 주문하세요.

• 현명하게 구매하세요: 공급업체에 철강의 경우 인증된 공장 테스트 보고서(MTR)를, 플라스틱의 경우 제품 인증을 요청하고, 공급업체가 선택에 사용된 치수 및 압력 표를 제공하도록 요구합니다.

실용적인 의사 결정 매트릭스 - 언제 스케줄 40을 선택하세요:

• 가정용 냉수 배관, 배수 또는 관개는 주요 기능이며 압력 요구량은 크지 않습니다.

• 무게와 비용이 중요하며 안전 요소는 사양 내에 있습니다.

• 유압 성능(ID)은 기계적 견고성보다 더 중요합니다.

언제 스케줄 80을 선택하세요:

• 더 높은 작업 압력과 기계적 보호가 필요합니다.

• 허용되는 스트레스를 줄이는 화학적 또는 열적 노출이 예상되거나 발생할 수 있습니다.

• 시스템이 안전이 중요하거나 중공업 환경에 있습니다.

짧은 사례 시나리오

시나리오 A - 주택에 가정용 상수도 공급:
주택 내부의 일반적인 음용 냉수 공급의 경우, 일반적으로 규정에서 허용하는 경우 Schedule 40 CPVC/PVC 또는 Sch 40 구리/스테인리스가 적절하고 경제적입니다.

시나리오 B - 작업장 내 압축 공기 분배:
압축 공기는 주기적인 압력과 피로 및 충격의 가능성으로 인해 많은 매장에서 레이아웃에 따라 금속 Sch 80 또는 그 이상의 Sch 40을 선택합니다.

시나리오 C - 공장의 화학물질 공급 라인:
화학물질 농도와 온도가 허용 응력을 감소시키는 경우, 재료 호환성이 확인된 Sch 80을 선택하거나 내화학성이 높은 재료를 선택하고 제조업체의 내화학성 차트 및 감압 표를 참조하세요.

표 및 기술 퀵 레퍼런스(컴팩트)

표 A - 장단점 비교

표 B - 지정 시기(빠른 체크리스트)

• 고압(> 제조사 Sch40 등급) → Sch 80

• 고온 또는 크리프 우려 → Sch 80 이상 등급 소재

• 높은 유량 효율이 필요한 장거리 → Sch 40 이상의 공칭 파이프 고려

• 부식 허용치가 제한된 부식성 환경 → Sch 80 또는 내식성 합금 선택

자주 묻는 질문

질문: 스케줄 80이 항상 스케줄 40보다 더 강력하나요?
A: 동일한 재료와 공칭 크기인 경우, 예 - 일정 80은 최소 벽 두께가 더 두껍고 따라서 이론적 파열 및 허용 작동 압력이 더 높지만 강도는 재료 등급 및 제작 품질(용접, 접합)에 따라 달라집니다.

질문: 재설계 없이 스케줄 40을 스케줄 80으로 또는 그 반대로 교체할 수 있나요?
A: Sch 40을 Sch 80으로 교체하면 일반적으로 안전 마진이 증가하지만 피팅, 행거, 나사산 또는 소켓 호환성을 확인해야 합니다. Sch 80을 Sch 40으로 교체하려면 압력 및 피로 마진이 허용 가능한 수준으로 유지되도록 엔지니어링 검토가 필요합니다.

Q: PVC와 스틸의 스케줄 번호는 같은 의미인가요?
A: 스케줄 라벨은 재료(PVC, CPVC, 강철)에 따라 벽 두께를 나타내는 지표로 비슷하게 사용되지만 기계적 및 열적 거동은 재료마다 다릅니다. 항상 관련 ASTM/ASME 표준 및 제조업체 표(예: PVC의 경우 ASTM D1785)를 참조하세요.

질문: 일정이 많아지면 비용이 많이 증가하나요?
A: 더 많은 재료와 잠재적으로 더 무거운 피팅으로 인해 비용이 증가합니다. 증가율은 공칭 크기와 재질에 따라 달라지며, 직경이 클수록 절대 및 백분율 차이가 더 큽니다.

질문: Sch 40과 Sch 80의 피팅은 동일한가요?
A: 항상 그런 것은 아닙니다. 소켓 피팅, 솔벤트 용접 피팅 및 일부 기계식 커플링은 일정에 따라 다르므로 해당 피팅의 데이터시트를 확인하세요. 금속 플랜지 시스템에서는 일정보다 플랜지 등급과 용접 절차가 더 중요합니다.

Q6: PVC Sch 40 및 Sch 80의 허용 압력은 온도에 따라 어떻게 변하나요?
A: 폴리머 강도는 온도에 따라 감소하므로 일반적으로 고온에서는 허용 작동 압력이 감소합니다. 제조업체 및 ASTM 표에서 감압 계수를 제공하므로 정확한 수치는 해당 표를 참조하세요.

Q: 화재 스프링클러 시스템에는 어떤 스케줄이 사용되나요?
A: 화재 스프링클러 배관은 일반적으로 NFPA와 같은 표준을 따르며 해당 코드에 지정된 배관 등급/스케줄을 사용합니다. 탄소강 및 구리 시스템은 해당 코드에서 지정한 치수 및 등급을 따르며, NFPA 및 현지 코드를 확인하세요. (현지 규정을 참조하세요.)

Q: 부식 허용량은 일정 선택에 어떤 영향을 미치나요?
A: 부식이 예상되는 경우 두꺼운 벽(Sch 80)은 구조적 고장 전에 더 큰 부식 허용치를 제공하여 잠재적으로 서비스 수명을 늘릴 수 있습니다. 그러나 부식에 강한 재료나 코팅을 선택하는 것이 스케줄을 늘리는 것보다 더 비용 효율적일 수 있습니다.

질문: 스케줄 번호는 국제적으로 사용되나요?
A: ANSI/ASME 일정 시스템은 전 세계적으로 널리 사용되지만 일부 국가와 업계에서는 다른 명칭(예: PN, Class 또는 SDR)을 사용합니다. 국제적으로 작업할 때는 일정과 실제 치수 또는 표준 참조(ASME B36.10M, ASTM D1785)를 모두 명시하세요.

Q: 최종 설계를 위한 공식 치수 및 압력 데이터는 어디에서 찾을 수 있나요?
A: 주요 출처는 표준과 제조업체입니다: 금속 파이프 치수의 경우 ASME B36.10M/B36.19M, PVC/CPVC의 경우 ASTM D1785(및 제조업체 데이터시트), 정의된 온도에서의 압력 등급 표는 신뢰할 수 있는 제조업체 기술 게시판(예: Westlake, Charlotte Pipe)을 참조하세요. 최종 설계에는 항상 제조업체의 인증된 표를 사용하세요.

최종 참고 사항 및 모범 사례 체크리스트

• 항상 선택한 일정을 해당 코드 그리고 제조업체 압력 표 특정 작동 온도와 유체에 맞게 설정하세요.

• 중요하거나 위험한 서비스의 경우, 더 높은 일정 또는 더 높은 사양의 자료를 선택하고 엔지니어링 보고서에 안전 여유를 문서화하세요.

• 확실하지 않은 경우 파이프 공급업체에 인증된 데이터시트를 요청하고 설계 온도에서 허용 가능한 작동 압력을 확인하기 위한 계산을 요청하세요.

권위 있는 참조 자료

• ASTM D1785 - 폴리(염화비닐)(PVC) 플라스틱 파이프 표준 사양, 스케줄 40, 80 및 120
• Westlake Pipe - ASTM D1785 스케줄 80 PVC 압력 파이프 제품 정보(제조업체 압력 및 치수 게시판)
• 샬롯 파이프 - 스케줄 40 및 스케줄 80 PVC/CPVC용 기술 데이터시트(압력/온도 차트)