Τι είναι το Pipe Schedule; Ταξινόμηση Πάχους Τοιχώματος Σωλήνα Εξηγημένη
Το Pipe Schedule (SCH) είναι το τυποποιημένο σύστημα χαρακτηρισμού πάχους τοιχώματος για χαλυβδοσωλήνες, που ορίζεται από το ASME B36.10 για σωλήνες από ανθρακούχο και κραματοποιημένο χάλυβα, και από το ASME B36.19 για σωλήνες από ανοξείδωτο χάλυβα. Το σύστημα schedule αναπτύχθηκε για να παρέχει μια συστηματική μέθοδο προσδιορισμού των πάχων τοιχώματος σωλήνα σε διάφορα ονομαστικά μεγέθη, εξασφαλίζοντας εναλλαξιμότητα και προβλέψιμη ικανότητα πίεσης. Όσο υψηλότερος είναι ο αριθμός schedule, τόσο παχύτερο είναι το τοίχωμα του σωλήνα για δεδομένη ονομαστική διάμετρο.
Η προέλευση του συστήματος αρίθμησης schedule σχετίζεται με τον κατά προσέγγιση τύπο ονομαστικής πίεσης: Sch = 1000 x P/S, όπου P είναι η επιτρεπόμενη εσωτερική πίεση σε psi και S είναι η επιτρεπόμενη τάση ίνας σε psi. Για παράδειγμα, το SCH 40 σχεδιάστηκε αρχικά για πίεση λειτουργίας 400 psi σε επίπεδο τάσης 10.000 psi. Ενώ οι σύγχρονες επιτρεπόμενες τιμές τάσης έχουν αλλάξει, οι αριθμοί schedule παραμένουν ως τυποποιημένοι χαρακτηρισμοί. Η κατανόηση αυτής της σχέσης είναι κρίσιμη για τους μηχανικούς κατά την επιλογή σωλήνα για συγκεκριμένες συνθήκες πίεσης και θερμοκρασίας.
Το πάχος τοιχώματος καθορίζει άμεσα την ικανότητα συγκράτησης πίεσης του σωλήνα. Ένα παχύτερο τοίχωμα παρέχει υψηλότερη ονομαστική πίεση αλλά προσθέτει βάρος και κόστος. Το σύστημα schedule επιτρέπει στους μηχανικούς να επιλέξουν τη βέλτιστη ισορροπία μεταξύ ικανότητας πίεσης και οικονομίας. Για λεπτομερείς υπολογισμούς ονομαστικής πίεσης, ανατρέξτε στον Οδηγό Ονομαστικής Πίεσης Σωλήνα μας.
Πλήρης Πίνακας Pipe Schedule (SCH 5S - SCH XXS)
Σωλήνας Μικρής Διαμέτρου (1/2" - 4")
| NB (ίντσες) | DN | OD (mm) | SCH 40 WT (mm) | SCH 80 WT (mm) | SCH 160 WT (mm) | XXS WT (mm) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1/2" | 15 | 21.3 | 2.77 | 3.73 | 4.78 | 7.47 |
| 3/4" | 20 | 26.7 | 2.87 | 3.91 | 5.56 | 7.82 |
| 1" | 25 | 33.4 | 3.38 | 4.55 | 6.35 | 9.09 |
| 1-1/2" | 40 | 48.3 | 3.68 | 5.08 | 7.14 | 10.16 |
| 2" | 50 | 60.3 | 3.91 | 5.54 | 8.74 | 11.07 |
| 3" | 80 | 88.9 | 5.49 | 7.62 | 11.13 | 15.24 |
| 4" | 100 | 114.3 | 6.02 | 8.56 | 13.49 | 17.12 |
Σωλήνας Μεσαίας Διαμέτρου (6" - 24")
| NB (ίντσες) | DN | OD (mm) | SCH 40 WT (mm) | SCH 80 WT (mm) | SCH 120 WT (mm) |
|---|---|---|---|---|---|
| 6" | 150 | 168.3 | 7.11 | 10.97 | 14.27 |
| 8" | 200 | 219.1 | 8.18 | 12.70 | 15.09 |
| 10" | 250 | 273.1 | 9.27 | 12.70 | 15.09 |
| 12" | 300 | 323.9 | 9.53 | 12.70 | 15.09 |
| 16" | 400 | 406.4 | 9.53 | 12.70 | 16.66 |
| 20" | 500 | 508.0 | 9.53 | 12.70 | 19.05 |
| 24" | 600 | 609.6 | 9.53 | 12.70 | 20.62 |
Σωλήνας Μεγάλης Διαμέτρου (26" - 48")
Για σωλήνες μεγαλύτερους από 24", το σύστημα schedule αλλάζει. Το πάχος τοιχώματος προσδιορίζεται ως SCH 20, SCH 30, SCH 40, SCH 60, SCH 80 και SCH 100. Αυτά τα μεγαλύτερα μεγέθη παράγονται συνήθως ως συγκολλητοί σωλήνες (LSAW ή SSAW) καθώς η κατασκευή χωρίς ραφή γίνεται μη πρακτική πάνω από 24" OD. Οι τιμές πάχους τοιχώματος για σωλήνες μεγάλης διαμέτρου είναι λιγότερο τυποποιημένες, και οι αγοραστές θα πρέπει να ανατρέχουν σε συγκεκριμένες προδιαγραφές έργου. Η ManufacturerPipe προμηθεύει σωλήνες μεγάλης διαμέτρου έως 48" OD με πάχη τοιχώματος από 6,35 mm έως 25,4 mm.
Λεπτομερής Σύγκριση SCH 40 vs SCH 80
Το SCH 40 είναι το πιο συχνά καθοριζόμενο pipe schedule σε βιομηχανικές εφαρμογές. Είναι ισοδύναμο με τον ιστορικό χαρακτηρισμό πάχους τοιχώματος "Standard" (STD) για μεγέθη έως 10", αν και πάνω από 10" το STD έχει διαφορετικό πάχος τοιχώματος από το SCH 40. Το SCH 40 παρέχει επαρκή ικανότητα πίεσης για τις περισσότερες γενικές εφαρμογές εξυπηρέτησης και προσφέρει την καλύτερη συνολική αξία όσον αφορά την αναλογία αντοχής προς βάρος. Καθορίζεται για συστήματα νερού, πεπιεσμένου αέρα, ατμού (χαμηλής έως μέτριας πίεσης) και γενικές δομικές εφαρμογές.
Το SCH 80, ιστορικά γνωστό ως "Extra Strong" (XS) για μικρότερα μεγέθη, παρέχει περίπου 30-80% παχύτερα τοιχώματα από το SCH 40 ανάλογα με το μέγεθος. Αυτό το αυξημένο πάχος τοιχώματος μεταφράζεται άμεσα σε υψηλότερες πιέσεις λειτουργίας. Για παράδειγμα, ένας σωλήνας ανθρακούχου χάλυβα 2 ιντσών SCH 80 έχει πίεση λειτουργίας περίπου 1,5 φορά μεγαλύτερη από αυτή του SCH 40. Το SCH 80 επιλέγεται για υδραυλικά συστήματα υψηλής πίεσης, γραμμές ατμού άνω των 300 psi, σοβαρές συνθήκες εξυπηρέτησης και όπου απαιτείται πρόσθετο περιθώριο διάβρωσης. Η ποινή βάρους είναι σημαντική: Το SCH 80 συνήθως κοστίζει 40-80% περισσότερο από το SCH 40 για το ίδιο ονομαστικό μέγεθος λόγω του πρόσθετου υλικού.
| Παράμετρος | SCH 40 | SCH 80 |
|---|---|---|
| Πάχος Τοιχώματος (4" NB) | 6,02 mm | 8,56 mm |
| Βάρος (4" NB) | 16,08 kg/m | 22,32 kg/m |
| Πίεση Λειτουργίας (4" A106 Gr.B) | ~15,5 MPa | ~23,0 MPa |
| Κύρια Εφαρμογή | Γενικές βιομηχανικές σωληνώσεις | Συστήματα υψηλής πίεσης |
Γρήγορη Αναφορά Κοινών Schedule
Τα SCH 5S / 10S είναι τα λεπτότερα τοιχώματα schedule, που χρησιμοποιούνται κυρίως για σωλήνες από ανοξείδωτο χάλυβα σε εφαρμογές χαμηλής πίεσης σε βιομηχανίες υγιεινής και τροφίμων. Το επίθημα "S" υποδεικνύει ότι αυτά τα schedule είναι ειδικά για το πρότυπο ASME B36.19 για ανοξείδωτο χάλυβα. Το SCH 5S είναι κοινό σε γραμμές γαλακτοκομικών και ποτών όπου η ταχύτητα ροής είναι μέτρια και η πίεση χαμηλή. Το SCH 10S παρέχει ελαφρώς μεγαλύτερη αντοχή ενώ παραμένει ελαφρύ και εύκολο στη συγκόλληση. Αυτά τα λεπτά τοιχώματα schedule δεν χρησιμοποιούνται συνήθως για σωλήνες ανθρακούχου χάλυβα σε εφαρμογές πίεσης.
Το SCH 40 / STD είναι το βιομηχανικό πρότυπο πάχος τοιχώματος για γενικές βιομηχανικές σωληνώσεις. Αντιπροσωπεύει την καλύτερη ισορροπία ικανότητας πίεσης, βάρους και κόστους για τις περισσότερες εφαρμογές. Το SCH 40 είναι η προεπιλεγμένη προδιαγραφή για διανομή νερού, συστήματα πεπιεσμένου αέρα, ατμό μέτριας πίεσης και δομικές εφαρμογές. Είναι το πιο συχνά αποθηκευμένο schedule στα αποθέματα διανομέων σωλήνων παγκοσμίως.
Το SCH 80 / XS παρέχει επιπλέον πάχος τοιχώματος για εφαρμογές υψηλότερης πίεσης. Καθορίζεται όταν οι πιέσεις λειτουργίας υπερβαίνουν τις δυνατότητες του SCH 40, όταν απαιτείται πρόσθετο περιθώριο διάβρωσης ή όταν οι απαιτήσεις μηχανικής αντοχής απαιτούν παχύτερο τοίχωμα. Το XS (Extra Strong) είναι ο παραδοσιακός χαρακτηρισμός που είναι περίπου ισοδύναμος με το SCH 80 για μεγέθη 8" και κάτω, αν και η ακριβής σχέση ποικίλλει ανά μέγεθος.
Τα SCH 160 / XXS αντιπροσωπεύουν τα παχύτερα τοιχώματα στο τυπικό σύστημα schedule. Το XXS (Double Extra Strong) παρέχει το μέγιστο πάχος τοιχώματος διαθέσιμο ως τυπικό προϊόν. Αυτά τα schedule χρησιμοποιούνται σε εφαρμογές υπερ-υψηλής πίεσης, όπως υδραυλικά συστήματα, γραμμές χημικής έγχυσης υψηλής πίεσης και κρίσιμες υπηρεσίες όπου απαιτούνται μέγιστα περιθώρια ασφαλείας. Το βάρος ανά μέτρο μπορεί να είναι περισσότερο από διπλάσιο από αυτό του SCH 40 για το ίδιο ονομαστικό μέγεθος.
Διαφορές Schedule ανά Υλικό
Τα schedule για σωλήνες ανθρακούχου χάλυβα ορίζονται από το ASME B36.10, ενώ τα schedule για σωλήνες από ανοξείδωτο χάλυβα ακολουθούν το ASME B36.19. Η βασική διαφορά είναι ότι τα schedule από ανοξείδωτο χάλυβα με επίθημα "S" (SCH 5S, 10S, 40S, 80S) έχουν τις ίδιες εξωτερικές διαμέτρους με τα αντίστοιχα ανθρακούχου χάλυβα, αλλά μπορεί να έχουν διαφορετικά πάχη τοιχώματος. Για SCH 40S και SCH 80S, τα πάχη τοιχώματος είναι πανομοιότυπα με τα SCH 40 και SCH 80 ανθρακούχου χάλυβα για μεγέθη 12" και κάτω. Ωστόσο, για SCH 5S και SCH 10S, τα πάχη τοιχώματος από ανοξείδωτο χάλυβα είναι λεπτότερα από οποιοδήποτε schedule ανθρακούχου χάλυβα, αντανακλώντας την τυπική χρήση του ανοξείδωτου χάλυβα σε ελαφρύτερες εφαρμογές.
Το επίθημα "S" δηλώνει ρητά ότι το schedule προέρχεται από το πρότυπο ASME B36.19. Κατά την παραγγελία σωλήνων από ανοξείδωτο χάλυβα, είναι σημαντικό να καθορίσετε το schedule "S" για να διασφαλιστεί ότι παρέχεται το σωστό πάχος τοιχώματος. Για παράδειγμα, η παραγγελία "σωλήνας από ανοξείδωτο χάλυβα 4 ιντσών SCH 10S 304L" διασφαλίζει ότι ο σωλήνας ακολουθεί το λεπτότερο τοίχωμα του προτύπου ανοξείδωτου χάλυβα αντί για το βαρύτερο πρότυπο ανθρακούχου χάλυβα.
Πώς να Επιλέξετε Pipe Schedule με Βάση την Πίεση
Η επιλογή του pipe schedule με βάση την πίεση ακολουθεί τη θεμελιώδη σχέση που ορίζεται από τον τύπο του Barlow: t = (P x D) / (2S), όπου t είναι το ελάχιστο πάχος τοιχώματος, P είναι η πίεση σχεδιασμού, D είναι η εξωτερική διάμετρος και S είναι η επιτρεπόμενη τάση στη θερμοκρασία σχεδιασμού. Μετά τον υπολογισμό του ελάχιστου απαιτούμενου πάχους τοιχώματος, ο μηχανικός προσθέτει το περιθώριο διάβρωσης (συνήθως 1,5-3,0 mm για ανθρακούχο χάλυβα) και επιλέγει το επόμενο υψηλότερο τυπικό schedule που παρέχει τουλάχιστον το συνολικό απαιτούμενο πάχος.
Η μείωση λόγω θερμοκρασίας επηρεάζει σημαντικά τις επιτρεπόμενες τιμές τάσης. Το ASME Section II Part D παρέχει πίνακες επιτρεπόμενης τάσης για όλα τα κοινά υλικά σωλήνων σε διάφορες θερμοκρασίες. Για παράδειγμα, το A106 Gr.B έχει επιτρεπόμενη τάση 137,9 MPa στους 38°C αλλά μόνο 68,9 MPa στους 450°C. Αυτή η μείωση 50% σημαίνει ότι ένας σωλήνας επαρκής σε θερμοκρασία περιβάλλοντος μπορεί να χρειαστεί παχύτερο schedule σε υψηλότερες θερμοκρασίες. Πάντα να επαληθεύετε την επιτρεπόμενη τάση στη μέγιστη θερμοκρασία λειτουργίας πριν οριστικοποιήσετε την επιλογή schedule.
Οι συντελεστές ασφαλείας είναι ενσωματωμένοι στις επιτρεπόμενες τιμές τάσης. Το ASME B31.3 χρησιμοποιεί συντελεστή ασφαλείας περίπου 3,5 στην τελική εφελκυστική αντοχή για τον προσδιορισμό της επιτρεπόμενης τάσης. Πρόσθετοι παράγοντες περιλαμβάνουν συντελεστές ποιότητας για συγκολλητούς σωλήνες (συνήθως 0,85-1,0 ανάλογα με τον τύπο συγκόλλησης και το επίπεδο επιθεώρησης) και συντελεστές ποιότητας χύτευσης για χυτά εξαρτήματα. Αυτοί οι παράγοντες διασφαλίζουν ότι το επιλεγμένο pipe schedule παρέχει επαρκές περιθώριο έναντι αστοχίας υπό όλες τις αναμενόμενες συνθήκες λειτουργίας.
Λίστα Ελέγχου Επιλογής Pipe Schedule
Βήμα 1: Προσδιορίστε την πίεση σχεδιασμού και τη θερμοκρασία του συστήματος. Αυτές συνήθως καθορίζονται στο διάγραμμα σωληνώσεων και οργάνων (P&ID) ή στο φύλλο δεδομένων διεργασίας. Βήμα 2: Προσδιορίστε το υλικό του σωλήνα με βάση τη συμβατότητα με το ρευστό, τα όρια θερμοκρασίας και τις μηχανικές απαιτήσεις. Βήμα 3: Αναζητήστε την επιτρεπόμενη τάση για το επιλεγμένο υλικό στη θερμοκρασία σχεδιασμού από το ASME Section II Part D. Βήμα 4: Υπολογίστε το ελάχιστο απαιτούμενο πάχος τοιχώματος χρησιμοποιώντας τον τύπο του Barlow, προσθέστε το περιθώριο διάβρωσης και επιλέξτε το schedule του οποίου το ελάχιστο πάχος τοιχώματος (λαμβάνοντας υπόψη την ανοχή κατασκευής) ισούται ή υπερβαίνει την υπολογισμένη τιμή.
Η Δυνατότητα Προμήθειας μας
Η ManufacturerPipe προμηθεύει το πλήρες φάσμα pipe schedules από SCH 5S έως XXS. Η ικανότητά μας σε σωλήνες χωρίς ραφή εκτείνεται από SCH 40 έως SCH 160 σε μεγέθη από 1/2" έως 36". Η παραγωγή συγκολλητών σωλήνων καλύπτει SCH 5 έως SCH 80 σε μεγέθη από 1/2" έως 48". Προσφέρουμε επίσης προσαρμογή μη τυπικού πάχους τοιχώματος για ειδικά έργα που απαιτούν ενδιάμεσες διαστάσεις τοιχώματος. Όλοι οι σωλήνες παρέχονται με πλήρη Πιστοποιητικά Δοκιμής Μύλου και μπορούν να επιθεωρηθούν από τρίτους.
Χρειάζεστε Βοήθεια με το Pipe Schedule;
Επικοινωνήστε με τη μηχανική μας ομάδα για εξειδικευμένη καθοδήγηση και ανταγωνιστικές τιμές σε όλα τα pipe schedules από SCH 5S έως XXS.
