Riferimento standard: ASME B36.10M per tubi in acciaio al carbonio standard americano (ASTM A106/A53 Grado B, ecc.) – confronto e riferimento per la selezione dei gradi di spessore della parete in condizioni di temperatura normale.
1. Qual è la classe di spessore della parete Schedule (SCH)?
SCH è la sigla che indica lo spessore della parete delle tubazioni secondo gli standard americani. Maggiore è il numero, maggiore è lo spessore della parete del tubo.
A parità di diametro nominale (NPS), i tubi Sch40 e Sch80 hanno lo stesso diametro esterno; l'unica differenza risiede nello spessore della parete.
| Classe | Precedente nome | Posizionamento |
|---|---|---|
| Sch40 | STD (parete standard) | Grado industriale per uso generale |
| Sch80 | XS (Extra Forte) | Utilizzato per condizioni di alta pressione/speciali |
Promemoria importante: il valore SCH di per sé non rappresenta una pressione nominale, bensì una specifica relativa allo spessore della parete. La pressione di esercizio effettiva consentita è determinata anche dal materiale, dalla temperatura e dal metodo di saldatura. Il valore SCH non può essere utilizzato direttamente come pressione di progetto.
2. Differenze fondamentali tra Sch40 e Sch80
2.1 Stesso diametro esterno, diverso spessore della parete
A parità di NPS, lo Sch80 presenta una parete significativamente più spessa rispetto allo Sch40, con conseguente diametro interno inferiore e sezione trasversale di flusso ridotta per il mezzo.
2.2 Diversa capacità di sopportare la pressione
A parità di materiale e di temperatura normale, la pressione di esercizio ammissibile dello Sch80 è superiore del 30%-60% rispetto a quella dello Sch40. All'aumentare del diametro del tubo, la differenza di pressione tra i due si riduce gradualmente.
2.3 Margine di corrosione differente
Una parete più spessa offre una maggiore resistenza alla corrosione. Nelle applicazioni interrate o in ambienti corrosivi, la lega Sch80 offre una durata maggiore.
2.4 Definizione di spessore della parete differente
Sch40 e Sch80 sono numeri di serie relativi allo spessore delle pareti, non valori fissi. La loro formula di calcolo originale era correlata alla pressione di progetto (Sch = 1000 × P / S), ma oggi lo spessore specifico della parete viene ricavato principalmente dalle tabelle standard ASME.
3. Spessore della parete e pressione di riferimento ASME B36.10M
Per aiutarvi a visualizzare meglio, ecco un tipico esempio di tabella degli spessori delle pareti secondo la norma ASME B36.10M.
3.1 Riepilogo delle dimensioni dello spessore della parete
| NPS | Diametro esterno (mm) | Spessore della parete Sch40 (mm) | Spessore della parete Sch80 (mm) |
|---|---|---|---|
| 3 / 4 " | 26.7 | 2.87 | 3.91 |
| 1 " | 33.4 | 2.77 | 3.73 |
| 1-1 / 2 " | 48.3 | 3.68 | 5.08 |
| 2 " | 60.3 | 3.91 | 5.54 |
| 4 " | 114.3 | 6.02 | 8.56 |
| 6 " | 168.3 | 7.11 | 10.97 |
| 8 " | 219.1 | 8.18 | 12.70 |
| 10 " | 273.0 | 9.27 | 12.70 |
3.2 Valori di pressione di riferimento (PSI)
| NPS | Pressione di riferimento Sch40 (PSI) | Pressione di riferimento Sch80 (PSI) |
|---|---|---|
| 3 / 4 " | ~ 1700 | ~ 2400 |
| 1 " | 1400 | 1900 |
| 1-1 / 2 " | ~ 1200 | ~ 1700 |
| 2 " | 1000 | 1450 |
| 4 " | 850 | 1200 |
| 6 " | 700 | 1050 |
| 8 " | ~ 580 | ~ 900 |
| 10 " | ~ 500 | ~ 700 |
Come si può notare, a parità di NPS, lo spessore della parete aumenta con il valore SCH. Tuttavia, Sch80 è sempre superiore a Sch40 a parità di dimensioni.
3.3 Corrispondenza precisa dei nomi precedenti (STD/XS)
| Rapporto | Ambito applicabile |
|---|---|
| Sch40 = STD | Valido per tubi in acciaio al carbonio con NPS ≤ 10″ |
| Sch80 = XS | Valido per tubi in acciaio al carbonio con NPS ≤ 8″ |
Nota: quando NPS > 8″, lo spessore della parete Sch80 supera quello del tradizionale XS e ha un proprio valore di spessore indipendente (ad esempio, 10″ Sch80 = 12.70 mm) e non è più esattamente equivalente a XS.
4. Confronto tra peso e costo
Lo Sch80 è dal 35% al 55% più pesante dello Sch40: è la versione più pesante e con pareti più spesse dello Sch40.
| Aspetto di confronto | Sch40 | Sch80 |
|---|---|---|
| Prezzo unitario per tonnellata | Tavola XY | Più o meno lo stesso |
| Prezzo unitario al metro | Tavola XY | 30%–50% in più |
| Spese di Spedizione | Abbassare | 35%–55% in più |
| Supporti per tubi | Standard | Più forti / più ravvicinati |
| Finiture | È richiesto un grado Sch40 | È richiesto un grado Sch80 |
| Costo complessivo | Tavola XY | Significativamente più alto di Sch40 |
Conclusione: Quando i requisiti di pressione di progetto sono soddisfatti, dare priorità allo Sch40 è fondamentale per controllare il costo complessivo del progetto.
5. Confronto degli scenari applicativi: Sch40 vs. Sch80
| Aspetto | Tubo Sch40 | Tubo Sch80 |
|---|---|---|
| Condizioni operative | Fluidi a pressione media/bassa, temperatura moderata e leggermente corrosivi. | Alta pressione, alta temperatura, margine di corrosione richiesto, condizioni di impatto/uso gravoso |
| Media | Acqua, aria compressa, acqua antincendio, vapore a bassa pressione, gas di processo generici | Vapore ad alta pressione, gas ad alta pressione, olio idraulico, prodotti chimici, fluidi corrosivi |
| metodo di collegamento | I diametri grandi/medi (≥2″) vengono solitamente saldati; i diametri piccoli possono essere filettati. | I diametri piccoli (≤1.5″) sono spesso filettati, poiché le pareti più spesse si indeboliscono meno durante la filettatura. |
| Economia | Costo inferiore, peso inferiore | Costo più elevato, peso maggiore |
6. Raccomandazioni di dimensionamento in base al diametro del tubo
6.1 Tubazioni di piccolo diametro (≤ 1.5″) – Considerazioni speciali per i raccordi filettati
Per le dimensioni ridotte come 3/4″, 1″ e 1-1/2″ , l'acciaio Sch80 offre un vantaggio applicativo molto importante: le connessioni filettate.
- Limitazioni dello Sch40: Nei tubi Sch40 di piccolo diametro, la resistenza delle pareti si riduce drasticamente dopo la filettatura, rendendoli soggetti a fratture alla base della filettatura.
- Vantaggi di Sch80: Lo spessore maggiore della parete (ad esempio, 3.91 mm per 3/4") lascia uno spessore residuo sufficiente dopo la filettatura per resistere alla pressione. Pertanto, per le linee di strumentazione, le linee idrauliche, le linee di derivazione dell'aria ad alta pressione e altre applicazioni che richiedono connessioni filettate, lo Sch80 è solitamente obbligatorio.
Convenzione ingegneristica: per NPS ≤ 1.5″, molti istituti di progettazione utilizzano di default Sch80 anche quando la pressione calcolata non è elevata, per garantire la sicurezza e l'affidabilità dei collegamenti filettati.
6.2 Tubazioni di medio e grande diametro – Logica di selezione
Per le misure da 4″, 6″, 8″, 10″ e superiori , la scelta dipende principalmente dalla pressione di progetto, dalla temperatura e dal margine di corrosione:
| Dimensione del tubo | Adatto per Sch40 | Adatto per Sch80 |
|---|---|---|
| 4 ", 6" | Pressione di progetto ≤ 800 PSI, corrosione assente o lieve, temperatura normale o moderata | Pressione di progetto > 800 PSI, oppure fluidi corrosivi che richiedono uno spessore maggiore della parete, oppure condizioni di alta temperatura |
| 8 ", 10" | Pressione di progetto ≤ 500–600 PSI, linee convenzionali di acqua, aria e vapore | Pressione di progetto più elevata o rischi di erosione/usura (ad esempio, fluidi contenenti particelle solide) |
7. Errori comuni nella selezione
- Non scegliete Sch80 alla cieca: Se lo Sch40 soddisfa già i requisiti di pressione del sistema, la scelta dello Sch80 non fa altro che aumentare i costi di approvvigionamento e ridurre la capacità di flusso, con conseguente spreco inutile.
- La temperatura riduce la pressione nominale: Con l'aumento della temperatura, la sollecitazione ammissibile dell'acciaio diminuisce, e sia lo Sch40 che lo Sch80 avranno pressioni ammissibili effettive inferiori.
- I raccordi devono essere compatibili: Se il tubo è di classe Sch80, anche i gomiti, le flange e i raccordi a T corrispondenti devono essere di classe Sch80; i raccordi di classe Sch40 non possono essere mischiati.
- I tubi in acciaio inossidabile hanno il suffisso "S": Gli acciai Sch40S e Sch80S corrispondono alla norma ASME B36.19M per gli acciai inossidabili.
8. Riassunto
Sch40 e Sch80 sono essenzialmente due opzioni di spessore della parete con lo stesso diametro esterno.
Per la stragrande maggioranza delle applicazioni industriali generiche, lo Sch40 è sufficiente . Solo in condizioni particolari è necessario passare allo Sch80, che ha pareti più spesse.
