Los escenarios de aplicación de diferentes series de espesor de pared en las normas de dimensiones de tuberías de acero inoxidable

La serie de espesores de pared de tuberías de acero inoxidable es uno de los parámetros clave para el diseño y selección de tuberías. Diferentes sistemas de normas (como el sistema inglés y el métrico) tienen diferentes maneras de dividir y nombrar el espesor de pared, y sus intenciones de diseño están directamente relacionadas con los escenarios de aplicación. A continuación, se proporciona un análisis detallado desde tres aspectos: sistema de normas, significado de la serie de espesores de pared y escenarios de aplicación:

1、 Norma inglesa: Serie SCH (Schedule)

Normas aplicables: ASME B36.10/ASME B36.19 (tubería soldada/sin soldar estándar estadounidense), API 5L (tubería de oleoducto), etc.

Lógica central: Dividir el espesor de pared basado en niveles de presión nominal, representado por SCHXX (donde XX es un número). Cuanto mayor sea el valor, más grueso será el espesor de pared y mayor será la capacidad de soportar presión.

1. Método de cálculo de la serie SCH

Figura 1

La tensión admisible está relacionada con la temperatura y la resistencia del material (por ejemplo, la tensión admisible del acero inoxidable 304 a temperatura ambiente es de aproximadamente 13700 psi).

Serie SCH común: SCH5、SCH10、SCH20、SCH30、SCH40、SCH60、SCH80、SCH100、SCH120、SCH140、SCH160。

2. Espesor de pared típico y escenarios de aplicación

Figura 2

3. Precauciones

Diferencia entre tener S y no tener S:

S (por ejemplo, SCH10S, 40S): adecuado para tuberías de acero inoxidable, con valores de tensión admisible más altos para el cálculo del espesor de la pared y paredes más delgadas que las tuberías de acero al carbono con el mismo valor de SCH.

Sin S (por ejemplo, SCH10, 40): por defecto, adecuado para tuberías de acero al carbono, con espesor de pared más grueso.

Correlación con el diámetro nominal (NPS): Para el mismo valor de SCH, cuanto mayor es el diámetro de la tubería, más grueso es el espesor real de la pared (por ejemplo, SCH40 para NPS 12 tiene un espesor de pared de 4,57 mm, mucho más grueso que los 3,56 mm para NPS 4).

2. Norma métrica: Grado de espesor de pared (por ejemplo, GB/T 17395)

Normas aplicables: GB/T 14976 (Tubería sin costura de acero inoxidable), GB/T 12771 (Tubería soldada de acero inoxidable), etc.

Lógica central: Etiquetado directamente con * * espesor de pared nominal (mm) * *, algunas normas se refieren a la serie SCH británica y se convierten en espesores de pared enteros para facilitar el procesamiento y la medición.

1. Clasificación de series de espesor de pared

Serie de pared delgada: Espesor de pared ≤ 3 mm, como 1.0 mm, 1.5 mm, 2.0 mm, 2.5 mm, 3.0 mm.

Aplicaciones: Ingeniería de decoración (como barandas, muebles), equipos de alimentos y farmacéuticos (que requieren paredes internas lisas), tuberías de fluidos a baja presión (como agua potable, aire comprimido).

Serie de pared mediana: 3 mm < espesor de pared ≤ 8 mm, como 4.0 mm, 5.0 mm, 6.0 mm, 8.0 mm.

Aplicación: Tuberías industriales (como transporte de medios químicos, tuberías de agua refrigerada de HVAC), componentes de estructuras mecánicas (como fundas de eje, cilindros hidráulicos).

Serie de pared gruesa: Espesor de pared > 8 mm, como 10 mm, 12 mm, 16 mm, 20 mm y superior.

Aplicaciones: Recipientes a alta presión (como conexiones de reactores), tuberías submarinas, tuberías de la industria nuclear (que requieren resistencia a la radiación y alta presión), grandes soportes estructurales (como puentes, estructuras de acero de edificios).

2. Relación correspondiente con la serie británica SCH

Foto 3

3. Serie de espesor de pared especial y aplicaciones industriales

1. Industria química: Normas HG/T 20537 y otras

Tubería de acero inoxidable de pared delgada (espesor de pared de 1,5 a 3 mm): se utiliza para transportar gases de alta pureza y fluidos farmacéuticos (por ejemplo, tuberías de agua para inyección), se requiere pulido de la pared interior (Ra ≤ 0,8 μ m) para evitar la retención y contaminación del medio.

Tubería de acero aleado de pared gruesa (por ejemplo, 316L+SCH80): se utiliza para medios de ácido fuerte (por ejemplo, ácido sulfúrico, ácido clorhídrico) o alta temperatura (>500 ℃), se necesita diseñar con margen de corrosión (por ejemplo, agregar un espesor de pared adicional de 1-2 mm).

2. Industria del petróleo y gas: Serie API 5L X

Espesor de la pared de la tubería: se clasifica por PSL1/PSL2, el espesor de la pared aumenta con el aumento del grado de acero (por ejemplo, X52, X65) y la presión de transporte. Por ejemplo, una tubería de gas de grado de acero X65 (presión de 10 MPa) puede utilizar un espesor de pared de 12,7 mm, correspondiente al grado imperial SCH120.

Tubería submarina: Se requiere un espesor de pared adicional para resistir la presión externa del agua (por ejemplo, cuando la profundidad del agua es de 1000 metros y la presión externa es de aproximadamente 10 MPa, se requiere un espesor de pared de 20 mm o más).

3. Industria de la decoración de edificios: GB/T 18705

Tubo de acero inoxidable de pared extremadamente delgada (espesor de pared de 0.8 - 1.2 mm): se utiliza para barandillas y pasamanos decorativos interiores, debe equilibrar la estética y la resistencia a cargas ligeras (como la carga de una persona recostada), a menudo se utiliza acero inoxidable 304 para resistir la corrosión por huellas dactilares.

4. Industrias aeroespacial y de energía nuclear

Tubo de pared gruesa personalizado: Con un espesor de pared superior a 30 mm, se fabrica utilizando tecnología de extrusión sin costuras y se utiliza para tuberías de suministro de combustible de cohetes (que requieren resistencia a presiones ultraaltas y bajas temperaturas) y tuberías de refrigerante de reactores nucleares (que requieren resistencia a la radiación y a la fluencia a alta temperatura).

4. Factores clave para la selección del espesor de la pared

1. Presión y temperatura:

Cuanto mayor sea la presión, mayor debe ser el espesor de la pared (consulte la tabla de presión - temperatura en la norma de tuberías de proceso ASME B31.3).

La resistencia del material disminuye a altas temperaturas y es necesario aumentar la compensación del espesor de la pared (por ejemplo, la tensión admisible del acero inoxidable 310S a 800 ℃ es solo una tercera parte de la a temperatura ambiente).

2. Características del medio:

Los medios corrosivos (como el agua de mar, la solución ácida) deben tener un margen de corrosión (generalmente aumentando el espesor de la pared en 1 - 3 mm).

Los medios de alta viscosidad o que contengan partículas (como la pasta) deben considerar la erosión y el desgaste, y elegir materiales resistentes al desgaste de paredes gruesas o revestidos (como las tuberías compuestas bimetálicas).

3. Entorno de instalación:

Las tuberías enterradas deben resistir la tensión del suelo, y su espesor de pared suele ser 1 - 2 niveles más grueso que el de las tuberías aéreas.

Los entornos de vibración (como las tuberías de salida del compresor) requieren un aumento del espesor de la pared para reducir el riesgo de rotura por fatiga.

5、 Ejemplo de comparación de normas chinas y extranjeras (Tomando DN100 como ejemplo)

Foto 4

resumir

La esencia de la serie de espesores de pared de tuberías de acero inoxidable es el diseño equilibrado del entorno de resistencia a la presión:

Tubería de pared delgada: se centra en el costo económico y la ligereza (por ejemplo, uso civil y decorativo);

Tubería de pared mediana: equilibra el rendimiento y los requisitos universales (por ejemplo, la mayoría de las tuberías industriales);

Tuberías de pared gruesa: se centran en la seguridad en condiciones de trabajo extremas, como alta presión, corrosión y cargas pesadas.

En la selección real, es necesario combinar las especificaciones estándar (por ejemplo, ASME, GB), el software de cálculo (por ejemplo, análisis de tensiones CAESAR II) y la experiencia industrial para garantizar la seguridad y fiabilidad del sistema de tuberías.

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