Os cenários de aplicação das diferentes séries de espessura de parede nos padrões de dimensões de tubos de aço inoxidável

A série de espessuras de parede de tubos de aço inoxidável é um dos parâmetros principais para o projeto e seleção de dutos. Diferentes sistemas normativos (tais como o sistema imperial e o métrico) têm maneiras diferentes de dividir e nomear as espessuras de parede, e suas intenções de projeto estão diretamente relacionadas aos cenários de aplicação. A seguir, é fornecida uma análise detalhada a partir de três aspectos: sistema normativo, significado da série de espessuras de parede e cenários de aplicação:

1. Norma Imperial: Série SCH (Schedule)

Normas aplicáveis: ASME B36.10/ASME B36.19 (tubos soldados/soldados padrão americano), API 5L (tubo de linha), etc.

Lógica central: Dividir a espessura da parede com base nos níveis de pressão nominal, representados por SCHXX (onde XX é um número). Quanto maior o valor, mais espessa é a parede e maior é a capacidade de suporte de pressão.

1. Método de cálculo da série SCH

Figura 1

A tensão admissível está relacionada à temperatura e resistência do material (por exemplo, a tensão admissível do aço inoxidável 304 à temperatura ambiente é de cerca de 13700 psi).

Série SCH comum: SCH5, SCH10, SCH20, SCH30, SCH40, SCH60, SCH80, SCH100, SCH120, SCH140, SCH160.

2. Espessura típica da parede e cenários de aplicação

Figura 2

3. Precauções

Diferença entre ter S e não ter S:

S (por exemplo, SCH10S, 40S): adequado para tubos de aço inoxidável, com valores de tensão admissível mais altos para o cálculo da espessura da parede e paredes mais finas do que os tubos de aço carbono com o mesmo valor SCH.

Sem S (por exemplo, SCH10, 40): por padrão, adequado para tubos de aço carbono, com espessura da parede mais grossa.

Relação com o diâmetro nominal (NPS): Para o mesmo valor SCH, quanto maior o diâmetro do tubo, mais grossa é a espessura real da parede (por exemplo, o SCH40 para NPS 12 tem uma espessura da parede de 4,57 mm, muito mais grossa do que os 3,56 mm para NPS 4).

2. Padrão métrico: Grau de espessura da parede (por exemplo, GB/T 17395)

Padrões aplicáveis: GB/T 14976 (Tubo sem costura de aço inoxidável), GB/T 12771 (Tubo soldado de aço inoxidável), etc.

Lógica central: Rotulado diretamente com * *espessura nominal da parede (mm) * *, alguns padrões se referem à série SCH britânica e convertem para espessura da parede inteira para facilitar o processamento e a medição.

1. Classificação da série de espessura da parede

Série de parede fina: Espessura da parede ≤ 3 mm, como 1,0 mm, 1,5 mm, 2,0 mm, 2,5 mm, 3,0 mm.

Aplicações: Engenharia de decoração (como barreiras, móveis), equipamentos alimentícios e farmacêuticos (requerendo paredes internas lisas), dutos de fluido de baixa pressão (como água potável, ar comprimido).

Série de parede média: 3 mm < espessura da parede ≤ 8 mm, como 4,0 mm, 5,0 mm, 6,0 mm, 8,0 mm.

Aplicação: Dutos industriais (como transporte de meios químicos, dutos de água fria de HVAC), componentes estruturais mecânicos (como buchas, cilindros hidráulicos).

Série de parede grossa: Espessura da parede > 8 mm, como 10 mm, 12 mm, 16 mm, 20 mm e acima.

Aplicações: Vasos de alta pressão (como conexões de reatores), dutos subaquáticos, dutos da indústria nuclear (requerendo resistência à radiação e alta pressão), suportes estruturais grandes (como pontes, estruturas de aço de edifícios).

2. Relação correspondente com a série britânica SCH

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3. Série de espessura especial da parede e aplicações industriais

1. Indústria química: Normas HG/T 20537 e outras

Tubo de aço inoxidável de parede fina (espessura da parede de 1,5 a 3 mm): usado para transportar gases de alta pureza e fluidos farmacêuticos (como dutos de água para injeção), requer polimento da parede interna (Ra ≤ 0,8 μ m) para evitar a retenção e a poluição do meio.

Tubo de aço de liga de parede grossa (como 316L+SCH80): usado para meios de ácido forte (como ácido sulfúrico, ácido clorídrico) ou alta temperatura (>500 °C), é necessário projetar uma margem de corrosão (por exemplo, adicionar uma espessura de parede adicional de 1-2 mm).

2. Indústria de petróleo e gás: Série API 5L X

Espessura da parede do duto: classificada por PSL1/PSL2, a espessura da parede aumenta com o aumento da qualidade do aço (como X52, X65) e da pressão de transporte. Por exemplo, um duto de gás de qualidade de aço X65 (pressão de 10 MPa) pode usar uma espessura de parede de 12,7 mm, correspondendo ao grau imperial SCH120.

Encano submarino: É necessário uma espessura adicional da parede para resistir à pressão da água externa (por exemplo, quando a profundidade da água é de 1000 metros e a pressão externa é de cerca de 10 MPa, é necessária uma espessura da parede de 20 mm ou mais).

3. Indústria de Decoração de Edifícios: GB/T 18705

Tubo de aço inoxidável de parede extremamente fina (espessura da parede de 0,8 - 1,2mm): usado para barras e corrimãos decorativos internos, precisa equilibrar a estética e a leve capacidade de suporte (como a carga de uma pessoa se apoiando), geralmente usando aço inoxidável 304 para resistir à corrosão por impressões digitais.

4. Indústrias aeroespacial e de energia nuclear

Tubo de parede grossa personalizado: Com uma espessura da parede superior a 30mm, é fabricado usando tecnologia de extrusão sem costura e é usado para dutos de transporte de combustível de foguetes (requer resistência a pressões ultra - altas e baixas temperaturas) e dutos de fluido refrigerante de reatores nucleares (requer resistência à radiação e ao fluência a altas temperaturas).

4. Fatores centrais para a seleção da espessura da parede

1. Pressão e temperatura:

Quanto maior a pressão, maior deve ser a espessura da parede (consulte a tabela de pressão e temperatura na norma ASME B31.3 para dutos de processo).

A resistência do material diminui em altas temperaturas, e é necessário aumentar a compensação de espessura da parede (por exemplo, a tensão admissível do aço inoxidável 310S a 800 °C é apenas um terço daquela em temperatura ambiente).

2. Características do meio:

Meios corrosivos (como água do mar, solução ácida) precisam ter uma margem de corrosão reservada (geralmente aumentando a espessura da parede em 1 - 3 mm).

Meios de alta viscosidade ou contendo partículas (como barbotina) precisam levar em consideração a erosão e o desgaste, e escolher materiais resistentes ao desgaste com parede grossa ou revestidos (como tubos compostos bimetálicos).

3. Ambiente de instalação:

Dutos enterrados precisam resistir ao stress do solo, e sua espessura da parede geralmente é 1 - 2 níveis mais grossa do que a dos dutos aéreos.

Ambientes com vibração (como dutos de saída de compressores) exigem um aumento na espessura da parede para reduzir o risco de ruptura por fadiga.

5、 Exemplo de comparação entre padrões chineses e estrangeiros (Tomando DN100 como exemplo)

Foto 4

resumir

A essência da série de espessuras de parede de tubos de aço inoxidável é o design equilibrado do ambiente de resistência à pressão:

Tubo de parede fina: focado no custo econômico e no peso leve (por exemplo, para uso civil e decorativo);

Tubo de parede média: equilibrando desempenho e requisitos universais (por exemplo, a maioria dos dutos industriais);

Tubos de parede grossa: Focados na segurança em condições de trabalho extremas, como alta pressão, corrosão e cargas pesadas.

Na seleção real, é necessário combinar especificações padrão (como ASME, GB), software de cálculo (como análise de tensão CAESAR II) e experiência da indústria para garantir a segurança e confiabilidade do sistema de tubulação.

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