Les spécifications des tubes Schedule 120 indiquent que l'épaisseur de paroi est de 0.719 pouce pour un diamètre nominal de 8 pouces (NPS 8″), de 0.844 pouce pour un NPS 10″ et de 1.000 pouce pour un NPS 12″. Un tube Schedule 120 de 8 pouces supporte une pression d'environ 3 335 PSI à température ambiante, contre 2 319 PSI pour un tube Schedule 80. Cette meilleure résistance à la pression fait du Schedule 120 le matériau de choix pour les applications vapeur haute pression, les pipelines de procédés chimiques et les réseaux de transport de pétrole et de gaz.
Pourtant, la plupart des ingénieurs ne trouvent pas de documentation spécifique pour la norme Schedule 120. Ce système se situe entre la documentation exhaustive de la norme Schedule 80 et les informations plus limitées de la norme Schedule 160. Les données relatives à la norme Schedule 120 dont les équipes d'approvisionnement ont besoin leur permettront de trouver l'information car elle figure sous la forme d'une entrée unique au sein d'immenses bases de données sur l'épaisseur des parois, lesquelles ne fournissent aucun détail sur les pressions nominales, la disponibilité des produits ou les critères de choix entre cette norme et les produits similaires.
Cet article comble cette lacune. Il fournit les dimensions complètes des tuyaux Schedule 120, ainsi que leur épaisseur de paroi et leur pression nominale. Les spécifications du Schedule 120 indiquent son application optimale, sa capacité supérieure pour des exigences spécifiques et les délais de livraison nécessaires.
Points clés à retenir
- L'épaisseur de paroi des tuyaux Schedule 120 varie de 0.562″ à NPS 6″ à 1.000″ à NPS 12″ selon la norme ASME B36.10M.
- La capacité de pression est environ 30 à 50 % supérieure à celle du Schedule 80 pour le même NPS.
- Le Schedule 120 n'est pas toujours en stock chez les distributeurs et nécessite souvent un délai de fabrication sur commande de 4 à 8 semaines.
- Les tubes sans soudure ASTM A53 Grade B Schedule 120 à NPS 8″ supportent environ 3 335 PSI à température ambiante, qui diminuent considérablement à des températures élevées.
- La tolérance de -12.5 % sur l'épaisseur de paroi selon la norme ASTM s'applique à la norme Schedule 120 ; il est donc impératif de toujours vérifier les certificats d'essais en usine pour les applications critiques.
Qu’est-ce que les tuyaux Schedule 120 ?
Le tuyau Schedule 120 est un tuyau à paroi épaisse de dimension intermédiaire défini par ASME B36.10M pour l'acier au carbone et l'acier allié. Il se situe entre les normes Schedule 80 et Schedule 160 dans la hiérarchie des normes. Pour toute norme donnée diamètre nominal du tuyauLe Schedule 120 partage le même diamètre extérieur que le Schedule 40 ou le Schedule 80. La différence réside dans l'épaisseur de la paroi, ce qui réduit le diamètre intérieur et augmente la capacité de pression.
La relation entre le numéro de série et l'épaisseur de paroi n'est pas linéaire. Une série 120 n'est pas simplement 50 % plus épaisse qu'une série 80. À un diamètre nominal de 8 pouces (NPS 8″), la série 80 a une épaisseur de paroi de 0.500 pouce, tandis que la série 120 a une épaisseur de 0.719 pouce, soit une augmentation de 44 %. À un NPS 12″, la série 80 a une épaisseur de paroi de 0.688 pouce, tandis que la série 120 a une épaisseur de 1.000 pouce, soit une augmentation de 45 %. Pour une explication complète du fonctionnement des numéros de série, consultez notre documentation. Guide de signification du calendrier des canalisations.
La norme Schedule 120 est généralement définie pour les diamètres nominaux de 6 pouces et plus dans la norme B36.10M. Les diamètres inférieurs n'ont soit pas de désignation Schedule 120, soit sont rarement produits. Si votre projet nécessite des tuyaux à paroi épaisse de diamètre nominal inférieur à 6 pouces, vous spécifierez généralement les normes Schedule 160 ou XXS.
Si vous avez besoin d'aide pour choisir le programme adapté à vos exigences de pression, notre équipe de consultation technique peut examiner vos spécifications et les normes relatives aux matériaux.
Dimensions et épaisseur de paroi des tuyaux Schedule 120
Le tableau ci-dessous répertorie les dimensions standard des tubes en acier au carbone de type Schedule 120, conformément à la norme ASME B36.10M. Il couvre les tailles couramment produites, de NPS 6″ à NPS 12″.
Tableau des dimensions des tuyaux Schedule 120
| NPS | OD (en) | Mur (intérieur) | ID (entrée) | Poids (lb / ft) | OD (mm) | Mur (mm) | Poids (kg / m) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 6 pouce | 6.625 | 0.562 | 5.501 | 36.4 | 168.3 | 14.27 | 54.2 |
| 8 pouce | 8.625 | 0.719 | 7.187 | 54.7 | 219.1 | 18.26 | 81.4 |
| 10 pouce | 10.750 | 0.844 | 9.062 | 74.6 | 273.1 | 21.44 | 111.0 |
| 12 pouce | 12.750 | 1.000 | 10.750 | 88.6 | 323.9 | 25.40 | 131.8 |
Ce tableau met en évidence deux tendances importantes. Premièrement, l'épaisseur de la paroi augmente avec le diamètre nominal (NPS). Deuxièmement, le diamètre intérieur diminue considérablement à mesure que l'épaisseur de la paroi augmente. Un tuyau de 12 pouces (Schedule 120) a un diamètre intérieur de seulement 10.750 pouces. Cette réduction de la section de passage a une incidence sur le dimensionnement des pompes et le calcul des pertes de charge.
Pour des données plus complètes sur l'épaisseur des parois pour toutes les épaisseurs, consultez notre tableau des épaisseurs de paroi des tuyaux.
Épaisseur de paroi : Schedule 80 vs Schedule 120 vs Schedule 160
| NPS | Mur Sch 80 | Mur Sch 120 | Mur Sch 160 | Augmentation de l'annexe 80 à 120 | Augmentation de l'annexe 120 à 160 |
|---|---|---|---|---|---|
| 6 pouce | 0.432 pouce | 0.562 pouce | 0.719 pouce | 30 % | 28 % |
| 8 pouce | 0.500 pouce | 0.719 pouce | 0.906 pouce | 44 % | 26 % |
| 10 pouce | 0.594 pouce | 0.844 pouce | 1.125 pouce | 42 % | 33 % |
| 12 pouce | 0.688 pouce | 1.000 pouce | 1.312 pouce | 45 % | 31 % |
Le passage de l'épaisseur du treillis métallique de classe 80 à celle de classe 120 est plus important que celui entre les treillis de classe 120 et 160. Cette relation non linéaire surprend certains ingénieurs. Elle explique également pourquoi le treillis de classe 120 est souvent le choix le plus économique pour les parois épaisses lorsque le treillis de classe 80 est insuffisant.
Pression nominale des tuyaux de l'annexe 120
La pression nominale des tuyaux Schedule 120 dépend de la nuance d'acier, de la température et du fait qu'ils soient sans soudure ou soudés. Les valeurs ci-dessous sont calculées à l'aide de la formule de Barlow pour un tuyau sans soudure ASTM A53 Grade B à température ambiante (100 °C).
Pression nominale de série 120 par NPS (ASTM A53 Grade B, sans soudure, température ambiante)
| NPS | Mur (intérieur) | OD (en) | Pression maximale (PSI) | Pression maximum (bar) |
|---|---|---|---|---|
| 6 pouce | 0.562 | 6.625 | 3,395 | 234 |
| 8 pouce | 0.719 | 8.625 | 3,335 | 230 |
| 10 pouce | 0.844 | 10.750 | 3,138 | 216 |
| 12 pouce | 1.000 | 12.750 | 3,137 | 216 |
Ces valeurs nominales supposent une construction sans soudure avec un coefficient d'efficacité de joint de 1.0. Les tubes ERW soudés présentent un coefficient d'efficacité de joint E = 0.85 selon la norme ASME B31.3, ce qui réduit la pression admissible d'environ 15 %. Pour un tube ERW de 10 pouces (254 mm) de diamètre et de section Schedule 120, la pression admissible passe de 3 138 PSI (295 bar) à environ 2 667 PSI (18 200 bar).
Comparaison de la pression des tuyaux Schedule 80 et Schedule 120
| NPS | Pression Sch 80 (PSI) | Pression Sch 120 (PSI) | Augmenter | % Augmenter |
|---|---|---|---|---|
| 6 pouce | 2,608 | 3,395 | 787 | 30 % |
| 8 pouce | 2,319 | 3,335 | 1,016 | 44 % |
| 10 pouce | 2,207 | 3,138 | 931 | 42 % |
| 12 pouce | 2,157 | 3,137 | 980 | 45 % |
Pour une comparaison avec les cotes de la norme Schedule 80, consultez notre Guide de pression nominale des tuyaux Schedule 80Pour les applications moins exigeantes, notre Guide de pression nominale des tuyaux Schedule 40 couvre le calendrier des défauts industriels.
Déclassement de température
La résistance à la pression des matériaux diminue avec l'augmentation de la température de fonctionnement. L'acier ASTM A53 Grade B n'est généralement pas recommandé pour un service continu au-delà de 400 °C (750 °F). La contrainte admissible de l'acier A53 Grade B à 400 °C (750 °F) diminue d'environ 40 %, ce qui entraîne une réduction équivalente de la pression nominale au-delà de cette température. La résistance à la pression d'un tuyau de 200 mm (8 pouces) de diamètre, de type Schedule 120, dont la pression nominale à température ambiante est de 250 bars (3 335 PSI), chute à environ 138 bars (2 000 PSI) à 400 °C (750 °F).
Pour les applications à haute température (supérieure à 750 °C), les ingénieurs privilégient la norme ASTM A106 Grade B, car elle offre une meilleure résistance aux contraintes à ces températures. Avant de passer commande d'un acier de type Schedule 120, vérifiez toujours que les spécifications du matériau correspondent à votre température de fonctionnement.
Matériaux et spécifications des tuyaux de type Schedule 120
Les tubes en acier au carbone de type Schedule 120 sont fabriqués conformément aux normes ASTM A53 Grade B ou ASTM A106 Grade B. La norme ASTM A53 décrit les méthodes de production de tubes sans soudure et soudés, tandis que la norme ASTM A106 n'autorise que les tubes sans soudure pour les applications à haute température. La norme API 5L Grade B est également courante dans le secteur pétrolier et gazier.
La demande du marché pour l'acier inoxydable Schedule 120 demeure inférieure à celle de l'acier au carbone. La norme ASME B36.19 définit les dimensions de l'acier inoxydable, mais les tubes en acier inoxydable Schedule 120 ne sont pas disponibles dans toutes les nuances. Les ingénieurs privilégient généralement les tubes à paroi épaisse Schedule 80S ou Schedule 160S lorsqu'ils en ont besoin, ou optent pour des tubes sans soudure sur mesure conformes aux normes ASTM A312 Grade 304 ou 316. Pour découvrir notre gamme de tubes en acier inoxydable, consultez notre catalogue.
La tolérance de fabrication est importante pour les tubes Schedule 120, tout comme pour les tubes de plus faible épaisseur. Les normes ASTM A53 et A106 autorisent une épaisseur de paroi inférieure de 12.5 % à la valeur nominale standard. Un tube Schedule 120 de 12 pouces avec une épaisseur de paroi nominale de 1.000 pouce doit avoir une épaisseur minimale de 0.875 pouce. Cette différence de 0.125 pouce entraîne une diminution de la capacité de pression proportionnelle à la diminution en pourcentage.
L'épaisseur réelle de la paroi des conduites critiques à haute pression doit être confirmée par le certificat d'essai en usine.
Poids, coût et disponibilité du Schedule 120
Les tuyaux de calibre 120 sont nettement plus lourds que ceux de calibre 80. Ce poids influe sur tout, des supports de tuyauterie aux coûts d'expédition.
Comparaison de poids : Schedule 80 vs Schedule 120
| NPS | Sch 80 (lb/pi) | Sch 120 (lb/pi) | Augmentation (lb/pi) | % Augmenter |
|---|---|---|---|---|
| 6 pouce | 28.6 | 36.4 | 7.8 | 27 % |
| 8 pouce | 28.6 | 54.7 | 26.1 | 91 % |
| 10 pouce | 40.5 | 74.6 | 34.1 | 84 % |
| 12 pouce | 49.6 | 88.6 | 39.0 | 79 % |
L'augmentation de poids est considérable à partir du diamètre nominal 8 pouces (NPS 8″). Une section de 30 mètres (100 pieds) de tuyau de 8 pouces (20 cm) de diamètre et de classe 120 pèse 2 480 kg (5 470 livres), contre 1 300 kg (2 860 livres) pour un tuyau de classe 80. Vos supports de tuyauterie, ancrages et structures métalliques doivent être dimensionnés pour supporter cette charge supplémentaire. Pour des données de poids plus précises pour toutes les classes de diamètre, consultez notre documentation. tableau des poids des tuyaux en acier.
Le coût des matériaux augmente proportionnellement à leur poids. Le tuyau Schedule 120 coûte 25 à 35 % plus cher que le Schedule 80 pour des spécifications NPS identiques, et 15 à 20 % moins cher que le Schedule 160. L'écart de prix entre deux produits s'accumule rapidement lors de grands projets. L'équipe d'approvisionnement devra supporter des dépenses plus importantes si elle choisit du Schedule 120 pour 2,000 mètres de tuyau de 10 cm de diamètre, alors que le Schedule 80 aurait suffi.
James Okafor, responsable des achats dans une entreprise nigériane de services pétroliers, a appris à ses dépens la disponibilité des canalisations Schedule 120. Son équipe avait besoin de canalisations de remplacement principales pour son projet de collecteur d'injection d'eau haute pression en 2024. Le cahier des charges exigeait des canalisations Schedule 120 de diamètre nominal (NPS) de 8 pouces.
James pensait que son distributeur habituel lui fournirait le tuyau à partir de son stock, car il l'avait déjà fait pour les tuyaux de type Schedule 40 et Schedule 80.
Il a passé trois jours à appeler des distributeurs avant de découvrir que les commerces locaux ne disposaient pas de la norme Sch 120 dans cette dimension précise. Le fabricant avait besoin de huit semaines pour produire l'article, car il devait être fabriqué sur commande.
Le retard du projet a coûté 12 000 $ à son entreprise en main-d'œuvre d'astreinte. Le matériel Schedule 120 n'est pas toujours disponible.
Applications : Domaines d'application de l'annexe 120
Les tuyaux de type Schedule 120 répondent à un besoin spécifique. Ce matériau n'est pas le choix principal pour les applications industrielles courantes. Ce système constitue une solution de remplacement lorsque les tuyaux de type Schedule 80 ne résistent plus à la pression et aux contraintes mécaniques en service.
Ce système est principalement destiné aux applications de vapeur haute pression et d'alimentation en eau des chaudières. Les centrales électriques et les chaudières industrielles fonctionnent à des niveaux de pression que les équipements Sch 80 ne peuvent supporter que dans des conditions normales. La conception du système Sch 120 offre aux utilisateurs une protection accrue tout en évitant les coûts et le poids excessifs associés au Sch 160.
Les conduites critiques qui transportent des fluides corrosifs sous pression sont entretenues par les usines de traitement chimique et les opérations de raffinage grâce à la norme Sch 120. La paroi plus épaisse offre à la fois une capacité de pression et une marge de corrosion supplémentaire.
Dans le cadre d'un projet d'agrandissement d'une raffinerie en Louisiane, l'acier Sch 120 a été choisi pour la conduite d'alimentation de l'hydrocraqueur de 10 pouces. Des calculs d'ingénierie ont démontré que l'acier Sch 80 ne fonctionnerait qu'à 8 % de sa limite de contrainte sous les conditions de pression nominales. L'ingénieur du projet, Chen Wei, a opté pour l'acier Sch 120 plutôt que le Sch 160, car l'épaisseur de paroi de ce dernier aurait réduit le diamètre intérieur en dessous du minimum requis pour la vitesse d'écoulement. L'acier Sch 120 était le seul à satisfaire simultanément aux exigences de pression et de débit.
Les conduites de collecte de pétrole et de gaz utilisent le profilé Sch 120 pour les conduites principales de 8 à 12 pouces de diamètre nominal dans les systèmes de collecte haute pression. Ce profilé supporte les pressions en tête de puits sans nécessiter l'épaisseur de paroi extrême du profilé Sch 160, ce qui compliquerait l'installation et le soudage.
Les conduites principales de protection incendie desservant les immeubles de grande hauteur et les installations industrielles nécessitent généralement une section Sch 120 pour assurer une capacité de gestion de la pression suffisante pour leurs systèmes de colonnes montantes au niveau du sol du bâtiment.
Pour les tubes en acier au carbone de épaisseur standard et à paroi épaisse, consultez notre catalogue de tubes en acier au carbone.
Calendrier 120 vs Calendrier 80 vs Calendrier 160
Choisir entre les tuyaux Schedule 80, 120 et 160 ne se limite pas à comparer les pressions nominales. Il faut également tenir compte de la section de passage, du poids, du coût et de la disponibilité.
Comparaison côte à côte à NPS 10″
| Propriétés | Sch 80 | Sch 120 | Sch 160 |
|---|---|---|---|
| Epaisseur de paroi | 0.594 pouce | 0.844 pouce | 1.125 pouce |
| Diamètre interieur | 9.562 pouce | 9.062 pouce | 8.500 pouce |
| Poids par pied | 40.5 kg | 74.6 kg | 104.1 kg |
| Pression nominale (PSI) | 2,207 | 3,138 | 3,958 |
| Surface d'écoulement (po²) | 71.8 | 64.5 | 56.7 |
Le tableau présente les avantages et les inconvénients de chaque situation. Le tuyau Schedule 160 supporte une pression supérieure de 26 % à celle du Schedule 120, mais son poids augmente de 39 % et sa section de passage diminue de 12 %. Cette réduction de débit entraîne une augmentation de la hauteur manométrique requise pour la pompe et des coûts d'exploitation plus élevés sur toute la durée de vie du système. Le Schedule 120 offre un compromis : une capacité de pression supérieure de 42 % à celle du Schedule 80, pour un poids et une restriction de débit moindres que ceux du Schedule 160.
Quand préciser chaque calendrier :
- calendrier 80Tuyauterie industrielle générale, basse à moyenne pression, disponible en stock.
- calendrier 120Lignes de process haute pression, systèmes de chaudières et applications critiques où la norme Sch 80 est insuffisante mais la norme Sch 160 surdimensionnée. Souvent fabriquées sur mesure.
- calendrier 160Service à pression extrême, hydraulique haute pression critique et systèmes à parois épaisses conformes aux normes. Coût et poids les plus élevés.
Questions fréquentes concernant les tuyaux de type 120
À quoi sert un tuyau de type Schedule 120 ?
Les tubes de type Schedule 120 sont destinés à six applications spécifiques : conduites de vapeur haute pression, systèmes d’alimentation en eau des chaudières, tuyauteries pour procédés chimiques, canalisations de collecte de pétrole et de gaz, et applications industrielles critiques exigeant une résistance à la pression supérieure à celle des tubes Schedule 80. Ces tubes constituent une solution intermédiaire à paroi épaisse entre les Schedule 80 et Schedule 160.
Quelle est l'épaisseur de paroi d'un tuyau Schedule 120 ?
L'épaisseur de paroi des tubes Schedule 120 dépend de leur diamètre nominal. Un tube NPS 6″ a une épaisseur de paroi de 0.562 pouce. Un tube NPS 8″ a une épaisseur de paroi de 0.719 pouce. Un tube NPS 10″ a une épaisseur de paroi de 0.844 pouce. Un tube NPS 12″ a une épaisseur de paroi de 1.000 pouce. Le tableau de la norme ASME B36.10M fournit les valeurs précises à consulter pour des mesures exactes.
Quelle est la pression nominale d'un tuyau de type Schedule 120 ?
Le tube sans soudure en acier au carbone de 8 pouces (203 mm) de diamètre, conforme à la norme ASTM A53 Grade B (Schedule 120), supporte une pression de 3 335 psi (250 bar) à température ambiante. Le tube de 10 pouces (254 mm) supporte une pression d'environ 3 138 psi (295 bar). Ces valeurs diminuent avec l'augmentation de la température et les tubes soudés présentent des valeurs limites inférieures en raison du coefficient d'efficacité des joints.
L’annexe 120 est-elle plus stricte que l’annexe 80 ?
La comparaison entre les barres d'armature Schedule 120 et Schedule 80 révèle que la Schedule 120 offre une résistance supérieure. Sur toute sa gamme de diamètres nominaux (NPS), la Schedule 120 présente une épaisseur de 30 à 50 % supérieure à celle de la Schedule 80, tout en démontrant une résistance à la pression de 30 à 50 % meilleure. À un diamètre nominal de 8 pouces (NPS), la Schedule 120 supporte une pression 44 % plus élevée que la Schedule 80.
Quelles sont les dimensions disponibles pour les tuyaux Schedule 120 ?
La norme ASME B36.10M définit le Schedule 120 pour les diamètres nominaux de 6″ à 24″ et plus. Les diamètres les plus couramment produits et stockés sont les 6″, 8″, 10″ et 12″. La désignation « Standard Schedule 120 » s’applique uniquement aux diamètres supérieurs à 6″.
Conclusion
L'option pratique à paroi épaisse, intermédiaire entre les normes Schedule 80 et Schedule 160, surpasse les exigences. Ce produit offre une amélioration de pression de 30 à 50 % par rapport à la norme Schedule 80, tout en étant plus léger et moins coûteux, et en assurant un débit supérieur à celui de la norme Schedule 160. Le système fonctionne efficacement entre 30 et 100 % de sa capacité maximale, ce qui le rend idéal pour les conduites de vapeur haute pression, les procédés chimiques et les opérations essentielles dans le secteur pétrolier et gazier.
Vous devez confirmer la disponibilité du produit avant de pouvoir utiliser la norme Schedule 120 comme spécification. Les distributeurs régionaux ne disposent pas de ce produit en stock pour toutes les zones, ce qui le distingue des normes Sch 40 et Sch 80. Les produits fabriqués sur mesure nécessitent généralement un délai de livraison de 4 à 8 semaines. Vous devez établir votre calendrier d'approvisionnement en fonction de vos besoins actuels.
Utilisez un appareil de mesure à ultrasons pour mesurer l'épaisseur de paroi à la livraison, puis comparez vos mesures avec le certificat d'essai du fabricant. La tolérance ASTM de -12.5 % s'applique à toutes les épaisseurs, y compris l'épaisseur Sch 120. La tolérance aux défauts est essentielle pour les opérations sur pipelines haute pression.
