Le specifiche dei tubi Schedule 120 indicano che lo spessore della parete è di 0.719 pollici a NPS 8″, 0.844 pollici a NPS 10″ e 1.000 pollici a NPS 12″. Un tubo Schedule 120 da 8 pollici può sopportare una pressione di circa 3,335 PSI a temperatura ambiente, rispetto ai 2,319 PSI del tubo Schedule 80. Il vantaggio in termini di pressione del tubo Schedule 120 lo rende il materiale preferito per operazioni con vapore ad alta pressione, condotte per processi chimici e sistemi essenziali di oleodotti e gasdotti.
Eppure, la maggior parte degli ingegneri non riesce a trovare un riferimento specifico per la norma Schedule 120. Il sistema si colloca tra le informazioni complete e documentate della norma Schedule 80 e le informazioni estremamente dettagliate della norma Schedule 160. I dati relativi alla norma Schedule 120, necessari ai team di approvvigionamento, li aiuteranno a reperire le informazioni, poiché essa è presente come singola voce all'interno di enormi database sugli spessori delle pareti, che non forniscono alcun dettaglio sulle classi di pressione, sulla disponibilità del prodotto o sulle linee guida per la scelta tra questa norma e i prodotti simili.
Questo articolo colma tale lacuna. Fornisce le dimensioni complete dei tubi Schedule 120, insieme alle informazioni sullo spessore della parete e sulla pressione nominale. Le specifiche Sch 120 mostrano l'applicazione ottimale per questo tipo di tubo, la sua capacità eccessiva per requisiti specifici e le informazioni sui tempi di consegna necessari.
Punti chiave
- Lo spessore della parete dei tubi Schedule 120 varia da 0.562" a NPS 6" a 1.000" a NPS 12" secondo la norma ASME B36.10M.
- La capacità di pressione è superiore di circa il 30-50% rispetto allo standard Schedule 80 per la stessa pressione nominale (NPS).
- Il calibro 120 non è sempre disponibile a magazzino presso i distributori e spesso richiede un tempo di produzione su ordinazione di 4-8 settimane.
- La lamiera senza saldature ASTM A53 Grado B Schedule 120 con NPS 8″ resiste a circa 3,335 PSI a temperatura ambiente, con un calo significativo a temperature elevate.
- La tolleranza di spessore della parete ASTM del -12.5% si applica allo Schedule 120, quindi verificare sempre i certificati di collaudo del produttore per applicazioni critiche.
Cosa sono i tubi Schedule 120?
Il tubo Schedule 120 è una classe intermedia di tubi a parete spessa definita dalla norma ASME B36.10M per acciai al carbonio e legati. Si colloca tra lo Schedule 80 e lo Schedule 160 nella gerarchia delle classi di spessore. A parità di diametro nominale , lo Schedule 120 ha lo stesso diametro esterno dello Schedule 40 o dello Schedule 80. La differenza risiede nello spessore maggiore della parete, che riduce il diametro interno e aumenta la capacità di carico in pressione.
La relazione tra il numero di programma e lo spessore della parete non è lineare. Lo Schedule 120 non è semplicemente il 50% più spesso dello Schedule 80. A un diametro nominale di 8 pollici (NPS 8"), lo Sch 80 ha uno spessore di 0.500 pollici, mentre lo Sch 120 ha uno spessore di 0.719 pollici, con un aumento del 44%. A un diametro nominale di 12 pollici (NPS 12"), lo Sch 80 ha uno spessore di 0.688 pollici, mentre lo Sch 120 ha uno spessore di 1.000 pollici, con un aumento del 45%. Per una spiegazione completa del funzionamento dei numeri di programma, consultare la nostra guida al significato dei programmi di programma per tubi.
La classificazione Schedule 120 è generalmente definita per diametri NPS pari o superiori a 6" secondo la norma B36.10M. I diametri inferiori non hanno la designazione Schedule 120 o non vengono prodotti frequentemente. Se il vostro progetto richiede tubi a parete spessa con diametro inferiore a 6" NPS, di solito si specifica Schedule 160 o XXS.
Se hai bisogno di aiuto per selezionare la programmazione più adatta alle tue esigenze di pressione, il nostro team di consulenza tecnica può esaminare le tue specifiche e gli standard dei materiali.
Dimensioni e spessore della parete dei tubi Schedule 120
La tabella seguente elenca le dimensioni standard dei tubi in acciaio al carbonio Schedule 120 secondo la norma ASME B36.10M. Copre le dimensioni comunemente prodotte da NPS 6″ a NPS 12″.
Tabella delle dimensioni dei tubi Schedule 120
| NPS | DO (pollici) | Muro (in) | documento d'identità (in) | Peso (libbre/piedi) | OD (millimetro) | Parete (mm) | Peso (kg / m) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 6 " | 6.625 | 0.562 | 5.501 | 36.4 | 168.3 | 14.27 | 54.2 |
| 8 " | 8.625 | 0.719 | 7.187 | 54.7 | 219.1 | 18.26 | 81.4 |
| 10 " | 10.750 | 0.844 | 9.062 | 74.6 | 273.1 | 21.44 | 111.0 |
| 12 " | 12.750 | 1.000 | 10.750 | 88.6 | 323.9 | 25.40 | 131.8 |
Questa tabella mostra due tendenze importanti. In primo luogo, lo spessore della parete aumenta con l'NPS. In secondo luogo, il diametro interno si riduce significativamente all'aumentare dello spessore della parete. Un tubo Schedule 120 da 12 pollici ha un diametro interno di soli 10.750 pollici. Tale riduzione dell'area di flusso è rilevante per il dimensionamento della pompa e per i calcoli della caduta di pressione.
Per dati più completi sullo spessore delle pareti per tutte le classi di spessore, consultare la nostra tabella degli spessori delle pareti dei tubi.
Spessore della parete: Schedule 80, Schedule 120 e Schedule 160
| NPS | Parete Sch 80 | Parete Sch 120 | Parete Sch 160 | Aumento da Sch 80 a 120 | Aumento da Sch 120 a 160 |
|---|---|---|---|---|---|
| 6 " | 0.432 " | 0.562 " | 0.719 " | 30% | 28% |
| 8 " | 0.500 " | 0.719 " | 0.906 " | 44% | 26% |
| 10 " | 0.594 " | 0.844 " | 1.125 " | 42% | 33% |
| 12 " | 0.688 " | 1.000 " | 1.312 " | 45% | 31% |
Il salto da Schedule 80 a Schedule 120 è maggiore del salto da Schedule 120 a Schedule 160. Questa relazione non lineare sorprende alcuni ingegneri. Spiega anche perché lo Schedule 120 è spesso la scelta più conveniente per le pareti spesse quando lo Schedule 80 non è sufficiente.
Valutazione della pressione delle tubazioni di programma 120
Le pressioni nominali per i tubi Schedule 120 dipendono dal tipo di materiale, dalla temperatura e dal fatto che il tubo sia senza saldatura o saldato. I valori riportati di seguito sono calcolati utilizzando la formula di Barlow per tubi senza saldatura ASTM A53 Grado B a temperatura ambiente (100 °F).
Classe di pressione Schedule 120 secondo NPS (ASTM A53 Grado B, senza saldature, temperatura ambiente)
| NPS | Muro (in) | DO (pollici) | Pressione massima (PSI) | Pressione massima (bar) |
|---|---|---|---|---|
| 6 " | 0.562 | 6.625 | 3,395 | 234 |
| 8 " | 0.719 | 8.625 | 3,335 | 230 |
| 10 " | 0.844 | 10.750 | 3,138 | 216 |
| 12 " | 1.000 | 12.750 | 3,137 | 216 |
Queste valutazioni presuppongono una costruzione senza giunzioni con un fattore di efficienza della giunzione pari a 1.0. I tubi ERW saldati presentano un'efficienza della giunzione E = 0.85 secondo la norma ASME B31.3, che riduce la pressione ammissibile di circa il 15%. Per un tubo ERW Schedule 120 da 10 pollici, la pressione ammissibile scende da 3,138 PSI a circa 2,667 PSI.
Confronto tra le pressioni previste dagli standard 80 e 120
| NPS | Pressione Sch 80 (PSI) | Pressione Sch 120 (PSI) | Aumentare | % Aumentare |
|---|---|---|---|---|
| 6 " | 2,608 | 3,395 | 787 | 30% |
| 8 " | 2,319 | 3,335 | 1,016 | 44% |
| 10 " | 2,207 | 3,138 | 931 | 42% |
| 12 " | 2,157 | 3,137 | 980 | 45% |
Per un confronto con le classificazioni Schedule 80, consultare la nostra guida alle classificazioni di pressione per tubazioni Schedule 80. Per applicazioni meno gravose, la nostra guida alle classificazioni di pressione per tubazioni Schedule 40 copre lo standard industriale predefinito.
Declassamento della temperatura
La capacità di resistenza alla pressione dei materiali diminuisce con l'aumento delle temperature di esercizio. L'acciaio ASTM A53 Grado B non è generalmente raccomandato per l'uso continuo a temperature superiori a 750 °F (400 °C). La sollecitazione ammissibile per l'acciaio A53 Grado B a 750 °F si riduce di circa il 40%, il che comporta una corrispondente riduzione della pressione nominale al di sopra di tale temperatura. La capacità di resistenza alla pressione di un tubo Schedule 120 da 8 pollici, con una pressione nominale a temperatura ambiente di 3,335 PSI, si ridurrà a circa 2,000 PSI quando opera a 750 °F.
Gli ingegneri scelgono l'acciaio inossidabile ASTM A106 Grado B per applicazioni ad alta temperatura superiori a 750 °F (circa 400 °C) perché offre limiti di resistenza alle sollecitazioni più elevati a temperature elevate. Verificare sempre che le specifiche del materiale corrispondano alla temperatura di esercizio prima di finalizzare un ordine di acciaio inossidabile Schedule 120.
Materiali e specifiche per tubi Schedule 120
I tubi in acciaio al carbonio Schedule 120 sono fabbricati secondo le norme ASTM A53 Grado B o ASTM A106 Grado B. La norma ASTM A53 descrive i metodi di produzione di tubi sia senza saldatura che saldati, mentre la norma ASTM A106 ammette solo tubi senza saldatura per applicazioni ad alta temperatura. Anche la norma API 5L Grado B è comunemente utilizzata per applicazioni nel settore petrolifero e del gas.
La domanda di mercato per l'acciaio inossidabile Schedule 120 rimane inferiore a quella per l'acciaio al carbonio. La norma ASME B36.19 fornisce le dimensioni per l'acciaio inossidabile, ma i tubi in acciaio inossidabile Schedule 120 non sono disponibili in tutte le qualità richieste. Gli ingegneri in genere richiedono tubi in acciaio inossidabile a parete spessa Schedule 80S o Schedule 160S quando ne hanno bisogno, oppure scelgono tubi senza saldatura personalizzati che soddisfano gli standard ASTM A312 Grado 304 o 316. Per i prodotti di tubi in acciaio inossidabile, consultare il nostro catalogo di tubi in acciaio inossidabile.
La tolleranza di fabbricazione è importante per le tubazioni Schedule 120, così come per quelle di spessore inferiore. Gli standard ASTM A53 e A106 consentono uno spessore della parete inferiore del 12.5% rispetto al valore nominale standard. Il tubo Schedule 120 da 12 pollici con uno spessore nominale di 1.000 pollici deve mantenere uno spessore minimo di 0.875 pollici. La differenza di 0.125 pollici si traduce in una riduzione della capacità di pressione proporzionale alla percentuale di riduzione.
Lo spessore effettivo delle pareti delle condotte critiche ad alta pressione deve essere confermato tramite il certificato di collaudo del produttore.
Peso, costo e disponibilità dello Schedule 120
I tubi Schedule 120 sono notevolmente più pesanti dei tubi Schedule 80. Questo peso influisce su tutto, dai supporti per i tubi ai costi di spedizione.
Confronto di peso: Schedule 80 vs Schedule 120
| NPS | Sch 80 (lb/ft) | Sch 120 (lb/ft) | Aumento (lb/ft) | % Aumentare |
|---|---|---|---|---|
| 6 " | 28.6 | 36.4 | 7.8 | 27% |
| 8 " | 28.6 | 54.7 | 26.1 | 91% |
| 10 " | 40.5 | 74.6 | 34.1 | 84% |
| 12 " | 49.6 | 88.6 | 39.0 | 79% |
L'aumento di peso è notevole per i tubi NPS da 8" in su. Un tratto di 30 metri (100 piedi) di tubo Schedule 120 da 8 pollici pesa 2.480 kg (5,470 libbre), rispetto ai 1.290 kg (2,860 libbre) del tubo Schedule 80. I supporti, gli ancoraggi e la struttura in acciaio del tubo devono essere progettati per sopportare questo carico aggiuntivo. Per dati di peso più precisi per tutti gli Schedule, consultare la nostra tabella dei pesi dei tubi in acciaio.
Il costo dei materiali aumenta in proporzione al loro peso. Il tubo Schedule 120 ha un prezzo superiore del 25-35% rispetto allo Schedule 80 a parità di specifiche NPS, mentre costa il 15-20% in meno rispetto allo Schedule 160. La differenza di costo tra i due prodotti si accumula rapidamente nei progetti di grandi dimensioni. Il team addetto agli acquisti dovrà sostenere spese maggiori se specifica lo Schedule 120 per 2,000 piedi di tubo da 10 pollici, poiché lo Schedule 80 sarebbe stato sufficiente.
James Okafor, responsabile degli acquisti presso un'azienda nigeriana di servizi petroliferi, ha scoperto a sue spese la disponibilità delle tubazioni Schedule 120. Il team aveva bisogno di sostituire le tubazioni principali per il progetto del collettore di iniezione di acqua ad alta pressione nel 2024. Le specifiche richiedevano tubazioni Schedule 120 con NPS 8.
James era convinto che il suo fornitore abituale avrebbe fornito i tubi prelevandoli dal magazzino, come aveva già fatto per i modelli Schedule 40 e Schedule 80.
Ha impiegato tre giorni a telefonare ai distributori prima di scoprire che i negozi locali non tenevano in magazzino il modello Sch 120 in quella specifica misura. Il produttore richiedeva otto settimane per realizzare l'articolo perché doveva essere prodotto su ordinazione.
Il ritardo del progetto è costato alla sua azienda 12,000 dollari in manodopera non reperibile. Il modulo Schedule 120 non è sempre disponibile.
Applicazioni: dove il modulo 120 eccelle
I tubi Schedule 120 occupano una nicchia specifica. Questo materiale non rappresenta la scelta principale per le tubazioni industriali generiche. Il sistema funge da opzione di aggiornamento quando i materiali Schedule 80 non sono in grado di resistere alla pressione e alle sollecitazioni meccaniche di esercizio.
Le principali applicazioni del sistema riguardano il vapore ad alta pressione e l'acqua di alimentazione delle caldaie. Le centrali elettriche e i sistemi di caldaie industriali operano a livelli di pressione che le apparecchiature Sch 80 possono sopportare solo in condizioni normali. La progettazione del sistema Sch 120 offre agli utenti una maggiore protezione, evitando al contempo i costi e il peso eccessivi associati allo Sch 160.
Le linee di processo critiche che trasportano fluidi corrosivi sotto pressione vengono gestite dagli impianti di lavorazione chimica e dalle raffinerie tramite tubi Sch 120. La parete più spessa offre sia una maggiore capacità di resistenza alla pressione che un margine di sicurezza maggiore contro la corrosione.
Un progetto di ampliamento di una raffineria in Louisiana ha scelto la lamiera Sch 120 per una linea di alimentazione di un impianto di idrocracking da 10 pollici, dopo che i calcoli ingegneristici avevano dimostrato che la lamiera Sch 80 avrebbe operato all'8% del suo limite di sollecitazione nelle condizioni di pressione di progetto. L'ingegnere di progetto, Chen Wei, ha scelto la Sch 120 anziché la Sch 160 perché la parete da 160 mm avrebbe ridotto il diametro interno al di sotto del minimo richiesto per la velocità di flusso. La Sch 120 era l'unica lamiera che soddisfaceva sia i requisiti di pressione che di portata.
Nelle condotte di raccolta di petrolio e gas, per i sistemi di raccolta ad alta pressione, si utilizza la lega Sch 120 per le linee principali da 8" a 12" di diametro nominale (NPS). Questa lega è in grado di sopportare le pressioni in testa pozzo senza richiedere lo spessore estremo della parete della Sch 160, che renderebbe l'installazione e la saldatura più complesse.
Le condotte antincendio che servono edifici multipiano e impianti industriali richiedono in genere tubi Sch 120 per garantire una capacità di gestione della pressione sufficiente per i loro sistemi di colonne montanti ai livelli di base degli edifici.
Per i prodotti di tubi in acciaio al carbonio con spessori standard e a parete spessa, consultare il nostro catalogo di tubi in acciaio al carbonio.
Programma 120 contro Programma 80 contro Programma 160
La scelta tra le classi di pressione Schedule 80, 120 e 160 richiede più di un semplice confronto tra le pressioni nominali. È necessario considerare anche la sezione di flusso, il peso, il costo e la disponibilità.
Confronto affiancato su NPS 10″
| Proprietà | Schema 80 | Schema 120 | Schema 160 |
|---|---|---|---|
| spessore parete | 0.594 " | 0.844 " | 1.125 " |
| Diametro interno | 9.562 " | 9.062 " | 8.500 " |
| Peso per piede | 40.5 lb | 74.6 lb | 104.1 lb |
| Pressione nominale (PSI) | 2,207 | 3,138 | 3,958 |
| Area di flusso (in²) | 71.8 | 64.5 | 56.7 |
La tabella mostra i vantaggi e gli svantaggi della situazione. La classe di resistenza 160 gestisce il 26% di pressione in più rispetto alla classe 120, ma il suo peso aumenta del 39% e la sua area di passaggio diminuisce del 12%. La riduzione della portata comporta sia un aumento della prevalenza richiesta per la pompa, sia maggiori costi operativi per l'intera durata di vita del sistema. La classe di resistenza 120 rappresenta una soluzione intermedia: il 42% in più di capacità di pressione rispetto alla classe 80, con un peso inferiore e una minore limitazione di portata rispetto alla classe 160.
Quando specificare ciascun programma:
- Programma 80Tubazioni industriali generiche, a bassa e media pressione, disponibili a magazzino.
- Programma 120Linee di processo ad alta pressione, sistemi di caldaie e applicazioni critiche in cui lo Sch 80 è insufficiente ma lo Sch 160 è eccessivo. Spesso realizzati su misura.
- Programma 160: Servizio ad altissima pressione, idraulica ad alta pressione critica e sistemi a parete spessa imposti dalle normative. Costo e peso massimi.
Domande frequenti sui tubi Schedule 120
A cosa serve il tubo Schedule 120?
I tubi Schedule 120 trovano impiego in sei applicazioni specifiche, tra cui linee di vapore ad alta pressione, sistemi di alimentazione dell'acqua per caldaie, tubazioni per processi chimici, condotte di raccolta di petrolio e gas e applicazioni industriali critiche che richiedono pressioni superiori a quelle sopportabili dai tubi Schedule 80. Questi tubi rappresentano un'opzione intermedia a parete spessa, posizionandosi tra gli standard Schedule 80 e Schedule 160.
Qual è lo spessore della parete di un tubo Schedule 120?
Lo spessore delle pareti dei tubi Schedule 120 dipende dalla dimensione nominale. Il tubo NPS da 6" ha uno spessore di parete di 0.562 pollici. Il tubo NPS da 8" ha uno spessore di parete di 0.719 pollici. Il tubo NPS da 10" ha uno spessore di parete di 0.844 pollici. Il tubo NPS da 12" ha uno spessore di parete di 1.000 pollici. La tabella ASME B36.10M fornisce i valori precisi che devono essere consultati per misurazioni esatte.
Qual è la pressione nominale dei tubi Schedule 120?
Il tubo in acciaio al carbonio senza saldatura Schedule 120 da 8 pollici, conforme agli standard ASTM A53 Grado B, può sopportare una pressione di 3,335 PSI a temperatura ambiente. Il tubo da 10 pollici può sopportare circa 3,138 PSI. I valori nominali diminuiscono con l'aumento della temperatura e le costruzioni saldate mostrano valori nominali inferiori a causa dei fattori di efficienza delle giunzioni.
L'Allegato 120 è più forte dell'Allegato 80?
Il confronto tra Schedule 120 e Schedule 80 rivela che lo Schedule 120 offre una resistenza superiore. Lo Schedule 120 presenta uno spessore maggiore del 30-50% rispetto allo Schedule 80 in tutto il suo intervallo NPS, dimostrando al contempo una resistenza alla pressione migliore del 30-50%. A un NPS di 8", lo Schedule 120 ha una capacità di pressione superiore del 44% rispetto allo Schedule 80.
In quali dimensioni è disponibile il tubo Schedule 120?
La norma ASME B36.10M definisce la classe Schedule 120 per le dimensioni NPS da 6″ a 24″ e superiori. Le dimensioni più comunemente prodotte e disponibili a magazzino sono NPS 6″, 8″, 10″ e 12″. La denominazione Standard Schedule 120 si applica solo alle dimensioni superiori a NPS 6″.
Conclusione
La soluzione pratica a parete spessa, intermedia tra Schedule 80 e Schedule 160, supera i requisiti. Il prodotto offre un miglioramento della pressione dal 30 al 50% rispetto allo Schedule 80, pur richiedendo meno peso e costi e garantendo una maggiore capacità di flusso rispetto allo Schedule 160. Il sistema funziona efficacemente tra il 30 e il 100% della sua capacità massima, il che lo rende adatto per linee di processo a vapore e chimiche ad alta pressione, nonché per operazioni essenziali nel settore petrolifero e del gas.
Prima di poter utilizzare la specifica Schedule 120, è necessario verificare la disponibilità a magazzino. I distributori regionali non tengono questo prodotto in stock per tutte le aree, il che lo distingue dalle specifiche Sch 40 e Sch 80. I prodotti realizzati su misura richiedono in genere dalle 4 alle 8 settimane per la consegna. È opportuno definire la tempistica di approvvigionamento in base alle proprie esigenze attuali.
Utilizzare un misuratore a ultrasuoni per misurare lo spessore della parete al momento della consegna e quindi verificare le misurazioni confrontandole con il certificato di collaudo del produttore. La tolleranza ASTM del -12.5% si applica a tutte le classi di spessore, inclusa la Sch 120. L'intervallo di tolleranza ai guasti diventa essenziale per le operazioni di condotte ad alta pressione.
