Specyfikacje rur Schedule 120 wskazują, że grubość ścianek rur wynosi 0.719 cala przy NPS 8″, 0.844 cala przy NPS 10″ i 1.000 cala przy NPS 12″. 8-calowa rura Schedule 120 wytrzymuje ciśnienie około 3,335 psi w temperaturze pokojowej, w porównaniu z 2,319 psi dla Schedule 80. Zaleta ciśnieniowa Sch 120 sprawia, że jest to preferowany materiał do wysokociśnieniowych instalacji parowych, rurociągów do procesów chemicznych oraz systemów rurociągów do ropy naftowej i gazu.
Jednak większość inżynierów nie może znaleźć dedykowanego odniesienia do Załącznika 120. System istnieje pomiędzy w pełni udokumentowanymi informacjami z Załącznika 80 a ekstremalnymi informacjami z Załącznika 160. Dane z Załącznika 120, których potrzebują zespoły ds. zaopatrzenia, pomogą im w znalezieniu informacji, ponieważ występują jako pojedynczy wpis w ogromnych bazach danych grubości ścianek, które nie zawierają żadnych szczegółów na temat wartości ciśnienia, dostępności produktu ani wytycznych dotyczących wyboru między nim a produktami sąsiednimi.
Niniejszy artykuł wypełnia tę lukę. Zawiera kompletne wymiary rur z załącznika 120 wraz z informacjami o grubości ścianki i ciśnieniu roboczym. Specyfikacje załącznika 120 wskazują optymalne zastosowanie rur z załącznika 120, ich maksymalną wydajność w określonych wymaganiach oraz wymagany czas realizacji zamówienia.
Na wynos
- Grubość ścianki rury Schedule 120 waha się od 0.562″ przy NPS 6″ do 1.000″ przy NPS 12″ zgodnie z normą ASME B36.10M.
- Zdolność ciśnieniowa jest o około 30–50% wyższa niż w przypadku Planu 80 dla tego samego NPS.
- Załącznik 120 nie jest zawsze dostępny u dystrybutorów, a czas realizacji zamówienia często wynosi od 4 do 8 tygodni.
- Stal bezszwowa ASTM A53 klasy B, grubość 120 przy NPS 8″ wytrzymuje ciśnienie ~3,335 PSI w temperaturze pokojowej, które znacznie spada w podwyższonych temperaturach.
- Tolerancja grubości ścianki ASTM -12.5% dotyczy materiałów z harmonogramu 120, dlatego w przypadku zastosowań krytycznych należy zawsze sprawdzać certyfikaty badań walcowniczych.
Czym jest rura typu Schedule 120?
Rura klasy 120 to rura o średniej grubości ścianki, zdefiniowana w normie ASME B36.10M dla stali węglowych i stopowych. W hierarchii norm plasuje się pomiędzy rurami klasy 80 a 160. Dla każdego nominalnego rozmiaru rury , klasa 120 ma taką samą średnicę zewnętrzną jak klasa 40 lub 80. Różnica polega na grubszej ściance, co zmniejsza średnicę wewnętrzną i zwiększa wytrzymałość na ciśnienie.
Zależność między numerem katalogowym a grubością ścianki nie jest liniowa. Rura z grupy 120 nie jest po prostu o 50% grubsza niż rura z grupy 80. Przy grubości ścianki NPS 8″, rura z grupy 80 ma ściankę 0.500 cala, a rura z grupy 120 – 0.719 cala, co stanowi wzrost o 44%. Przy grubości ścianki NPS 12″, rura z grupy 80 ma ściankę 0.688 cala, a rura z grupy 120 – 1.000 cala, co stanowi wzrost o 45%. Pełne wyjaśnienie działania numerów katalogowych znajduje się w naszym przewodniku po znaczeniu numerów katalogowych rur.
W normie B36.10M typoszereg 120 jest zazwyczaj definiowany dla rur o średnicy NPS 6 cali i większych. Mniejsze rozmiary albo nie mają oznaczenia Sch 120, albo nie są często produkowane. Jeśli projekt wymaga rur o grubych ściankach o średnicy poniżej NPS 6 cali, zazwyczaj należy określić typoszereg 160 lub XXS.
Jeśli potrzebujesz pomocy w doborze odpowiedniego harmonogramu dla swoich wymagań ciśnieniowych, nasz zespół doradców technicznych może przeanalizować Twoje specyfikacje i normy materiałowe.
Wymiary rur i grubość ścianki zgodnie z Załącznikiem 120
Poniższa tabela zawiera standardowe wymiary rur Schedule 120 dla stali węglowej zgodnie z normą ASME B36.10M. Obejmuje ona powszechnie produkowane rozmiary od NPS 6″ do NPS 12″.
Tabela wymiarów rur według harmonogramu 120
| NPS | OD (w) | Ściana (wewnątrz) | ID (w) | Waga (lb / ft) | średnica zewnętrzna (mm) | Ściana (mm) | Waga (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 |
Ta tabela pokazuje dwa ważne wzorce. Po pierwsze, grubość ścianki rośnie wraz ze wzrostem NPS. Po drugie, średnica wewnętrzna znacznie się zmniejsza wraz ze wzrostem grubości ścianki. Rura 12-calowa o grubości ścianki 120 ma średnicę wewnętrzną zaledwie 10.750 cala. To zmniejszenie powierzchni przepływu ma znaczenie przy doborze wielkości pompy i obliczaniu spadku ciśnienia.
Aby uzyskać bardziej kompletne dane dotyczące grubości ścianek dla wszystkich harmonogramów, zapoznaj się z naszą tabelą grubości ścianek rur.
Grubość ścianki arkusza 80, arkusza 120 i arkusza 160
| NPS | Ściana Sch 80 | Ściana Sch 120 | Ściana Sch 160 | Sch 80 do 120 Zwiększenie | Sch 120 do 160 Zwiększenie |
|---|---|---|---|---|---|
| 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% |
Przeskok z Planu 80 do Planu 120 jest większy niż przeskok z Planu 120 do Planu 160. Ta nieliniowa zależność zaskakuje niektórych inżynierów. Wyjaśnia ona również, dlaczego Plan 120 jest często najbardziej opłacalnym wyborem w przypadku ścian o dużej grubości, gdy Plan 80 jest niewystarczający.
Załącznik 120 – Ciśnienie znamionowe rury
Parametry ciśnienia dla rur klasy 120 zależą od gatunku materiału, temperatury oraz tego, czy rura jest bezszwowa, czy spawana. Poniższe wartości obliczono według wzoru Barlowa dla rur bezszwowych ASTM A53 klasy B w temperaturze pokojowej (100°F).
Klasa ciśnieniowa wg normy NPS (ASTM A53 klasa B, bezszwowa, temperatura pokojowa)
| NPS | Ściana (wewnątrz) | OD (w) | Maksymalne ciśnienie (PSI) | Maksymalne ciśnienie (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 |
Te oceny zakładają konstrukcję bezszwową ze współczynnikiem sprawności połączenia 1.0. Spawana rura ERW charakteryzuje się sprawnością połączenia E = 0.85 zgodnie z normą ASME B31.3, co zmniejsza dopuszczalne ciśnienie o około 15%. W przypadku 10-calowej rury ERW o klasie 120, dopuszczalne ciśnienie spada z 3,138 PSI do około 2,667 PSI.
Porównanie ciśnienia w harmonogramie 80 i harmonogramie 120
| NPS | Ciśnienie w Sch 80 (PSI) | Ciśnienie w Sch 120 (PSI) | Zwiększać | % Zwiększać |
|---|---|---|---|---|
| 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% |
Aby porównać z klasami ciśnienia dla Załącznika 80, zapoznaj się z naszym przewodnikiem po klasach ciśnienia dla rur Załącznika 80. W przypadku zastosowań o mniejszym obciążeniu, nasz przewodnik po klasach ciśnienia dla rur Załącznika 40 obejmuje domyślny harmonogram przemysłowy.
Obniżanie temperatury
Odporność na ciśnienie materiałów maleje ze względu na wzrost temperatury roboczej. Norma ASTM A53 klasy B generalnie nie jest zalecana do pracy ciągłej w temperaturach powyżej 750°F (ok. 400°C). Dopuszczalne naprężenie dla stali A53 klasy B w temperaturze 750°F (ok. 400°C) zmniejsza się o około 40%, co powoduje takie samo obniżenie ciśnienia znamionowego powyżej tej temperatury. Odporność na ciśnienie 8-calowej rury Schedule 120 o ciśnieniu znamionowym w temperaturze pokojowej wynoszącym 3,335 psi (ok. 350 barów) spadnie do około 2,000 psi (ok. 1900 barów) podczas pracy w temperaturze 750°F (ok. 400°C).
Inżynierowie wybierają materiał ASTM A106 klasy B do zastosowań wysokotemperaturowych przekraczających 750°F (ok. 400°C), ponieważ zapewnia on wyższe limity naprężeń w wysokich temperaturach. Przed sfinalizowaniem zamówienia na materiał z grupy 120 zawsze sprawdź, czy specyfikacja materiału jest zgodna z temperaturą pracy.
Materiały i specyfikacje rur zgodnie z Załącznikiem 120
Rury ze stali węglowej klasy 120 są produkowane zgodnie z normą ASTM A53 klasy B lub ASTM A106 klasy B. Norma ASTM A53 opisuje zarówno metody produkcji rur bezszwowych, jak i spawanych, natomiast ASTM A106 dopuszcza stosowanie rur bezszwowych wyłącznie do zastosowań w wysokich temperaturach. Norma API 5L klasy B jest również powszechnie stosowana w zastosowaniach w przemyśle naftowym i gazowym.
Popyt rynkowy na stal nierdzewną klasy 120 pozostaje niższy niż na stal węglową. Norma ASME B36.19 określa wymiary stali nierdzewnej, ale rury ze stali nierdzewnej klasy 120 nie są dostępne we wszystkich dostępnych gatunkach. Inżynierowie zazwyczaj zamawiają rury ze stali nierdzewnej o grubych ściankach klasy 80S lub 160S, gdy ich potrzebują, albo wybierają niestandardowe rury bezszwowe, zgodne z normami ASTM A312 klasy 304 lub 316. Informacje na temat rur ze stali nierdzewnej można znaleźć w naszym katalogu rur ze stali nierdzewnej.
Tolerancja walcowania ma znaczenie dla rur z grupy 120, tak samo jak dla rur z lżejszych grup. Normy ASTM A53 i A106 dopuszczają grubość ścianki o 12.5% mniejszą od nominalnej wartości standardowej. Rura z grupy 120 o średnicy 12 cali i nominalnej grubości ścianki 1.000 cala musi mieć minimalną grubość ścianki 0.875 cala. Różnica 0.125 cala powoduje spadek nośności ciśnieniowej, który odpowiada procentowemu spadkowi.
Rzeczywista grubość ścianki krytycznych przewodów wysokiego ciśnienia musi zostać potwierdzona certyfikatem badania walcowni.
Waga, koszt i dostępność harmonogramu 120
Rury o grubości ścianki 120 są znacznie cięższe od rur o grubości ścianki 80. Ich waga ma wpływ na wszystko, od wsporników rur po koszty wysyłki.
Porównanie wagi: Plan 80 kontra Plan 120
| NPS | Sch 80 (funty/stopy) | Sch 120 (funty/stopy) | Zwiększenie (funty/stopy) | % Zwiększać |
|---|---|---|---|---|
| 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% |
Wzrost masy jest znaczący przy NPS 8″ i powyżej. 100-stopowy odcinek rury o średnicy 8 cali (Schedule 120) waży 5,470 funtów (2400 kg), w porównaniu z 2,860 funtami (1270 kg) dla Schedule 80. Twoje wsporniki rur, kotwy i stal konstrukcyjna muszą być zaprojektowane z uwzględnieniem tego dodatkowego obciążenia. Aby uzyskać bardziej precyzyjne dane dotyczące masy dla wszystkich Schedule, zapoznaj się z naszą tabelą wag rur stalowych.
Koszt materiałów rośnie proporcjonalnie do ich wagi. Cena materiałów z listy 120 jest wyższa o 25-35% w porównaniu z ceną z listy 80 dla identycznych specyfikacji NPS i jest o 15-20% niższa niż z listy 160. Różnica w kosztach między dwoma produktami szybko się kumuluje w przypadku dużych projektów. Zespół ds. zaopatrzenia poniesie wyższe koszty, jeśli określi listę 120 dla 2,000 stóp (ok. 600 m) rury o średnicy 10 cali (ok. 2000 stóp), ponieważ lista 80 byłaby wystarczająca.
James Okafor, specjalista ds. zaopatrzenia w nigeryjskiej firmie świadczącej usługi naftowe, przekonał się o dostępności rurociągów klasy 120 na własnej skórze. Zespół potrzebował głównych rur zastępczych do swojego projektu kolektora wtrysku wody pod wysokim ciśnieniem w 2024 roku. Specyfikacja wymagała zastosowania rurociągów klasy 120 na NPS 8.
James był przekonany, że jego stały dystrybutor dostarczy rury z zapasów, ponieważ robił to w przypadku załączników 40 i 80.
Spędził trzy dni dzwoniąc do dystrybutorów, zanim dowiedział się, że lokalne firmy nie mają w magazynie modelu Sch 120 w tym konkretnym rozmiarze. Producent potrzebował ośmiu tygodni na wyprodukowanie tego produktu, ponieważ musiał być on zamawiany na zamówienie.
Opóźnienie projektu kosztowało jego firmę 12 000 dolarów w postaci dodatkowej siły roboczej. Harmonogram 120 nie zawsze jest dostępny.
Zastosowania: Gdzie Załącznik 120 sprawdza się najlepiej
Rury ze stali Harmonogram 120 wypełniają specyficzną niszę. Materiał ten nie jest podstawowym wyborem do ogólnych zastosowań w rurociągach przemysłowych. System stanowi opcję modernizacyjną, gdy materiały ze stali Harmonogram 80 nie wytrzymują ciśnienia roboczego i sił mechanicznych.
Główne zastosowania systemu obejmują zastosowanie pary wysokociśnieniowej i wody zasilającej kotły. Elektrownie i przemysłowe systemy kotłowe pracują pod ciśnieniem, które urządzenia Sch 80 mogą wytrzymać jedynie w normalnych warunkach. Konstrukcja systemu Sch 120 zapewnia użytkownikom dodatkową ochronę, a jednocześnie pozwala uniknąć nadmiernych kosztów i ciężaru związanych z Sch 160.
Krytyczne linie technologiczne, które transportują żrące płyny pod ciśnieniem, są utrzymywane w dobrym stanie technicznym przez zakłady przetwórstwa chemicznego i rafinerie za pośrednictwem Sch 120. Grubsze ścianki zapewniają zarówno wytrzymałość na ciśnienie, jak i dodatkową odporność na korozję.
W projekcie rozbudowy rafinerii w Luizjanie wybrano materiał Sch 120 do rurociągu zasilającego hydrokraker o średnicy 10 cali (25,7 cm), po tym jak obliczenia inżynieryjne wykazały, że materiał Sch 80 będzie pracował przy 8% swojego granicznego naprężenia w warunkach ciśnienia projektowego. Inżynier projektu, Chen Wei, wybrał materiał Sch 120 zamiast Sch 160, ponieważ ścianka o średnicy 160 zmniejszyłaby średnicę wewnętrzną poniżej minimalnej wymaganej prędkości przepływu. Materiał Sch 120 był jedynym materiałem, który spełniał zarówno wymagania dotyczące ciśnienia, jak i przepływu.
Rurociągi zbierające ropę naftową i gaz ziemny wykorzystują Sch 120 do rurociągów magistralnych NPS o średnicy od 8 do 12 cali w systemach zbierających pod wysokim ciśnieniem. Harmonogram uwzględnia ciśnienia panujące na głowicy odwiertu bez konieczności stosowania skrajnej ścianki Sch 160, co utrudniałoby instalację i spawanie.
Główne przewody przeciwpożarowe obsługujące wysokie budynki i zakłady przemysłowe zwykle wymagają specyfikacji Sch 120, aby zapewnić odpowiednią wydajność ciśnienia dla systemów rur hydrantowych na poziomie budynku podstawowego.
Rury ze stali węglowej w standardowych i grubościennych tabelach można znaleźć w naszym katalogu rur ze stali węglowej.
Harmonogram 120 vs Harmonogram 80 vs Harmonogram 160
Wybór pomiędzy normami 80, 120 i 160 wymaga czegoś więcej niż tylko porównania wartości ciśnienia. Należy również wziąć pod uwagę powierzchnię przepływu, wagę, koszt i dostępność.
Porównanie bezpośrednie przy NPS 10″
| Właściwość | Sch 80 | Sch 120 | Sch 160 |
|---|---|---|---|
| grubość ściany | 0.594 " | 0.844 " | 1.125 " |
| Średnica wewnętrzna | 9.562 " | 9.062 " | 8.500 " |
| Waga na stopę | 40.5 lb | 74.6 lb | 104.1 lb |
| Nominalne ciśnienie (PSI) | 2,207 | 3,138 | 3,958 |
| Powierzchnia przepływu (cal²) | 71.8 | 64.5 | 56.7 |
Tabela przedstawia zalety i wady tej sytuacji. Zawór 160 obsługuje o 26% wyższe ciśnienie niż zawór 120, ale jego masa wzrasta o 39%, a powierzchnia przepływu zmniejsza się o 12%. Zmniejszenie przepływu powoduje zarówno wzrost wymagań dotyczących wysokości podnoszenia pompy, jak i wyższe koszty eksploatacji przez cały okres eksploatacji systemu. Zawór 120 oferuje rozwiązanie pośrednie: o 42% wyższą wydajność ciśnieniową niż zawór 80, przy mniejszej masie i mniejszym ograniczeniu przepływu niż zawór 160.
Kiedy określić każdy harmonogram:
- Zaplanuj 80:Rurociągi przemysłowe ogólnego przeznaczenia, niskiego i średniego ciśnienia, dostępne z magazynu.
- Zaplanuj 120: Wysokociśnieniowe linie technologiczne, systemy kotłowe i krytyczne zastosowania, w których Sch 80 jest niewystarczające, a Sch 160 to przesada. Często wykonywane na zamówienie.
- Zaplanuj 160: Praca pod ekstremalnym ciśnieniem, krytyczne instalacje hydrauliczne wysokiego ciśnienia oraz systemy o grubych ścianach wymagane przepisami. Najwyższy koszt i waga.
Często zadawane pytania dotyczące rur Schedule 120
Do czego służą rury klasy Schedule 120?
Rury klasy 120 są przeznaczone do sześciu konkretnych zastosowań, w tym do wysokociśnieniowych rurociągów parowych i systemów zasilania kotłów wodą, rurociągów do procesów chemicznych, rurociągów do zbierania ropy naftowej i gazu oraz krytycznych zastosowań przemysłowych, które wymagają ciśnienia wyższego niż to, jakie rury klasy 80 są w stanie wytrzymać w warunkach pracy. Rury te stanowią rozwiązanie pośrednie o grubych ściankach, będące odpowiednikiem rur klasy 80 i klasy 160.
Jaka jest grubość ścianki rury Schedule 120?
Grubość ścianek rur Schedule 120 zależy od rozmiaru nominalnego. Rura NPS 6″ ma grubość ścianki 0.562 cala. Rura NPS 8″ ma grubość ścianki 0.719 cala. Rura NPS 10″ ma grubość ścianki 0.844 cala. Rura NPS 12″ ma grubość ścianki 1.000 cala. Tabela ASME B36.10M zawiera dokładne wartości, które należy sprawdzić w celu uzyskania dokładnych pomiarów.
Jaka jest klasa ciśnienia dla rur typu Schedule 120?
8-calowa rura bezszwowa ze stali węglowej o grubości 120 mm, spełniająca normy ASTM A53 klasy B, wytrzymuje ciśnienie 3,335 psi w temperaturze pokojowej. Rura 10-calowa wytrzymuje ciśnienie około 3,138 psi. Parametry te maleją wraz ze wzrostem temperatury, a konstrukcje spawane wykazują niższe parametry ze względu na współczynniki sprawności połączeń.
Czy Załącznik 120 jest silniejszy niż Załącznik 80?
Porównanie grubości materiału Schedule 120 i Schedule 80 pokazuje, że Schedule 120 oferuje wyższą wytrzymałość. Schedule 120 charakteryzuje się od 30 do 50 procent większą grubością niż Schedule 80 w całym zakresie NPS, jednocześnie wykazując od 30 do 50 procent lepszą odporność na ciśnienie. Przy NPS 8″, Sch 120 ma o 44% większą wytrzymałość na ciśnienie niż Sch 80.
Jakie są rozmiary rur typu Schedule 120?
Norma ASME B36.10M definiuje normę Schedule 120 dla wymiarów NPS od 6″ do 24″ i większych. Najczęściej produkowane i magazynowane rozmiary to NPS 6″, 8″, 10″ i 12″. Oznaczenie Standard Schedule 120 dotyczy tylko rozmiarów powyżej NPS 6″.
Wniosek
Praktyczna opcja grubościenna pomiędzy zaworami Schedule 80 i Schedule 160 przewyższa wymagania. Produkt zapewnia poprawę ciśnienia o 30 do 50 procent w porównaniu z zaworami Schedule 80, a jednocześnie charakteryzuje się mniejszą masą i niższymi kosztami oraz lepszą przepustowością niż zawór Schedule 160. System działa efektywnie w zakresie od 30 do 100 procent swojej maksymalnej wydajności, co czyni go odpowiednim do wysokociśnieniowych linii technologicznych z parą wodną i chemikaliami oraz do eksploatacji w instalacjach z ropą naftową i gazem.
Aby móc użyć specyfikacji Załącznika 120, należy potwierdzić stan zapasów. Dystrybutorzy regionalni nie przechowują tego produktu w magazynie dla wszystkich regionów, co odróżnia go od specyfikacji Załącznika 40 i Załącznika 80. Produkty wytwarzane na zamówienie zazwyczaj wymagają dostawy w ciągu 4 do 8 tygodni. Harmonogram dostaw należy ustalić na podstawie aktualnych potrzeb.
Użyj miernika ultradźwiękowego do pomiaru grubości ścianki w momencie dostawy, a następnie zweryfikuj pomiary z certyfikatem próby walcowniczej. Tolerancja -12.5% ASTM dotyczy wszystkich harmonogramów, w tym Sch 120. Zakres tolerancji na błędy jest kluczowy w przypadku rurociągów wysokociśnieniowych.
