As especificações dos tubos Schedule 120 mostram que a espessura da parede do tubo mede 0.719 polegadas a NPS 8″, 0.844 polegadas a NPS 10″ e 1.000 polegadas a NPS 12″. Um tubo Schedule 120 de 8 polegadas suporta aproximadamente 3,335 PSI à temperatura ambiente, em comparação com 2,319 PSI para o Schedule 80. A vantagem de pressão do Schedule 120 o torna o material preferido para operações de vapor de alta pressão, dutos de processos químicos e sistemas essenciais de oleodutos e gasodutos.
No entanto, a maioria dos engenheiros não consegue encontrar uma referência específica para a norma Schedule 120. O sistema situa-se entre as informações totalmente documentadas da Schedule 80 e as informações extremamente detalhadas da Schedule 160. Os dados da Schedule 120 que as equipes de compras precisam as ajudarão a encontrar as informações, pois elas existem como uma única entrada em enormes bancos de dados de espessura de parede, que não fornecem detalhes sobre classificações de pressão, disponibilidade do produto ou diretrizes para a escolha entre ele e produtos similares.
Este artigo preenche essa lacuna. Ele fornece as dimensões completas dos tubos Schedule 120, juntamente com informações sobre a espessura da parede e a classificação de pressão. As especificações do Schedule 120 mostram a aplicação ideal para esse tipo de tubo, sua capacidade excedente para requisitos específicos e as informações sobre o prazo de entrega.
Principais lições
- A espessura da parede dos tubos Schedule 120 varia de 0.562″ em NPS 6″ a 1.000″ em NPS 12″, de acordo com a norma ASME B36.10M.
- A capacidade de pressão é aproximadamente 30-50% maior do que a da norma Schedule 80 para o mesmo NPS.
- O Schedule 120 nem sempre está disponível em estoque nos distribuidores e, frequentemente, requer um prazo de entrega de 4 a 8 semanas para fabricação sob encomenda.
- O tubo sem costura ASTM A53 Grau B, Schedule 120, com diâmetro de 8 polegadas (NPS), suporta aproximadamente 3,335 PSI à temperatura ambiente, reduzindo significativamente a pressão em temperaturas elevadas.
- A tolerância de -12.5% na espessura da parede, conforme a norma ASTM, aplica-se à norma Schedule 120; portanto, sempre verifique os certificados de teste de fábrica para aplicações críticas.
O que é o tubo Schedule 120?
O tubo Schedule 120 é um tubo de parede espessa de espessura intermediária, definido pela norma ASME B36.10M para aço carbono e aço liga. Ele se situa entre os Schedules 80 e 160 na hierarquia de espessuras. Para qualquer diâmetro nominal de tubo , o Schedule 120 possui o mesmo diâmetro externo que os Schedules 40 ou 80. A diferença reside na espessura da parede, que reduz o diâmetro interno e aumenta a capacidade de pressão.
A relação entre o número da classe (Schedule) e a espessura da parede não é linear. A classe 120 não é simplesmente 50% mais espessa que a classe 80. Em uma furação de 8 polegadas (NPS 8″), a classe 80 tem uma parede de 0.500 polegadas, enquanto a classe 120 tem uma parede de 0.719 polegadas, um aumento de 44%. Em uma furação de 12 polegadas (NPS 12″), a classe 80 tem uma parede de 0.688 polegadas, enquanto a classe 120 tem uma parede de 1.000 polegadas, um aumento de 45%. Para uma explicação completa de como funcionam os números de classe, consulte nosso guia de significados de classes de tubulação.
A especificação Schedule 120 é normalmente definida para tubos com diâmetro nominal de 6" (NPS 6") ou maior, conforme a norma B36.10M. Tubos de diâmetros menores ou não possuem a designação Schedule 120 ou não são produzidos com frequência. Se o seu projeto exigir tubos de parede espessa com diâmetro nominal inferior a 6" (NPS 6"), geralmente você especificará Schedule 160 ou XXS.
Se precisar de ajuda para selecionar a especificação correta de acordo com suas necessidades de pressão, nossa equipe de consultoria técnica pode analisar suas especificações e normas de materiais.
Dimensões e espessura da parede de tubos Schedule 120
A tabela abaixo lista as dimensões padrão de tubos Schedule 120 para aço carbono, conforme a norma ASME B36.10M. Ela abrange os tamanhos comumente produzidos, de NPS 6″ a NPS 12″.
Tabela de dimensões de tubos Schedule 120
| NPS | OD (dentro) | Parede (em) | ID (dentro) | Peso (lb / pés) | OD (mm) | Parede (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 |
Esta tabela mostra dois padrões importantes. Primeiro, a espessura da parede aumenta com o NPS (Número de Pressão Positiva). Segundo, o diâmetro interno diminui significativamente à medida que a parede fica mais espessa. Um tubo de 12 polegadas, Schedule 120, tem um diâmetro interno de apenas 10.750 polegadas. Essa redução na área de fluxo é importante para o dimensionamento da bomba e para os cálculos de perda de pressão.
Para obter dados mais completos sobre a espessura da parede em todas as classes de espessura, consulte nossa tabela de espessura de parede de tubos.
Espessura da parede: Schedule 80 vs Schedule 120 vs Schedule 160
| NPS | Parede Sch 80 | Parede Sch 120 | Parede Sch 160 | Aumento de Sch 80 para 120 | Aumento de Sch 120 para 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% |
A diferença entre as espessuras das chapas Schedule 80 e Schedule 120 é maior do que a diferença entre as espessuras das chapas Schedule 120 e Schedule 160. Essa relação não linear surpreende alguns engenheiros. Ela também explica por que a Schedule 120 costuma ser a opção mais econômica para paredes espessas quando a Schedule 80 é insuficiente.
Classificação de pressão de tubulação do Anexo 120
As classificações de pressão para tubos Schedule 120 dependem da classe do material, da temperatura e se o tubo é sem costura ou soldado. Os valores abaixo são calculados usando a fórmula de Barlow para tubos sem costura ASTM A53 Grau B à temperatura ambiente (100°F).
Classificação de pressão Schedule 120 pela NPS (ASTM A53 Grau B, sem costura, temperatura ambiente)
| NPS | Parede (em) | OD (dentro) | Pressão Máxima (PSI) | Pressão máxima (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 |
Essas classificações pressupõem uma construção sem emendas com um fator de eficiência de junta de 1.0. Tubos ERW soldados apresentam uma eficiência de junta E = 0.85 de acordo com a norma ASME B31.3, o que reduz a pressão admissível em aproximadamente 15%. Para um tubo ERW de 10 polegadas, Schedule 120, a pressão admissível cai de 3,138 PSI para cerca de 2,667 PSI.
Comparação de pressão entre Schedule 80 e Schedule 120
| NPS | Pressão Sch 80 (PSI) | Pressão Sch 120 (PSI) | Crescimento | % Aumentar |
|---|---|---|---|---|
| 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% |
Para comparação com as classificações da Schedule 80, consulte nosso guia de classificação de pressão de tubulação Schedule 80. Para aplicações menos exigentes, nosso guia de classificação de pressão de tubulação Schedule 40 abrange a norma industrial padrão.
Redução de temperatura
A capacidade de pressão dos materiais diminui devido ao aumento das temperaturas de operação. O aço ASTM A53 Grau B geralmente não é recomendado para serviço contínuo acima de 750°F (aproximadamente 399°C). A tensão admissível para o A53 Grau B a 750°F diminui em aproximadamente 40%, o que resulta em reduções equivalentes na classificação de pressão acima dessa temperatura. A capacidade de pressão de um tubo de 8 polegadas Schedule 120, com classificação de 3,335 PSI à temperatura ambiente, diminuirá para cerca de 2,000 PSI quando operando a 750°F.
Os engenheiros selecionam o aço ASTM A106 Grau B para aplicações em altas temperaturas acima de 750 °F (399 °C) porque ele oferece maior resistência à tensão em altas temperaturas. Sempre verifique se a especificação do material corresponde à sua temperatura de operação antes de finalizar um pedido de aço Schedule 120.
Materiais e especificações de tubos Schedule 120
Os tubos de aço carbono Schedule 120 são fabricados de acordo com as normas ASTM A53 Grau B ou ASTM A106 Grau B. A norma ASTM A53 descreve os métodos de produção de tubos sem costura e soldados, enquanto a ASTM A106 permite apenas tubos sem costura para aplicações em altas temperaturas. A norma API 5L Grau B também é comum para aplicações na indústria de petróleo e gás.
A demanda de mercado por aço inoxidável Schedule 120 permanece inferior à do aço carbono. A norma ASME B36.19 fornece as dimensões para aço inoxidável, mas tubos de aço inoxidável Schedule 120 não estão disponíveis em todas as classes. Engenheiros geralmente solicitam tubos de aço inoxidável de parede espessa Schedule 80S ou Schedule 160S quando precisam, ou selecionam tubos sem costura personalizados que atendam aos padrões ASTM A312 Grau 304 ou 316. Para produtos de tubos de aço inoxidável, consulte nosso catálogo de tubos de aço inoxidável.
A tolerância de fabricação é importante para o Schedule 120, assim como para os Schedules mais leves. As normas ASTM A53 e A106 permitem que a espessura da parede seja 12.5% menor que o valor nominal padrão. O tubo de 12 polegadas Schedule 120 com uma espessura nominal de parede de 1.000 polegadas deve manter uma espessura mínima de parede de 0.875 polegadas. A diferença de 0.125 polegadas resulta em uma redução da capacidade de pressão que corresponde à redução percentual.
A espessura real da parede de tubulações críticas de alta pressão deve ser confirmada por meio do certificado de teste de fábrica.
Peso, custo e disponibilidade do Schedule 120
Os tubos Schedule 120 são significativamente mais pesados que os Schedule 80. Esse peso afeta tudo, desde os suportes dos tubos até os custos de transporte.
Comparação de peso: Schedule 80 vs Schedule 120
| NPS | Sch 80 (lb/pé) | Sch 120 (lb/pé) | Aumentar (lb/pé) | % Aumentar |
|---|---|---|---|---|
| 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% |
O aumento de peso é drástico a partir de tubos de aço de 8 polegadas (20,3 cm) com classificação NPS. Um trecho de 30,5 metros (100 pés) de tubo de 8 polegadas (20,3 cm) com classificação Schedule 120 pesa 2.480 kg (5,470 libras), em comparação com 1.300 kg (2,860 libras) para tubos com classificação Schedule 80. Seus suportes de tubulação, ancoragens e aço estrutural devem ser dimensionados para essa carga adicional. Para dados de peso mais precisos em todas as classificações, consulte nossa tabela de peso de tubos de aço.
O custo dos materiais aumenta proporcionalmente ao seu peso. O Schedule 120 tem um aumento de preço de 25 a 35% em comparação com o Schedule 80 para especificações NPS idênticas, e custa de 15 a 20% menos que o Schedule 160. A diferença de custo entre dois produtos se acumula rapidamente durante grandes projetos. A equipe de compras incorrerá em despesas maiores se especificar o Schedule 120 para 609 metros (2,000 pés) de tubo de 254 mm (10 polegadas), pois o Schedule 80 teria sido suficiente.
James Okafor, um funcionário do setor de compras de uma empresa nigeriana de serviços petrolíferos, aprendeu da pior maneira possível sobre a disponibilidade de tubos Schedule 120. A equipe precisava de tubulações principais de reposição para o projeto de um coletor de injeção de água de alta pressão em 2024. A especificação exigia tubulações Schedule 120 com classificação NPS 8.
James acreditava que seu distribuidor habitual forneceria o tubo a partir do estoque, pois já o havia feito com os tubos Schedule 40 e Schedule 80.
Ele passou três dias ligando para distribuidores antes de descobrir que as empresas locais não tinham o aço Sch 120 em estoque naquele tamanho específico. O fabricante precisava de oito semanas para produzir o item, pois ele tinha que ser feito sob encomenda.
O atraso no projeto custou à empresa dele US$ 12,000 em mão de obra de reserva. O Schedule 120 nem sempre está disponível.
Aplicações: Onde o Anexo 120 se destaca
O tubo Schedule 120 preenche um nicho específico. O material não funciona como a principal opção para uso geral em tubulações industriais. O sistema funciona como uma opção de atualização quando os materiais Schedule 80 não suportam a pressão operacional e as forças mecânicas.
As principais aplicações do sistema envolvem vapor de alta pressão e água de alimentação de caldeiras. As usinas de energia e os sistemas de caldeiras industriais operam em níveis de pressão que os equipamentos Sch 80 só suportam em condições normais. O projeto do sistema Sch 120 oferece aos usuários proteção adicional, evitando os custos e o peso excessivos associados ao Sch 160.
Linhas de processo críticas que transportam fluidos corrosivos sob pressão são mantidas em instalações de processamento químico e operações de refinaria por meio de aço Sch 120. A parede mais espessa proporciona capacidade de pressão e maior tolerância à corrosão.
Um projeto de expansão de uma refinaria na Louisiana selecionou o perfil Sch 120 para uma linha de alimentação de hidrocracking de 10 polegadas, após cálculos de engenharia demonstrarem que o perfil Sch 80 operaria com 8% de seu limite de tensão sob as condições de pressão de projeto. O engenheiro do projeto, Chen Wei, selecionou o perfil Sch 120 em vez do Sch 160 porque a parede do perfil 160 teria reduzido o diâmetro interno abaixo do mínimo exigido para a velocidade de fluxo. O perfil Sch 120 foi o único que atendeu aos requisitos de pressão e vazão.
As linhas de coleta de petróleo e gás utilizam o perfil Sch 120 para tubulações principais de 8" a 12" em sistemas de coleta de alta pressão. Esse perfil suporta as pressões na cabeça do poço sem exigir a espessura de parede extrema do perfil Sch 160, o que dificultaria a instalação e a soldagem.
As tubulações principais de proteção contra incêndio que servem edifícios altos e instalações industriais geralmente exigem tubos de aço Schedule 120 para fornecer capacidade de pressão suficiente para seus sistemas de hidrantes verticais nos níveis da base do edifício.
Para produtos de tubos de aço carbono em espessuras padrão e de parede grossa, consulte nosso catálogo de tubos de aço carbono.
Tabela 120 vs Tabela 80 vs Tabela 160
A escolha entre tubos Schedule 80, 120 e 160 exige mais do que apenas comparar as classificações de pressão. É preciso também considerar a área de fluxo, o peso, o custo e a disponibilidade.
Comparação lado a lado no NPS 10″
| Propriedade | Sch 80 | Sch 120 | Sch 160 |
|---|---|---|---|
| espessura da parede | 0.594 " | 0.844 " | 1.125 " |
| Diâmetro interno | 9.562 " | 9.062 " | 8.500 " |
| Peso por pé | 40.5 lb | 74.6 lb | 104.1 lb |
| Classificação de pressão (PSI) | 2,207 | 3,138 | 3,958 |
| Área de fluxo (pol²) | 71.8 | 64.5 | 56.7 |
A tabela mostra as vantagens e desvantagens da situação. O Schedule 160 suporta 26% mais pressão do que o Schedule 120, mas seu peso aumenta em 39% e sua área de fluxo diminui em 12%. A redução do fluxo causa tanto um aumento na necessidade de altura manométrica da bomba quanto custos operacionais mais elevados ao longo da vida útil do sistema. O Schedule 120 oferece um meio-termo: 42% mais capacidade de pressão do que o Schedule 80, com menor peso e restrição de fluxo do que o Schedule 160.
Quando especificar cada cronograma:
- Schedule 80Tubulação industrial geral, de baixa a moderada pressão, disponível em estoque.
- Schedule 120Linhas de processo de alta pressão, sistemas de caldeiras e aplicações críticas onde o Sch 80 é insuficiente, mas o Sch 160 é excessivo. Frequentemente fabricados sob encomenda.
- Schedule 160Aplicações em condições de pressão extrema, sistemas hidráulicos críticos de alta pressão e sistemas de paredes espessas exigidos por normas. Custo e peso elevados.
Perguntas frequentes sobre tubos Schedule 120
Para que é usado o tubo Schedule 120?
O tubo Schedule 120 serve para seis aplicações específicas, incluindo linhas de vapor de alta pressão e sistemas de alimentação de caldeiras, tubulações para processos químicos, linhas de coleta de petróleo e gás e aplicações industriais críticas que exigem maior resistência à pressão do que o tubo Schedule 80 pode suportar. O tubo funciona como uma opção intermediária de parede espessa, situada entre os tubos Schedule 80 e Schedule 160.
Qual é a espessura da parede de um tubo Schedule 120?
A espessura da parede dos tubos Schedule 120 depende do diâmetro nominal. O tubo NPS de 6 polegadas tem uma espessura de parede de 0.562 polegadas. O tubo NPS de 8 polegadas tem uma espessura de parede de 0.719 polegadas. O tubo NPS de 10 polegadas tem uma espessura de parede de 0.844 polegadas. O tubo NPS de 12 polegadas tem uma espessura de parede de 1.000 polegadas. A tabela ASME B36.10M fornece os valores precisos que devem ser consultados para medições exatas.
Qual é a classificação de pressão de um tubo Schedule 120?
O tubo de aço carbono sem costura Schedule 120 de 8 polegadas, que atende aos padrões ASTM A53 Grau B, suporta pressão de 3,335 PSI à temperatura ambiente. O tubo de 10 polegadas suporta aproximadamente 3,138 PSI. As classificações diminuem com o aumento da temperatura e a construção soldada apresenta classificações mais baixas devido a fatores de eficiência da junta.
O Anexo 120 é mais forte que o Anexo 80?
A comparação entre as chapas Schedule 120 e Schedule 80 revela que a Schedule 120 oferece resistência superior. A Schedule 120 apresenta uma espessura 30 a 50% maior que a Schedule 80 em toda a sua faixa de NPS, demonstrando também uma resistência à pressão 30 a 50% melhor. Com NPS de 8 polegadas, a Schedule 120 tem uma capacidade de pressão 44% maior que a Schedule 80.
Quais são os tamanhos disponíveis para tubos Schedule 120?
A norma ASME B36.10M define a Schedule 120 para diâmetros de 6" a 24" e dimensões maiores. Os tamanhos mais comumente produzidos e estocados são 6", 8", 10" e 12" (NPS). A designação padrão Schedule 120 aplica-se somente a tamanhos acima de 6" (NPS).
Conclusão
A opção prática de parede espessa, intermediária entre as espessuras Schedule 80 e Schedule 160, supera os requisitos. O produto proporciona uma melhoria de pressão de 30 a 50% em comparação com a Schedule 80, exigindo menos peso e custo, além de oferecer melhor capacidade de vazão do que a Schedule 160. O sistema opera com eficiência entre 30 e 100% de sua capacidade máxima, o que o torna adequado para linhas de processos químicos e de vapor de alta pressão, bem como para operações essenciais de petróleo e gás.
É necessário confirmar a disponibilidade em estoque antes de utilizar a especificação Schedule 120. Distribuidores regionais não mantêm este produto em estoque para todas as áreas, o que o diferencia das especificações Schedule 40 e Schedule 80. Produtos fabricados sob encomenda geralmente requerem de 4 a 8 semanas para entrega. Você deve elaborar seu cronograma de compras com base em suas necessidades atuais.
Utilize um medidor ultrassônico para medir a espessura da parede na entrega e, em seguida, verifique suas medições comparando-as com o certificado de teste da fábrica. A tolerância ASTM de -12.5% aplica-se a todas as espessuras de parede, incluindo a Sch 120. A faixa de tolerância a falhas torna-se essencial para operações em dutos de alta pressão.
