Технические характеристики труб Schedule 120 показывают, что толщина стенки трубы составляет 0.719 дюйма при NPS 8″, 0.844 дюйма при NPS 10″ и 1.000 дюйма при NPS 12″. 8-дюймовая труба Schedule 120 выдерживает примерно 3,335 PSI при комнатной температуре, по сравнению с 2,319 PSI для трубы Schedule 80. Преимущество трубы Sch 120 по давлению делает ее предпочтительным материалом для работы с паром высокого давления, трубопроводов химических процессов и основных нефтегазопроводных систем.
Однако большинству инженеров не удается найти отдельный справочник по стандарту Schedule 120. Система существует между полностью документированной информацией Schedule 80 и крайне подробной информацией Schedule 160. Данные по стандарту Sch 120, необходимые группам по закупкам, помогут им найти нужную информацию, поскольку они представлены в виде одной записи в огромных базах данных по толщине стенок, которые не содержат никаких сведений о допустимых давлениях, наличии продукции или рекомендациях по выбору между ней и соседними материалами.
Эта статья восполняет этот пробел. В статье представлены полные размеры труб Schedule 120, а также информация об их толщине стенок и номинальном давлении. Технические характеристики Sch 120 показывают оптимальное применение труб этого профиля, их избыточную пропускную способность для конкретных требований, а также необходимые сроки поставки.
Основные выводы
- Толщина стенки труб по стандарту Schedule 120 варьируется от 0.562″ при NPS 6″ до 1.000″ при NPS 12″ в соответствии со стандартом ASME B36.10M.
- Пропускная способность по давлению примерно на 30-50% выше, чем у стандарта Schedule 80 для того же номинального давления.
- Материал Schedule 120 не всегда есть в наличии у дистрибьюторов и часто требует изготовления на заказ в течение 4-8 недель.
- Бесшовная арматура ASTM A53 Grade B Schedule 120 с профилем NPS 8″ выдерживает давление около 3,335 PSI при комнатной температуре, значительно снижаясь при повышенных температурах.
- Допустимое отклонение толщины стенки по стандарту ASTM в -12.5% применяется к стали Schedule 120, поэтому всегда проверяйте сертификаты заводских испытаний для ответственных условий эксплуатации.
Что такое труба сортамента 120?
Трубы Schedule 120 — это промежуточный тип толстостенных труб, определенный стандартом ASME B36.10M для углеродистой и легированной стали. В иерархии типов труб Schedule 120 они находятся между Schedule 80 и Schedule 160. Для любого заданного номинального диаметра трубы Schedule 120 имеют тот же наружный диаметр, что и трубы Schedule 40 или Schedule 80. Разница заключается в более толстой стенке, которая уменьшает внутренний диаметр и увеличивает пропускную способность под давлением.
Зависимость между номером стандарта и толщиной стенки не является линейной. Стандарт 120 не просто на 50% толще, чем стандарт 80. При диаметре трубы 8 дюймов (NPS) толщина стенки стандарта 80 составляет 0.500 дюйма, а стандарта 120 — 0.719 дюйма, что на 44% больше. При диаметре трубы 12 дюймов (NPS) толщина стенки стандарта 80 составляет 0.688 дюйма, а стандарта 120 — 1.000 дюйма, что на 45% больше. Полное объяснение принципа работы номеров стандартов см. в нашем руководстве по значениям стандартов труб.
Стандарт Schedule 120 обычно применяется к трубам диаметром 6 дюймов и более согласно B36.10M. Трубы меньшего диаметра либо не имеют обозначения Sch 120, либо производятся редко. Если для вашего проекта требуются толстостенные трубы диаметром менее 6 дюймов, обычно следует указывать стандарт Schedule 160 или XXS.
Если вам нужна помощь в выборе оптимального графика работы оборудования в соответствии с вашими требованиями к давлению, наша группа технических консультантов может изучить ваши технические характеристики и стандарты материалов.
Таблица 120 Размеры труб и толщина стенок
В таблице ниже приведены стандартные размеры труб Schedule 120 из углеродистой стали согласно ASME B36.10M. Она охватывает наиболее распространенные размеры от NPS 6″ до NPS 12″.
Таблица размеров труб Schedule 120
| NPS | OD (дюйм) | Стена (дюймы) | ID (в) | Вес (фунт / фут) | OD (мм) | Стена (мм) | Вес (кг / м) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 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 |
В этой таблице показаны две важные закономерности. Во-первых, толщина стенки увеличивается с ростом NPS. Во-вторых, внутренний диаметр значительно уменьшается по мере увеличения толщины стенки. Труба диаметром 12 дюймов (по стандарту Schedule 120) имеет внутренний диаметр всего 10.750 дюймов. Это уменьшение площади поперечного сечения имеет значение для расчета размеров насоса и падения давления.
Более полные данные о толщине стенок для всех типов труб см. в нашей таблице толщины стенок труб.
Толщина стенки по стандартам Schedule 80, Schedule 120 и Schedule 160.
| NPS | Стена Sch 80 | Стена Sch 120 | Стена Sch 160 | Увеличение Sch 80 до 120 | Увеличение Sch 120 до 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% |
Переход от стандарта Schedule 80 к Schedule 120 больше, чем переход от Schedule 120 к Schedule 160. Эта нелинейная зависимость удивляет некоторых инженеров. Она также объясняет, почему Schedule 120 часто является наиболее экономически выгодным вариантом для толстых стен, когда Schedule 80 недостаточно.
Номинальное давление труб по стандарту 120
Номинальное давление для труб Schedule 120 зависит от марки материала, температуры и типа соединения трубы: бесшовное или сварное. Приведенные ниже значения рассчитаны по формуле Барлоу для бесшовных труб ASTM A53 Grade B при комнатной температуре (100°F).
Номинальное давление по стандарту Schedule 120 (по стандарту ASTM A53, класс B, бесшовный, комнатная температура).
| NPS | Стена (дюймы) | OD (дюйм) | Максимальное давление (фунт/кв. дюйм) | Максимальное давление (бар) |
|---|---|---|---|---|
| 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 |
Эти показатели рассчитаны на бесшовную конструкцию с коэффициентом эффективности соединения 1.0. Сварные трубы ERW имеют коэффициент эффективности соединения E = 0.85 согласно стандарту ASME B31.3, что снижает допустимое давление примерно на 15%. Для 10-дюймовой трубы ERW Schedule 120 допустимое давление снижается с 3,138 PSI до примерно 2,667 PSI.
Сравнение давления в трубопроводах Schedule 80 и Schedule 120.
| NPS | Давление по стандарту Sch 80 (PSI) | Давление по стандарту Sch 120 (PSI) | Увеличим | % Увеличение |
|---|---|---|---|---|
| 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% |
Для сравнения с номинальными значениями давления труб Schedule 80 см. наше руководство по номинальным значениям давления труб Schedule 80. Для применений с меньшей нагрузкой наше руководство по номинальным значениям давления труб Schedule 40 охватывает стандартный промышленный график.
Температурное снижение
Прочность материалов на сжатие снижается из-за повышения рабочих температур. Материал ASTM A53 Grade B обычно не рекомендуется для непрерывной эксплуатации при температуре выше 750°F (240°C). Допустимое напряжение для A53 Grade B при 750°F снижается примерно на 40%, что приводит к соответствующему снижению номинального давления при более высоких температурах. Прочность на сжатие 8-дюймовой трубы Schedule 120, имеющей номинальное давление при комнатной температуре 3,335 PSI, снизится примерно до 2,000 PSI при работе при 750°F (240°C).
Инженеры выбирают ASTM A106 Grade B для высокотемпературных применений, превышающих 750°F (380°C), поскольку он обеспечивает более высокие пределы прочности при высоких температурах. Перед окончательным оформлением заказа на материал Schedule 120 всегда проверяйте соответствие технических характеристик материала вашей рабочей температуре.
Материалы и технические характеристики труб по стандарту Schedule 120
Трубы из углеродистой стали Schedule 120 изготавливаются в соответствии со стандартами ASTM A53 Grade B или ASTM A106 Grade B. Стандарт ASTM A53 описывает как бесшовные, так и сварные методы производства труб, в то время как ASTM A106 допускает использование бесшовных труб только для высокотемпературных применений. Стандарт API 5L Grade B также широко используется в нефтегазовой отрасли.
Рыночный спрос на нержавеющую сталь марки Schedule 120 остается ниже, чем на углеродистую сталь. Стандарт ASME B36.19 содержит размеры для нержавеющей стали, но трубы из нержавеющей стали марки Sch 120 выпускаются не во всех доступных вариантах. Инженеры обычно заказывают толстостенные трубы из нержавеющей стали марки Schedule 80S или Schedule 160S, когда это необходимо, или выбирают бесшовные трубы на заказ, соответствующие стандартам ASTM A312 Grade 304 или 316. Для ознакомления с продукцией из нержавеющей стали см. наш каталог труб из нержавеющей стали.
Для труб Schedule 120, как и для более легких труб, важна заводская погрешность. Стандарты ASTM A53 и A106 допускают толщину стенки на 12.5% меньше стандартного номинального значения. 12-дюймовая труба Schedule 120 с номинальной толщиной стенки 1.000 дюйма должна иметь минимальную толщину стенки 0.875 дюйма. Разница в 0.125 дюйма приводит к снижению пропускной способности по давлению, соответствующему процентному снижению.
Фактическая толщина стенок критически важных трубопроводов высокого давления должна быть подтверждена сертификатом заводских испытаний.
Вес, стоимость и доступность формы Schedule 120
Трубы стандарта Schedule 120 значительно тяжелее труб стандарта Schedule 80. Этот вес влияет на все, от опор труб до стоимости доставки.
Сравнение веса: Список 80 против Списка 120
| NPS | Sch 80 (фунт/фут) | Sch 120 (фунт/фут) | Увеличение (фунт/фут) | % Увеличение |
|---|---|---|---|---|
| 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% |
Разница в весе особенно существенна при диаметре трубы 8 дюймов и более. 100-футовый участок трубы диаметром 8 дюймов (по стандарту Schedule 120) весит 5,470 фунтов, по сравнению с 2,860 фунтами для трубы Schedule 80. Ваши опоры для труб, анкеры и конструкционная сталь должны быть рассчитаны на эту дополнительную нагрузку. Для получения более точных данных о весе для всех типов труб см. нашу таблицу веса стальных труб.
Стоимость материалов увеличивается пропорционально их весу. Цена материалов по стандарту Schedule 120 увеличивается на 25-35 процентов по сравнению со стандартом Schedule 80 при идентичных технических характеристиках NPS, и при этом они стоят на 15-20 процентов меньше, чем материалы по стандарту Schedule 160. Разница в стоимости между двумя продуктами быстро накапливается в крупных проектах. Команда по закупкам понесет более высокие расходы, если укажет в качестве материала Schedule 120 2,000 футов 10-дюймовой трубы, поскольку стандарта Schedule 80 было бы достаточно.
Джеймс Окафор, специалист по закупкам в нигерийской нефтесервисной компании, на собственном горьком опыте узнал о доступности трубопроводов Schedule 120. Команде потребовались основные трубы для замены в рамках проекта по строительству коллектора для впрыска воды под высоким давлением в 2024 году. Техническое задание предусматривало использование трубопроводов Schedule 120 с номинальным давлением 8.
Джеймс полагал, что его постоянный дистрибьютор предоставит трубы со склада, поскольку они уже делали это для труб, соответствующих стандартам Schedule 40 и Schedule 80.
Он три дня обзванивал дистрибьюторов, прежде чем выяснил, что местные предприятия не имеют в наличии изделия Sch 120 именно такого размера. Производителю потребовалось восемь недель на изготовление изделия, поскольку оно изготавливалось на заказ.
Задержка проекта обошлась его компании в 12 000 долларов в виде неоплачиваемого труда. Материалы по графику 120 не всегда есть в наличии.
Применение: Где раздел 120 имеет наилучшие преимущества
Трубы Schedule 120 занимают определенную нишу. Этот материал не является основным выбором для общего промышленного применения. Система служит вариантом модернизации, когда материалы Schedule 80 не выдерживают рабочего давления и механических нагрузок.
Основное применение системы связано с паром высокого давления и питательной водой для котлов. Электростанции и промышленные котельные работают при уровнях давления, которые оборудование Sch 80 может выдерживать только в нормальных условиях. Конструкция системы Sch 120 обеспечивает пользователям дополнительную защиту, избегая при этом чрезмерных затрат и веса, связанных с системой Sch 160.
Критические технологические линии, по которым под давлением транспортируются коррозионно-активные жидкости, обслуживаются химическими предприятиями и нефтеперерабатывающими заводами в соответствии со стандартом Sch 120. Более толстые стенки обеспечивают как допустимое давление, так и дополнительную защиту от коррозии.
В рамках проекта расширения нефтеперерабатывающего завода в Луизиане для 10-дюймовой линии подачи сырья в установку гидрокрекинга был выбран материал Sch 120 после того, как инженерные расчеты показали, что материал Sch 80 будет работать при 8% от своего предельного напряжения в условиях расчетного давления. Инженер проекта, Чен Вэй, выбрал Sch 120 вместо Sch 160, поскольку стенка из материала Sch 160 уменьшила бы внутренний диаметр ниже минимального требуемого значения скорости потока. Sch 120 был единственным материалом, удовлетворяющим как требованиям к давлению, так и к расходу.
Для магистральных трубопроводов диаметром от 8 до 12 дюймов (NPS) в системах сбора нефти и газа высокого давления используется сталь Sch 120. Эта сталь выдерживает давление на устье скважины без необходимости использования стали с усиленными стенками, как в случае стали Sch 160, что затруднило бы монтаж и сварку.
Для противопожарных магистралей, обслуживающих высотные здания и промышленные объекты, обычно требуется соответствие стандарту Sch 120, обеспечивающему достаточную пропускную способность по давлению для систем стояков на уровне основания здания.
Трубы из углеродистой стали стандартного и толстостенного сечения см. в нашем каталоге труб из углеродистой стали.
Раздел 120, Раздел 80 и Раздел 160
Выбор между трубами с маркировкой Schedule 80, 120 и 160 требует не только сравнения номинального давления. Необходимо также учитывать площадь поперечного сечения, вес, стоимость и доступность.
Сравнительный анализ при NPS 10″
| Свойства | Sch 80 | Sch 120 | Sch 160 |
|---|---|---|---|
| толщина стенки | 0.594 " | 0.844 " | 1.125 " |
| Внутренний диаметр | 9.562 " | 9.062 " | 8.500 " |
| Вес на фут | 40.5 фунтов | 74.6 фунтов | 104.1 фунтов |
| Номинальное давление (PSI) | 2,207 | 3,138 | 3,958 |
| Площадь поперечного сечения потока (дюйм²) | 71.8 | 64.5 | 56.7 |
В таблице показаны преимущества и недостатки данной ситуации. Трубы Schedule 160 выдерживают на 26% большее давление, чем трубы Schedule 120, но их вес увеличивается на 39%, а площадь поперечного сечения уменьшается на 12%. Снижение расхода приводит как к увеличению требуемого напора насоса, так и к повышению эксплуатационных расходов на протяжении всего срока службы системы. Трубы Schedule 120 представляют собой компромиссное решение: на 42% большая пропускная способность по давлению, чем трубы Sch 80, при меньшем весе и меньшем сопротивлении потоку, чем трубы Sch 160.
Когда следует указывать каждый график:
- Расписание 80Трубопроводы общего назначения для промышленного применения, низкого и среднего давления, имеются в наличии на складе.
- Расписание 120: Для технологических линий высокого давления, котельных систем и ответственных применений, где стандарта Sch 80 недостаточно, а Sch 160 — избыточно. Часто изготавливается на заказ.
- Расписание 160: Экстремальные условия эксплуатации, критически важные гидравлические системы высокого давления и системы с толстыми стенками, соответствующие нормативным требованиям. Наибольшая стоимость и вес.
Часто задаваемые вопросы о трубах Schedule 120
Для чего используется труба Schedule 120?
Трубы Schedule 120 используются в шести конкретных областях, включая паропроводы высокого давления и системы подачи питательной воды в котлы, трубопроводы для химических процессов, трубопроводы для сбора нефти и газа, а также в критически важных промышленных областях, где для работы под давлением требуется большее давление, чем могут выдержать трубы Schedule 80. Эти трубы выступают в качестве промежуточного варианта с толстыми стенками, занимающего промежуточное положение между Schedule 80 и Schedule 160.
Какова толщина стенки трубы Schedule 120?
Толщина стенок труб Schedule 120 зависит от номинального размера. Труба диаметром 6 дюймов (NPS) имеет толщину стенки 0.562 дюйма. Труба диаметром 8 дюймов (NPS) имеет толщину стенки 0.719 дюйма. Труба диаметром 10 дюймов (NPS) имеет толщину стенки 0.844 дюйма. Труба диаметром 12 дюймов (NPS) имеет толщину стенки 1.000 дюйма. Точные значения, которые необходимо учитывать при точных измерениях, приведены в таблице ASME B36.10M.
Каково номинальное давление для труб стандарта Schedule 120?
Бесшовная труба из углеродистой стали Schedule 120 диаметром 8 дюймов, соответствующая стандартам ASTM A53 Grade B, выдерживает давление 3,335 PSI при комнатной температуре. Труба диаметром 10 дюймов выдерживает приблизительно 3,138 PSI. Показатели прочности снижаются с повышением температуры, а сварные конструкции демонстрируют более низкие значения из-за коэффициентов эффективности соединения.
Является ли Приложение 120 более строгим, чем Приложение 80?
Сравнение профилей Schedule 120 и Schedule 80 показывает, что Schedule 120 обладает превосходной прочностью. Schedule 120 имеет на 30-50 процентов большую толщину, чем Schedule 80, во всем диапазоне значений NPS, и демонстрирует на 30-50 процентов лучшую устойчивость к давлению. При значении NPS 8″ профиль Sch 120 имеет на 44% большую несущую способность по сравнению с Sch 80.
В каких размерах выпускаются трубы Schedule 120?
Стандарт ASME B36.10M определяет размер Schedule 120 для профилей NPS от 6″ до 24″ и более. Наиболее часто производимые и имеющиеся на складе размеры — NPS 6″, 8″, 10″ и 12″. Стандартное обозначение Schedule 120 применяется только к размерам свыше NPS 6″.
Заключение
Практичный вариант с толстыми стенками, занимающий промежуточное положение между стандартами Schedule 80 и Schedule 160, превосходит требования. Изделие обеспечивает повышение давления на 30-50% по сравнению со стандартом Schedule 80, при этом оно имеет меньший вес и стоимость, а также обеспечивает лучшую пропускную способность, чем Schedule 160. Система эффективно работает в диапазоне от 30 до 100% от своей максимальной мощности, что делает ее подходящей для линий подачи пара высокого давления, химических технологических процессов, а также для основных операций в нефтегазовой отрасли.
Перед использованием спецификации Schedule 120 необходимо подтвердить наличие товара на складе. Региональные дистрибьюторы не хранят этот товар на складе во всех регионах, что отличает его от спецификаций Sch 40 и Sch 80. Для продукции, изготавливаемой по индивидуальному заказу, обычно требуется от 4 до 8 недель на доставку. Вам следует составить график закупок, исходя из ваших текущих потребностей.
Для измерения толщины стенки при поставке используйте ультразвуковой манометр, а затем сверьте измерения с сертификатом заводских испытаний. Допуск ASTM -12.5% применяется ко всем типам стали, включая Sch 120. Диапазон допустимых отклонений становится крайне важным для эксплуатации трубопроводов высокого давления.
