Objaśnienie typoszeregów rur Schedule: NPS, grubość ścianki i znaczenie liczb

Podstawowa idea

Rozmiar rury składa się z dwóch niezależnych elementów: rozmiaru nominalnego (NPS w calach, DN w milimetrach) oraz Schedule, który określa grubość ścianki. Dla danego NPS średnica zewnętrzna jest stała według ASME B36.10M (stal węglowa) lub B36.19M (stal nierdzewna); zmiana Schedule zmienia tylko ściankę — a tym samym średnicę wewnętrzną i masę.

Skąd wzięły się liczby Schedule

Liczba Schedule była pierwotnie ustalana jako około 1000 × P/S, gdzie P to ciśnienie wewnętrzne, a S to naprężenie dopuszczalne materiału, oba wyrażone w psi. To bezpośrednie znaczenie z czasem zanikło — współczesne Schedule to po prostu znormalizowana drabina grubości ścianek — ale wyjaśnia, dlaczego wyższe Schedule zawsze oznacza grubszą, mocniejszą i cięższą rurę przy tym samym NPS.

Powszechne oznaczenia

Oznaczenie	Znaczenie
Sch 5, 10, 20, 30	Cienkie ścianki, niskie ciśnienie i zastosowania, w których liczy się masa
Sch 40 / STD	Ścianka ogólnego przeznaczenia; „STD” (standard) odpowiada Sch 40 do NPS 10
Sch 80 / XS	„XS” (extra strong) odpowiada Sch 80 do NPS 8
Sch 120, 160	Grube ścianki do wysokich ciśnień lub trudnych warunków pracy
XXS	Double extra strong — grubsza niż Sch 160 w małych rozmiarach, nie jest stałym Schedule powyżej NPS 8

Schedule dla stali nierdzewnej mają przyrostek S (5S, 10S, 40S, 80S) według ASME B36.19M; ścianki odpowiadają odpowiednikom ze stali węglowej w małych rozmiarach, ale różnią się w większych.

Przykład obliczeniowy

Rura NPS 6 ma OD 168.3 mm w każdym Schedule:

NPS 6	Ścianka (mm)	Masa (kg/m)
Sch 40	7.11	28.26
Sch 80	10.97	42.56
Sch 160	18.26	około 66

Te same kołnierze, ta sama OD kształtek — ale otwór kurczy się z 154.1 mm do 131.0 mm między Sch 40 a Sch 160, co ma znaczenie dla przepływu i dopasowania kształtek.

Rozważania dotyczące ciśnienia

Nie istnieje uniwersalna wartość ciśnienia nominalnego dla „Sch 40”. Nośność ciśnieniowa wynika z zależności Barlowa — rośnie wraz z grubością ścianki i wytrzymałością materiału, a maleje wraz ze wzrostem średnicy — a przepisy projektowe (ASME B31.1, B31.3, EN 13480) uwzględniają następnie obniżenie wytrzymałości z temperaturą, naddatek korozyjny, współczynniki połączeń spawanych i marginesy bezpieczeństwa. Rura Sch 40 z mocnego stopu w temperaturze pokojowej i ta sama rura ze zwykłej stali węglowej w temperaturze 400 °C to zupełnie inne elementy ciśnieniowe. Zawsze należy oceniać system — rurę, materiał, temperaturę i przepisy łącznie — nigdy samo Schedule.

Wskazówki dotyczące specyfikacji

• Należy podawać łącznie NPS (lub DN), Schedule, normę materiałową i gatunek; każdy z tych elementów osobno jest niekompletny.
• W przypadku stali nierdzewnej należy zapisywać przyrostek S — ścianki Sch 40 i Sch 40S różnią się przy NPS 12 i powyżej.
• Należy pamiętać, że STD i XS to historyczne oznaczenia, które pokrywają się z Sch 40/80 tylko w części zakresu rozmiarów.