Giải thích về Schedule của ống: NPS, chiều dày thành ống và ý nghĩa của các con số

Ý tưởng cơ bản

Một kích thước ống gồm hai phần độc lập: kích thước danh nghĩa (NPS tính bằng inch, DN tính bằng milimét) và schedule, yếu tố lựa chọn chiều dày thành ống. Đối với bất kỳ NPS nào cho trước, đường kính ngoài được cố định theo ASME B36.10M (thép carbon) hoặc B36.19M (thép không gỉ); việc thay đổi schedule chỉ làm thay đổi thành ống — và do đó làm thay đổi đường kính trong và trọng lượng.

Nguồn gốc của các số schedule

Số schedule ban đầu được đặt xấp xỉ bằng 1000 × P/S, trong đó P là áp suất trong và S là ứng suất cho phép của vật liệu, cả hai đều tính bằng psi. Ý nghĩa trực tiếp đó đã phai nhạt — các schedule hiện đại đơn giản là một thang chuẩn hóa các chiều dày thành ống — nhưng nó giải thích vì sao schedule cao hơn luôn có nghĩa là ống dày hơn, bền hơn và nặng hơn ở cùng một NPS.

Các ký hiệu thông dụng

Ký hiệu	Ý nghĩa
Sch 5, 10, 20, 30	Thành mỏng, phục vụ áp suất thấp và ưu tiên trọng lượng
Sch 40 / STD	Thành ống dùng cho mục đích chung; “STD” (tiêu chuẩn) bằng Sch 40 tới NPS 10
Sch 80 / XS	“XS” (rất bền) bằng Sch 80 tới NPS 8
Sch 120, 160	Thành dày cho áp suất cao hoặc điều kiện làm việc khắc nghiệt
XXS	Rất bền gấp đôi — dày hơn Sch 160 ở các kích thước nhỏ, không phải là một schedule cố định trên NPS 8

Các schedule của thép không gỉ có hậu tố S (5S, 10S, 40S, 80S) theo ASME B36.19M; thành ống khớp với các loại tương đương bằng thép carbon ở các kích thước nhỏ nhưng khác nhau ở các kích thước lớn hơn.

Một ví dụ minh họa

Ống NPS 6 có đường kính ngoài là 168.3 mm trong mọi schedule:

NPS 6	Thành ống (mm)	Trọng lượng (kg/m)
Sch 40	7.11	28.26
Sch 80	10.97	42.56
Sch 160	18.26	khoảng 66

Cùng mặt bích, cùng phụ kiện về đường kính ngoài — nhưng đường kính trong thu hẹp từ 154.1 mm xuống 131.0 mm giữa Sch 40 và Sch 160, điều này quan trọng đối với lưu lượng dòng chảy và việc khớp nối phụ kiện.

Suy xét về áp suất

Không có định mức áp suất phổ quát nào cho “Sch 40”. Khả năng chịu áp suất tuân theo quan hệ Barlow — nó tăng theo chiều dày thành ống và độ bền vật liệu và giảm khi đường kính tăng — và các quy phạm thiết kế (ASME B31.1, B31.3, EN 13480) sau đó áp dụng hệ số giảm định mức theo nhiệt độ, lượng dư ăn mòn, hệ số mối nối hàn và biên an toàn. Một ống Sch 40 bằng hợp kim cường độ cao ở nhiệt độ phòng và cùng ống đó bằng thép carbon thông thường ở 400 °C là hai cấu kiện chịu áp hoàn toàn khác nhau. Luôn đánh giá hệ thống — ống, vật liệu, nhiệt độ và quy phạm cùng với nhau — không bao giờ chỉ dựa vào schedule.

Lời khuyên khi quy định quy cách

• Nêu NPS (hoặc DN), schedule, tiêu chuẩn vật liệu và cấp thép cùng với nhau; bất kỳ yếu tố nào đứng một mình cũng đều không đầy đủ.
• Đối với thép không gỉ, hãy ghi hậu tố S — thành ống Sch 40 và Sch 40S khác nhau ở NPS 12 trở lên.
• Hãy nhớ STD và XS là các nhãn cũ chỉ trùng khớp với Sch 40/80 trong một phần của dải kích thước.