Mikä on putkiluokka? Putken seinämäpaksuuden luokitus selitettynä
Putkiluokka (SCH) on teräsputkien standardoitu seinämäpaksuuden merkintäjärjestelmä, joka on määritelty ASME B36.10 -standardissa hiili- ja seosteräsputkille sekä ASME B36.19 -standardissa ruostumattomille teräsputkille. Luokitusjärjestelmä kehitettiin tarjoamaan systemaattinen tapa määrittää putken seinämäpaksuudet eri nimelliskokoille, varmistaen vaihdettavuuden ja ennustettavan painekestävyyden. Mitä korkeampi luokan numero, sitä paksumpi putken seinämä tietyllä nimellishalkaisijalla.
Luokitusnumeron alkuperä liittyy likimääräiseen paineluokituskaavaan: Sch = 1000 x P/S, jossa P on sallittu sisäinen paine psi-yksiköissä ja S on sallittu kuitujännitys psi-yksiköissä. Esimerkiksi SCH 40 suunniteltiin alun perin 400 psi:n käyttöpaineelle 10 000 psi:n jännitystasolla. Vaikka nykyaikaiset sallitut jännitysarvot ovat muuttuneet, luokkanumerot ovat säilyneet standardoituina merkintöinä. Tämän suhteen ymmärtäminen on ratkaisevan tärkeää insinööreille valittaessa putkia tiettyihin paine- ja lämpötilaolosuhteisiin.
Seinämäpaksuus määrää suoraan putken paineensietokyvyn. Paksumpi seinämä tarjoaa korkeamman paineluokituksen mutta lisää painoa ja kustannuksia. Luokitusjärjestelmä antaa insinööreille mahdollisuuden valita optimaalisen tasapainon painekapasiteetin ja taloudellisuuden välillä. Yksityiskohtaisia paineluokituslaskelmia varten katso Putken paineluokitusopas -oppaamme.
Täydellinen putkiluokkataulukko (SCH 5S - SCH XXS)
Pienikokoinen putki (1/2" - 4")
| NB (tuumaa) | DN | Ulkohalkaisija (mm) | SCH 40 seinämä (mm) | SCH 80 seinämä (mm) | SCH 160 seinämä (mm) | XXS seinämä (mm) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1/2" | 15 | 21.3 | 2.77 | 3.73 | 4.78 | 7.47 |
| 3/4" | 20 | 26.7 | 2.87 | 3.91 | 5.56 | 7.82 |
| 1" | 25 | 33.4 | 3.38 | 4.55 | 6.35 | 9.09 |
| 1-1/2" | 40 | 48.3 | 3.68 | 5.08 | 7.14 | 10.16 |
| 2" | 50 | 60.3 | 3.91 | 5.54 | 8.74 | 11.07 |
| 3" | 80 | 88.9 | 5.49 | 7.62 | 11.13 | 15.24 |
| 4" | 100 | 114.3 | 6.02 | 8.56 | 13.49 | 17.12 |
Keskikokoinen putki (6" - 24")
| NB (tuumaa) | DN | Ulkohalkaisija (mm) | SCH 40 seinämä (mm) | SCH 80 seinämä (mm) | SCH 120 seinämä (mm) |
|---|---|---|---|---|---|
| 6" | 150 | 168.3 | 7.11 | 10.97 | 14.27 |
| 8" | 200 | 219.1 | 8.18 | 12.70 | 15.09 |
| 10" | 250 | 273.1 | 9.27 | 12.70 | 15.09 |
| 12" | 300 | 323.9 | 9.53 | 12.70 | 15.09 |
| 16" | 400 | 406.4 | 9.53 | 12.70 | 16.66 |
| 20" | 500 | 508.0 | 9.53 | 12.70 | 19.05 |
| 24" | 600 | 609.6 | 9.53 | 12.70 | 20.62 |
Suurikokoinen putki (26" - 48")
Yli 24" putkilla luokitusjärjestelmä muuttuu. Seinämäpaksuus määritetään luokkina SCH 20, SCH 30, SCH 40, SCH 60, SCH 80 ja SCH 100. Nämä suuremmat koot valmistetaan tyypillisesti hitsattuina putkina (LSAW tai SSAW), koska saumattomasta valmistuksesta tulee epäkäytännöllistä yli 24" ulkohalkaisijalla. Suurikokoisten putkien seinämäpaksuusarvot ovat vähemmän standardoituja, ja ostajien tulisi viitata tiettyihin projektivaatimuksiin. ManufacturerPipe toimittaa suurikokoisia putkia jopa 48" ulkohalkaisijalla seinämäpaksuuksilla 6,35 mm - 25,4 mm.
SCH 40 vs SCH 80 - Yksityiskohtainen vertailu
SCH 40 on yleisimmin määritetty putkiluokka teollisissa sovelluksissa. Se vastaa historiallista "Standard" (STD) seinämäpaksuusmerkintää kokoon 10" asti, vaikka yli 10" STD:llä on eri seinämäpaksuus kuin SCH 40:llä. SCH 40 tarjoaa riittävän painekapasiteetin useimpiin yleisiin käyttösovelluksiin ja tarjoaa parhaan kokonaisarvon lujuus-painosuhteessa. Sitä käytetään vesi-, paineilma-, höyryjärjestelmissä (matala tai kohtalainen paine) ja yleisissä rakennesovelluksissa.
SCH 80, historiallisesti tunnettu "Extra Strong" (XS) pienemmissä koissa, tarjoaa noin 30-80% paksummat seinämät kuin SCH 40 koosta riippuen. Tämä lisääntynyt seinämäpaksuus tarkoittaa suoraan korkeampia käyttöpaineita. Esimerkiksi 2-tuumainen SCH 80 hiiliteräsputki kestää noin 1,5 kertaa SCH 40:n käyttöpaineen. SCH 80 valitaan korkeapaineisiin hydraulijärjestelmiin, höyrylinjoihin yli 300 psi, vaativiin käyttöolosuhteisiin ja kun tarvitaan lisäkorroosiovaraa. Painon haitta on merkittävä: SCH 80 maksaa tyypillisesti 40-80% enemmän kuin SCH 40 samassa nimelliskoossa lisämateriaalin vuoksi.
| Parametri | SCH 40 | SCH 80 |
|---|---|---|
| Seinämäpaksuus (4" NB) | 6,02 mm | 8,56 mm |
| Paino (4" NB) | 16,08 kg/m | 22,32 kg/m |
| Käyttöpaine (4" A106 Gr.B) | ~15,5 MPa | ~23,0 MPa |
| Ensisijainen käyttötarkoitus | Yleinen teollinen putkisto | Korkeapainejärjestelmät |
Yleisten luokkien pikaopas
SCH 5S / 10S ovat ohuimmat seinämäluokat, joita käytetään pääasiassa ruostumattomille teräsputkille matalapaineisissa saniteetti- ja elintarvikejalostussovelluksissa. "S"-liite osoittaa, että nämä luokat ovat ASME B36.19 ruostumattoman teräksen standardin mukaisia. SCH 5S on yleinen meijeri- ja juomateollisuuden linjoissa, joissa virtausnopeus on kohtalainen ja paine alhainen. SCH 10S tarjoaa hieman enemmän lujuutta pysyen samalla kevyenä ja helposti hitsattavana. Näitä ohutseinämäluokkia ei tyypillisesti käytetä hiiliteräsputkille painesovelluksissa.
SCH 40 / STD on teollisuuden vakioseinämäpaksuus yleisille putkistoille. Se edustaa parasta tasapainoa painekapasiteetin, painon ja kustannusten välillä useimmissa sovelluksissa. SCH 40 on oletusmääritys vesijohtoverkoille, paineilmajärjestelmille, kohtalaisen paineen höyrylle ja rakennesovelluksille. Se on yleisimmin varastoitu luokka putkijakelijoiden varastoissa maailmanlaajuisesti.
SCH 80 / XS tarjoaa lisäseinämäpaksuutta korkeapainesovelluksiin. Se määritellään, kun käyttöpaineet ylittävät SCH 40 -kapasiteetin, kun tarvitaan lisäkorroosiovaraa tai kun mekaaninen lujuusvaatimus edellyttää paksumman seinämän. XS (Extra Strong) on perinteinen merkintä, joka vastaa suunnilleen SCH 80:aa koossa 8" ja alle, vaikka tarkka suhde vaihtelee koon mukaan.
SCH 160 / XXS edustaa paksimpia seinämiä vakiokoon luokitusjärjestelmässä. XXS (Double Extra Strong) tarjoaa maksimiseinämäpaksuuden vakiotuotteena. Näitä luokkia käytetään erittäin korkeapainesovelluksissa, kuten hydraulijärjestelmissä, korkeapaineisissa kemikaalinjektiolinjoissa ja kriittisissä käyttökohteissa, joissa vaaditaan suurimpia turvamarginaaleja. Paino metriä kohti voi olla yli kaksinkertainen SCH 40:een verrattuna samassa nimelliskoossa.
Luokkien erot materiaalin mukaan
Hiiliteräsputkien luokat määritellään ASME B36.10 -standardissa, kun taas ruostumattomien teräsputkien luokat noudattavat ASME B36.19 -standardia. Keskeinen ero on, että ruostumattoman teräksen luokat "S"-liitteellä (SCH 5S, 10S, 40S, 80S) ovat samoilla ulkohalkaisijoilla kuin hiiliteräsvastineensa, mutta seinämäpaksuudet voivat olla erilaiset. SCH 40S ja SCH 80S seinämäpaksuudet ovat identtiset hiiliteräksen SCH 40 ja SCH 80 kanssa koossa 12" ja alle. Kuitenkin SCH 5S ja SCH 10S seinämäpaksuudet ovat ohuempia kuin minkään hiiliteräsluokan, mikä kuvastaa ruostumattoman teräksen tyypillistä käyttöä kevyemmissä sovelluksissa.
"S"-liite nimenomaisesti ilmaisee, että luokka on ASME B36.19 -standardista. Tilattaessa ruostumatonta teräsputkea on tärkeää määritellä "S"-luokka oikean seinämäpaksuuden varmistamiseksi. Esimerkiksi tilaus "4-tuumainen SCH 10S 304L ruostumaton teräsputki" varmistaa, että putki noudattaa ohuempaa ruostumattoman teräksen standardin seinämäpaksuutta eikä raskaampaa hiiliterässtandardia.
Kuinka valita putkiluokka paineen perusteella
Putkiluokan valinta paineen perusteella noudattaa Barlow'n kaavan määrittelemää perussuhdetta: t = (P x D) / (2S), jossa t on minimiseinämäpaksuus, P on suunnittelupaine, D on ulkohalkaisija ja S on sallittu jännitys suunnittelulämpötilassa. Kun minimivaadittu seinämäpaksuus on laskettu, insinööri lisää korroosiovaran (tyypillisesti 1,5-3,0 mm hiiliteräkselle) ja valitsee seuraavan korkeamman vakiokoon luokan, joka tarjoaa vähintään vaaditun kokonaispaksuuden.
Lämpötilan alennus vaikuttaa merkittävästi sallittuihin jännitysarvoihin. ASME Section II Part D tarjoaa sallitut jännitystaulukot kaikille yleisille putkimateriaaleille eri lämpötiloissa. Esimerkiksi A106 Gr.B:n sallittu jännitys on 137,9 MPa lämpötilassa 38°C, mutta vain 68,9 MPa lämpötilassa 450°C. Tämä 50%:n vähennys tarkoittaa, että putki, joka on riittävä huoneenlämmössä, voi tarvita paksumman luokan korkeissa lämpötiloissa. Varmista aina sallittu jännitys maksimikäyttölämpötilassa ennen luokan valinnan viimeistelyä.
Turvakertoimet on sisäänrakennettu sallittuihin jännitysarvoihin. ASME B31.3 käyttää noin 3,5:n turvakerrointa vetolujuudelle määrittäessään sallitun jännityksen. Muita tekijöitä ovat laatukertoimet hitsatuille putkille (tyypillisesti 0,85-1,0 riippuen hitsaustyypistä ja tarkastustasosta) ja valulaatukertoimet valetuille osille. Nämä kertoimet varmistavat, että valittu putkiluokka tarjoaa riittävän marginaalin vikaantumista vastaan kaikissa ennakoitavissa käyttöolosuhteissa.
Putkiluokan valinnan tarkistuslista
Vaihe 1: Määritä järjestelmän suunnittelupaine ja -lämpötila. Nämä on tyypillisesti määritelty putkisto- ja instrumentointikaaviossa (P&ID) tai prosessitietolomakkeessa. Vaihe 2: Tunnista putkimateriaali nesteen yhteensopivuuden, lämpötilarajojen ja mekaanisten vaatimusten perusteella. Vaihe 3: Etsi valitun materiaalin sallittu jännitys suunnittelulämpötilassa ASME Section II Part D:stä. Vaihe 4: Laske minimivaadittu seinämäpaksuus Barlow'n kaavalla, lisää korroosiovara ja valitse luokka, jonka minimiseinämäpaksuus (ottaen huomioon valmistustoleranssin) on yhtä suuri tai suurempi kuin laskettu arvo.
Toimituskykymme
ManufacturerPipe toimittaa täyden valikoiman putkiluokkia SCH 5S:stä XXS:ään. Saumattomien putkien kapasiteettimme kattaa SCH 40:stä SCH 160:een koossa 1/2" - 36". Hitsattujen putkien tuotantomme kattaa SCH 5:stä SCH 80:een koossa 1/2" - 48". Tarjoamme myös epästandardeja seinämäpaksuusräätälöintejä erikoistilauksiin, jotka vaativat väliseinämäpaksuuksia. Kaikki putket toimitetaan täydellisten tehdastodistusten kanssa ja ne voidaan tarkastuttaa kolmannen osapuolen toimesta.
Tarvitsetko apua putkiluokan valinnassa?
Ota yhteyttä insinööritiimiimme asiantuntija-apua ja kilpailukykyisiä hintoja varten kaikille putkiluokille SCH 5S:stä XXS:ään.
