Clasificación de presión de tubería Schedule 40

En el campo de las tuberías, las tuberías Schedule 40 se utilizan ampliamente, especialmente en aplicaciones de tuberías de agua y gas. Estas tuberías son conocidas por su resistencia mecánica, amplio rango de temperaturas y gran capacidad de resistencia a la presión. Comprender las complejidades de las clasificaciones de presión es fundamental para garantizar el rendimiento óptimo de las tuberías Schedule 40.

1. Diversos horarios de tuberías de acero
Dentro del espectro de tubos de acero, existen 14 listas diferentes, cada una diseñada para cumplir requisitos específicos. El Schedule 40, al ser la opción estándar y ampliamente utilizada, ocupa un lugar especial en las industrias de la construcción y la plomería. El número de cédula juega un papel fundamental, influyendo tanto en el espesor de la pared como en los índices de presión, y está estandarizado por la Sociedad Estadounidense de Ingenieros Mecánicos (ASME).

2. Dimensiones y especificaciones

Para mayor claridad y coherencia en la construcción, ASME B36.10 estandariza las dimensiones para tubos de acero forjado, mientras que ASME B36.19 hace lo mismo para tubos de acero inoxidable. Las tablas detalladas brindan información sobre las dimensiones y los pesos de las tuberías Schedule 40, lo que ayuda a realizar instalaciones precisas.

3. Fórmula de clasificación de presión
El número de cédula es un factor clave para determinar la capacidad de una tubería para soportar tensiones y su capacidad para soportar presión. La fórmula de clasificación de presión, expresada como SCH * P = S, donde SCH representa el número de programa, P es la presión interna máxima y S es la tensión permitida, proporciona un enfoque sistemático para evaluar las capacidades de presión.

4. Cálculo avanzado de clasificación de presión
Profundizar en las complejidades del cálculo de la clasificación de presión implica una fórmula de Barlow modificada. Reorganizado para considerar factores como el espesor de la pared de la tubería, el diámetro exterior, la presión permitida, la tensión, la calidad de la junta longitudinal y la corrección del espesor de la pared, este enfoque avanzado garantiza una comprensión profunda de las capacidades de soporte de presión de una tubería.

5. Dinámica de la clasificación de presión del acero inoxidable
Las tuberías de acero inoxidable cédula 40 introducen complejidades adicionales debido a las propiedades únicas del material. La fórmula de Barlow, cuando se aplica al acero inoxidable, considera el impacto de la temperatura de diseño sobre la tensión permitida. El artículo calcula y tabula sistemáticamente las clasificaciones de presión a varias temperaturas para una comprensión integral.

Tabla de Presión Máxima Admisible para Tuberías SCH 40:

La siguiente tabla presenta la Presión Máxima Admisible (también conocida como presión nominal) para tuberías Cédula 40 en un rango de tamaños nominales de tubería (NPS). Los valores de presión se expresan en psi (libras por pulgada cuadrada) y kPa (kilopascales), unidades comunes a nivel mundial.

Maximum Allowable Pressure (psi)  (kPa)
NPS (inch)	Outside Diameter (inch)/(mm)	Schedule 40
1/4 inch	0.54 inch 13.7 mm	7985 55057
3/8 inch	0.675 inch 17.1 mm	6606 45548
1/2 inch	0.84 inch 21.3 mm	6358 43838
3/4 inch	1.05 inch 26.7 mm	5273 36357
1 inch	1.315 inch 33.4 mm	4956 34172
1 1/4 inch	1.66 inch 42.2 mm	4133 28497
1 1/2 inch	1.9 inch 48.3 mm	3739 25780
2 inch	2.375 inch 60.3 mm	3177 21905
2 1/2 inch	2.875 inch 73 mm	3460 23857
3 inch	3.5 inch 88.9 mm	3024 20850
3 1/2 inch	4 inch 102 mm	2769 19092
4 inch	4.5 inch 114 mm	2581 17796
5 inch	5.563 inch 141 mm	2273 15672
6 inch	6.625 inch 168 mm	2071 14280
8 inch	8.625 inch 219 mm	1829 12611
10 inch	10.75 inch 273 mm	1664 11473
12 inch	12.75 inch 324 mm	1560 10756
14 inch	14 inch 356 mm	1533 10570
16 inch	16 inch 406 mm	1531 10556
18 inch	18 inch 457 mm	1530 10549
20 inch	20 inch 508 mm	1455 10032
22 inch	22 inch 559 mm
24 inch	24 inch 610 mm	1405 9687
30 inch	30 inch 762 mm
32 inch	32 inch 813 mm	1054 7267
34 inch	34 inch 864 mm	992 6840
36 inch	36 inch 914 mm	1021 7040
42 inch	42 inch 1067 mm	875 6033

1 in (inch) = 25.4 mm
1 psi (lb/in2) = 6,894.8 Pa (N/m2) = 6.895x10-2 bar

Cómo calcular la presión nominal para tuberías Sch 40?

La presión nominal se puede estimar mediante la fórmula de Barlow:

Donde:
P = Presión máxima admisible (psi)
S = Tensión admisible del material (psi)
t = Espesor de la pared (pulgadas)
D = Diámetro exterior (pulgadas)

Esta fórmula muestra por qué las tuberías más gruesas y los materiales más resistentes tienen valores de presión más altos.

6. Factores que influyen en los índices de presión

(1) Composición del material
La composición del material de las tuberías Schedule 40 influye significativamente en sus índices de presión. Los materiales comunes incluyen PVC, CPVC y acero. Cada material tiene propiedades distintas que afectan qué tan bien la tubería puede soportar la presión.

(2) Consideraciones de temperatura
La temperatura juega un papel crucial en la determinación de la presión que puede soportar una tubería Schedule 40. Los diferentes materiales exhiben diferentes resistencias a la temperatura y exceder los límites de temperatura recomendados puede comprometer la integridad de la tubería.

(3) Diámetro de la tubería
El diámetro de la tubería es otro factor crítico que afecta los índices de presión. Las tuberías de mayor diámetro generalmente tienen índices de presión más altos, lo que les permite manejar cargas de fluido más sustanciales.

Dominar las clasificaciones de presión de las tuberías Schedule 40 es un paso fundamental para garantizar el éxito y la seguridad de sus proyectos de plomería. Al profundizar en las complejidades de los cronogramas, dimensiones, fórmulas de clasificación de presión y cálculos avanzados de las tuberías de acero, este artículo le brinda el conocimiento necesario para tomar decisiones informadas y construir sistemas de plomería confiables que resistan la prueba del tiempo.

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