Clasificación de presión de tuberías de acero SCH 40 vs. SCH 80

Qué significa SCH en sistemas de tuberías?

En sistemas de tuberías, "SCH" es la abreviatura de "Schedule" (Cédula), que representa una serie estandarizada de espesores de pared para tuberías. Las designaciones de clase de tubería (Cédula 5, 10, 40, 80, 160) son adimensionales. Cada designación SCH corresponde a una serie de valores de espesor de pared que varían con el tamaño nominal de la tubería (NPS), dependiendo del tamaño nominal de la tubería, la presión interna de trabajo y el material de la pared. Por ejemplo, una tubería SCH 40 de 2 pulgadas tiene un espesor de pared diferente al de una tubería SCH 40 de 4 pulgadas, pero ambas pertenecen a la serie de "espesor de pared estándar".

Las principales diferencias entre las tuberías Cédula 40 y Cédula 80 son el espesor de pared, el diámetro interior y el peso. Para el mismo tamaño nominal, las tuberías Schedule 80 tienen paredes más gruesas, diámetros interiores más pequeños, son más pesadas y presentan mayor resistencia a la presión y resistencia mecánica.

Características del número de cédula: 

Para el mismo material y tamaño, un número SCH más alto indica una tubería más gruesa, pesada y resistente a la presión, pero también un mayor costo. Cuando el número SCH tiene el sufijo "S" (p. ej., SCH 40S), indica específicamente que la serie de espesor de pared cumple con la norma ASME B36.19 para tuberías de acero inoxidable. Para tuberías de acero al carbono, se suelen utilizar números sin "S" (p. ej., SCH 40), de acuerdo con la norma ASME B36.10.

Presión nominal de las tuberías de acero SCH 40 y SCH 80:

La presión nominal de las tuberías de acero SCH 40 y SCH 80 no es fija; depende del diámetro de la tubería, el material y la temperatura. La siguiente tabla utiliza cálculos teóricos de las tuberías de acero al carbono sin costura ASTM A106 Gr.B más comunes a temperatura ambiente (20 °C/68 °F) como ejemplo para ilustrar las principales diferencias y tendencias entre ambas.

NPS (pulg.)	OD (pulg.)	SCH 40		SCH 80
		WT (pulg.)	Presión (psi)	WT (pulg.)	Presión (psi)
1/8	0.405	0.068	1,380	0.095	2,220
1/4	0.540	0.088	1,310	0.119	2,110
3/8	0.675	0.091	1,160	0.126	1,880
1/2	0.840	0.109	~5,000	0.147	~7,100
3/4	1.050	0.113	~4,300	0.154	~6,100
1	1.315	0.133	~4,000	0.179	~5,400
2	2.375	0.154	~2,600	0.218	~3,700
3	3.500	0.216	~2,400	0.300	~3,400
4	4.500	0.237	~2,100	0.337	~3,000
6	6.625	0.280	~1,700	0.432	~2,600
8	8.625	0.322	~1,500	0.500	~2,300
10	10.750	0.365	~1,350	0.500	~2,200
12	12.750	0.406	~1,300	0.687	~2,200
14	14.000	0.438	~1,250	0.750	~2,100
16	16.000	0.500	~1,250	0.844	~2,100
18	18.000	0.562	~1,250	0.938	~2,100
20	20.000	0.594	~1,200	1.031	~2,100
24	24.000	0.688	~1,100	1.219	~1,900

Nota:
1. Los valores de la tabla anterior son estimaciones, calculadas con base en el espesor de pared estándar y la tensión admisible del material. En el diseño de ingeniería real, los cálculos precisos deben ser realizados por ingenieros profesionales basándose en las propiedades del material, la temperatura y normas como ASME B31.3.
2. Influencia de la temperatura: La tensión admisible de todos los materiales disminuye con el aumento de la temperatura. A altas temperaturas, las presiones nominales de SCH 40 y SCH 80 disminuirán, lo que requerirá una reducción de la "presión-temperatura nominal". Los sistemas de alta temperatura deben utilizar materiales resistentes a altas temperaturas como el A106.
3. Influencia del material: Para el acero inoxidable (como el 304), la presión nominal cambiará debido a la diferencia en la tensión admisible en comparación con el acero al carbono.
4. Tolerancia a la Corrosión: Si se transportan medios corrosivos, se debe añadir un espesor adicional al espesor de pared calculado, lo que afectará la capacidad efectiva de soporte de presión.

Tuberías de acero SCH 40 vs. SCH 80: Cómo elegir?

El SCH 40 es el espesor de pared estándar con menor capacidad de soporte de presión, cumpliendo con la mayoría de los requisitos de baja presión. El SCH 80 tiene un espesor de pared más grueso, lo que mejora significativamente la capacidad de soporte de presión y ofrece mayores propiedades mecánicas (alta resistencia al impacto, a la flexión y a la fatiga por vibración).

Cómo seleccionar con precisión el espesor de pared para diferentes condiciones de operación?

Elija el espesor de pared SCH 40: 

Para desafíos generales, como el suministro de agua y drenaje de edificios, sistemas de climatización (HVAC) y sistemas de aire comprimido convencionales, donde se busca la mejor relación calidad-precio. Es una solución estándar universal y probada.

Elija el espesor de pared SCH 80: 

Para desafíos exigentes, como sistemas con presión media a alta, fluctuaciones de presión, entornos corrosivos/abrasivos o que requieren mayores márgenes de seguridad mecánica (por ejemplo, tuberías de proceso, sistemas hidráulicos de alta presión, conexiones de equipos críticos). Su mayor espesor de pared es una garantía de seguridad y funcionamiento a largo plazo.

Conclusión:

Las tuberías de acero SCH 80 ofrecen a los usuarios un mayor margen de seguridad a la presión y resistencia mecánica gracias a un espesor de pared significativamente mayor. Para sistemas de baja presión claramente definidos, las tuberías de acero SCH 40 son una opción económica; para condiciones de presión media a alta, críticas o severas, el espesor de pared SCH 80 es una inversión necesaria. La elección correcta comienza con cálculos precisos. Recomendamos seguir estrictamente los códigos de diseño como ASME para el cálculo del espesor de pared, y dejarse guiar por los datos para elegir la solución más segura y económica.

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