- Normes applicables : ANSI/ASME B36.10M (acier au carbone) ANSI/ASME B36.19M (acier inoxydable)
- Séries disponibles : Sch 5, 10, 20, 30, 40, 60, 80, 100, 120, 140, 160, STD, XS, XXS
- NPS couverts : jusqu’à 36 (DN 6 à DN 900)
- Règle clé : plus le numéro de série est élevé, plus la paroi est épaisse et plus la pression admissible est élevée
- Erreur fréquente : spécifier STD ou Sch 40 pour un tube de NPS 12 et plus
Qu’est-ce qu’une série de tubes et pourquoi est-ce important ?
Qu’est-ce qu’une série de tubes ? Une série de tubes en acier est définie par la norme ASME B36.10M. Il s’agit d’un indicateur correspondant à différents paliers de poids et d’épaisseur, qui précise l’épaisseur de paroi d’un tube en acier pour un diamètre nominal donné (NPS). Les séries sont les suivantes : Sch 5, 10, 20, 30, 40, 60, 80, 100, 120, 140, 160, ainsi que les désignations traditionnelles STD (standard), XS (extra-fort) et XXS (double extra-fort).
À NPS identique, une épaisseur de paroi supérieure correspond à un numéro de série plus élevé et à une pression admissible plus importante. ANSI a élaboré ce système — souvent abrégé en « sched » sur les plans d’atelier — afin de créer des systèmes basse ou haute pression interchangeables dans toutes les industries. Ainsi, le diamètre extérieur reste identique pour un même NPS, quelle que soit la série ; seule l’épaisseur de paroi varie. C’est d’ailleurs la principale raison pour laquelle les maîtres d’ouvrage et les entrepreneurs spécifient une série plutôt qu’une épaisseur de paroi : passer de NPS 12 Sch 40 à NPS 12 Sch 80 double le poids et le prix, mais ne change pas les brides !
Qu’est-ce que le diamètre nominal de tube (NPS) ?
Le diamètre nominal de tube (NPS) est la désignation sans dimension utilisée dans l’industrie nord-américaine pour les tubes. Jusqu’à NPS 12, le numéro NPS ne correspond pas au diamètre extérieur (il s’agit d’un héritage de l’époque des tubes en fonte, dont les parois étaient beaucoup plus épaisses et où le NPS indiquait approximativement le diamètre intérieur). À partir de NPS 14, le diamètre extérieur réel correspond toujours à la dimension en pouces. Cette différence est souvent méconnue des services achats : un tube NPS 4 a un diamètre extérieur de 4.500, et non de 4.000. Consultez toujours le tableau des séries de tubes pour vérifier que vous commandez le bon diamètre extérieur. À noter que la désignation « alésage nominal » (NB), encore présente dans certaines spécifications, est équivalente à NPS. Une autre source de confusion possible concerne les normes applicables aux tubes et aux tuyaux. Pour un tube, le NPS est basé sur le diamètre extérieur réel, tandis que pour une tuyauterie, le NPS est basé sur l’alésage nominal (NA). Confondre les deux dans les spécifications entraîne des problèmes d’ajustement sur le chantier.Comment les numéros de série des tubes sont-ils calculés ?
La formule « d’origine » des séries de tubes (introduite avec la norme ASA B36.10 originale de 1939, norme B16.10, désormais révisée sous la référence ASME B36.10M) est liée à la pression maximale de service et à la contrainte admissible du matériau :
Tableau complet des séries de tubes — NPS ⅛″ à 24″
Le tableau ci-dessous indique les épaisseurs de paroi en pouces pour les désignations de série les plus courantes selon ASME B36.10M. Le diamètre extérieur reste constant pour chaque NPS, quelle que soit la série ; seuls l’épaisseur de paroi et le diamètre intérieur varient :
| NPS | DN | DE (in) | DE (mm) | Sch 5 | Sch 10 | MST | Sch 40 | XS | Sch 80 | Sch 160 | XXS |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ½ | 15 | 0.840 | 21.3 | 0.065 | 0.083 | 0.109 | 0.109 | 0.147 | 0.147 | 0.187 | 0.294 |
| ¾ | 20 | 1.050 | 26.7 | 0.065 | 0.083 | 0.113 | 0.113 | 0.154 | 0.154 | 0.218 | 0.308 |
| 1 | 25 | 1.315 | 33.4 | 0.065 | 0.109 | 0.133 | 0.133 | 0.179 | 0.179 | 0.250 | 0.358 |
| 1½ | 40 | 1.900 | 48.3 | 0.065 | 0.109 | 0.145 | 0.145 | 0.200 | 0.200 | 0.281 | 0.400 |
| 2 | 50 | 2.375 | 60.3 | 0.065 | 0.109 | 0.154 | 0.154 | 0.218 | 0.218 | 0.343 | 0.436 |
| 3 | 80 | 3.500 | 88.9 | 0.083 | 0.120 | 0.216 | 0.216 | 0.300 | 0.300 | 0.437 | 0.600 |
| 4 | 100 | 4.500 | 114.3 | 0.083 | 0.120 | 0.237 | 0.237 | 0.337 | 0.337 | 0.531 | 0.674 |
| 6 | 150 | 6.625 | 168.3 | 0.109 | 0.134 | 0.280 | 0.280 | 0.432 | 0.432 | 0.718 | 0.864 |
| 8 | 200 | 8.625 | 219.1 | 0.109 | 0.148 | 0.322 | 0.322 | 0.500 | 0.500 | 0.906 | 0.875 |
| 10 | 250 | 10.750 | 273.1 | 0.134 | 0.165 | 0.365 | 0.365 | 0.500 | 0.593 | 1.125 | — |
| 12 | 300 | 12.750 | 323.9 | 0.156 | 0.180 | 0.375 | 0.406 | 0.500 | 0.687 | 1.312 | — |
| 14 | 350 | 14.000 | 355.6 | 0.156 | 0.250 | 0.375 | 0.437 | 0.500 | 0.750 | 1.406 | — |
| 16 | 400 | 16.000 | 406.4 | 0.165 | 0.250 | 0.375 | 0.500 | 0.500 | 0.843 | 1.593 | — |
| 18 | 450 | 18.000 | 457.2 | 0.165 | 0.250 | 0.375 | 0.562 | 0.500 | 0.937 | 1.781 | — |
| 20 | 500 | 20.000 | 508.0 | 0.188 | 0.250 | 0.375 | 0.593 | 0.500 | 1.031 | 1.968 | — |
| 24 | 600 | 24.000 | 609.6 | 0.218 | 0.250 | 0.375 | 0.687 | 0.500 | 1.218 | 2.343 | — |
Source : données dimensionnelles selon ASME B36.10M. Épaisseur de paroi en pouces. « – » indique que la série n’est pas définie pour ce NPS.
Dimensions des tubes Schedule 40
La série Schedule 40 est la spécification par défaut pour la plupart des tubes en acier à usage général : plomberie, climatisation et chauffage, tuyauteries de process à pression faible à modérée, supports structurels. Si une spécification indique « tube standard » sans préciser de numéro de série, il s’agit probablement de Sch 40. Le tableau ci-dessous présente les dimensions complètes des tubes Schedule 40 pour les diamètres les plus courants commandés en acier au carbone, y compris le diamètre extérieur, l’épaisseur de paroi, le diamètre intérieur et le poids du tube par pied.
| NPS | DE (in) | Paroi (in) | DI (in) | Poids (lb/ft) |
|---|---|---|---|---|
| ½ | 0.840 | 0.109 | 0.622 | 0.85 |
| ¾ | 1.050 | 0.113 | 0.824 | 1.13 |
| 1 | 1.315 | 0.133 | 1.049 | 1.68 |
| 1½ | 1.900 | 0.145 | 1.610 | 2.72 |
| 2 | 2.375 | 0.154 | 2.067 | 3.65 |
| 3 | 3.500 | 0.216 | 3.068 | 7.58 |
| 4 | 4.500 | 0.237 | 4.026 | 10.79 |
| 6 | 6.625 | 0.280 | 6.065 | 18.97 |
| 8 | 8.625 | 0.322 | 7.981 | 28.55 |
| 10 | 10.750 | 0.365 | 10.020 | 40.48 |
| 12 | 12.750 | 0.406 | 11.938 | 53.52 |
Données selon ASME B36.10M. Les graphiques de calcul du poids des tubes supposent un tube en acier au carbone Schedule 40 à extrémités lisses.
Schedule 40 ou Schedule 80 : quelle série a la paroi la plus épaisse ?
Schedule 80 désigne précisément les tubes dont la paroi est plus épaisse que celle des tubes Schedule 40 pour un même NPS. Les tubes ont le même diamètre extérieur ; seule l’épaisseur de paroi diffère. Pour un tube NPS 2, l’épaisseur de paroi est de 0.154 en Sch 40 et de 0.218 en Sch 80, soit 42 % de plus. Cette épaisseur accrue réduit le diamètre intérieur de 2.067 à 1.939 et ajoute un peu plus de 1.5lb/ft au poids. L’avantage de Sch 80 est sa capacité à supporter une pression de service plus de deux fois supérieure à celle de Sch 40, mais au prix d’une forte réduction de la section de passage et d’une hausse du coût des tubes et des raccords.Dimensions des tubes Schedule 80
Les ingénieurs précisent les dimensions des tubes Schedule 80 dans les documents de conception lorsqu’une pression admissible plus élevée ou une résistance mécanique supérieure à celle de Sch 40 est nécessaire. Une épaisseur de paroi accrue réduit la section de passage pour un NPS donné ; il faut en tenir compte dans les calculs hydrauliques. Vous trouverez ci-dessous les tailles NPS les plus courantes pour les tubes en acier au carbone Sch 80.
| NPS | DE (in) | Paroi (in) | DI (in) | Poids (lb/ft) |
|---|---|---|---|---|
| ½ | 0.840 | 0.147 | 0.546 | 1.09 |
| 1 | 1.315 | 0.179 | 0.957 | 2.17 |
| 2 | 2.375 | 0.218 | 1.939 | 5.02 |
| 3 | 3.500 | 0.300 | 2.900 | 10.25 |
| 4 | 4.500 | 0.337 | 3.826 | 14.98 |
| 6 | 6.625 | 0.432 | 5.761 | 28.57 |
| 8 | 8.625 | 0.500 | 7.625 | 43.39 |
| 10 | 10.750 | 0.593 | 9.564 | 64.43 |
| 12 | 12.750 | 0.687 | 11.376 | 88.63 |
« Choisir Schedule 80 alors que Schedule 40 répondrait aux exigences de pression de service est l’une des erreurs de surdimensionnement les plus fréquentes dans les travaux de tuyauterie industrielle. L’épaisseur de paroi supplémentaire augmente le poids par pied de 30-50 %, accroît le coût des matériaux et ralentit le soudage lors de l’installation. Calculez toujours les exigences de pression et de température avant d’opter par défaut pour une série plus lourde. » — Ingénieur senior en tuyauterie, cité sur des forums professionnelsEn pratique, la question est de savoir dans quels cas Schedule 80 est réellement nécessaire. Pour une utilisation avec de l’eau à moins de 150 psi et à température ambiante, un tube en acier au carbone Sch 40 (ASTM A53 Grade B ou ASTM A106 Grade B) peut supporter la contrainte avec une marge suffisante. Schedule 80 s’impose lorsque la pression dépasse la valeur nominale de Sch 40 pour le NPS et le matériau concernés, ou lorsque le tube doit être fileté, car cette opération enlève de la matière à la paroi et l’épaisseur supplémentaire compense cette perte.
Tableau des séries de tubes en acier inoxydable (ASME B36.19M)
Le dimensionnement des tubes en acier inoxydable suit une norme distincte, ASME B36.19M, qui couvre les dimensions des tubes en acier inoxydable soudés et sans soudure, ainsi que des tubes de production. Les séries 5S, 10S, 40S et 80S portent le suffixe « S » pour les distinguer des séries de tubes en acier au carbone définies dans B36.10M.
La plupart des tailles jusqu’à NPS 10 correspondent aux séries Schedule 40 S (acier) et Schedule 80 S (acier). Par exemple, un tube NPS 8 Sch 40 S et un tube NPS 8 Sch 80 S auront la même épaisseur de paroi. Pour les diamètres supérieurs, notamment NPS 10 et NPS 12, l’épaisseur de paroi de Sch 10S diffère de celle de Sch 80 (acier au carbone). Les acheteurs de systèmes composés de plusieurs matériaux doivent donc impérativement consulter la norme correspondant à chaque matériau.
| NPS | DE (in) | 5S | 10S | 40S | 80S |
|---|---|---|---|---|---|
| ½ | 0.840 | 0.065 | 0.083 | 0.109 | 0.147 |
| 1 | 1.315 | 0.065 | 0.109 | 0.133 | 0.179 |
| 2 | 2.375 | 0.065 | 0.109 | 0.154 | 0.218 |
| 4 | 4.500 | 0.083 | 0.120 | 0.237 | 0.337 |
| 6 | 6.625 | 0.109 | 0.134 | 0.280 | 0.432 |
| 8 | 8.625 | 0.109 | 0.148 | 0.322 | 0.500 |
| 10 | 10.750 | 0.134 | 0.165 | 0.365 | 0.500 |
| 12 | 12.750 | 0.156 | 0.180 | 0.375 | 0.500 |
Épaisseur de paroi en pouces selon ASME B36.19M. Les nuances courantes d’acier inoxydable sont ASTM A312 (304/304L, 316/316L) et ASTM A358 (tube soudé).
Comment choisir la bonne série de tubes pour votre application
Le tableau des séries de tubes indique les dimensions, mais choisir la bonne série exige de les mettre en adéquation avec vos conditions de fonctionnement — eau, air, vapeur ou autre fluide — ainsi qu’avec la pression, la température, le type de fluide et le code applicable à votre secteur. Ce choix ne relève pas de l’arbitraire. Les règles fédérales de sécurité des pipelines, conformément à 49 CFR Part 192, imposent des tubes à paroi Sch 40 (ou plus épaisse selon ASME B36.10M) pour les assemblages filetés des gazoducs de gaz naturel, sans exception.
Vous trouverez ci-dessous des recommandations fondées sur les conditions pour les trois applications de tuyauterie les plus courantes : tuyauterie de process, tuyauterie de centrales électriques et applications diverses. Elles servent uniquement de guide et ne constituent pas la spécification dimensionnelle définitive. Pour déterminer la série de tubes réellement adaptée, comparez les dimensions du tableau des séries aux conditions réelles de votre réseau : pression, température, débit du fluide, matériau du tube et code de construction.
| Application | Série courante | Norme matériau courante | Code applicable |
|---|---|---|---|
| Pipeline de pétrole et de gaz | Sch 40 – 160 | API 5L Grade B/X42-X70 | ASME B31.4 / B31.8 |
| Plomberie / CVC | Sch 40 | ASTM A53 Grade B | Code local de plomberie |
| Eau basse pression / sprinkler incendie | Sch 10 / STD | ASTM A53 / A135 | NFPA 13 |
| Traitement chimique (acier inoxydable) | 10S / 40S | ASTM A312 (304/316) | ASME B31.3 |
| Vapeur à haute température | Sch 80 – 160 | ASTM A106 Grade B/C | ASME B31.1 |
| Structure / fondations sur pieux | STD / Sch 40 | ASTM A500 Grade B | AISC 360 |
Foire aux questions sur les séries de tubes
Q : Comment le numéro de série d’un tube est-il calculé ?
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Q : Quelle série de tubes est considérée comme standard ?
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Q : Pour quels matériaux les séries de tubes sont-elles disponibles ?
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Q : Quelle est la différence entre NPS et DN ?
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Q : La série d’un tube influe-t-elle sur son diamètre extérieur ?
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Q : Un tube Schedule 40 peut-il supporter des applications à haute pression ?
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Baling Steel China est un producteur-exportateur de tubes en acier au carbone et en acier inoxydable, qui fournit des clients dans les principaux marchés de la construction, du pétrole et du gaz et de l’industrie. Les données sur les séries de tubes présentées dans cet article proviennent des normes ASME B36.10M et B36.19M et ont été vérifiées à l’aide de références publiées dans le secteur. Nous avons créé ce guide parce que des équipes achats et des ingénieurs de projet nous ont signalé à plusieurs reprises que la désignation de la série dans les demandes de devis devait être claire et précise au moment de la commande, afin d’éviter des réapprovisionnements coûteux et des retards de projet.
Références et sources
- ASME B36.10M — Dimensions des tubes en acier corroyé (soudés et sans soudure) — American Society of Mechanical Engineers
- ASME B36.19M — Dimensions des tubes en acier inoxydable corroyé — American Society of Mechanical Engineers
- 49 CFR Part 192 [transport du gaz naturel et d’autres gaz par pipeline, U. S. Department of Transportation, PHMSA]
- Sécurité des pipelines : références annuelles aux règlements (2024) – Federal Register
- Tableau des épaisseurs et diamètres nominaux standard des tubes (séries de tubes) — Engineers Edge
- Épaisseur de paroi des tuyauteries : historique et principes fondamentaux — Asahi/America
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