- Norme di riferimento: ANSI/ASME B36.10M (acciaio al carbonio), ANSI/ASME B36.19M (acciaio inossidabile)
- Intervallo degli schedule: Sch 5, 10, 20, 30, 40, 60, 80, 100, 120, 140, 160, STD, XS, XXS
- Intervallo NPS: fino a 36 (da DN 6 a DN 900)
- Regola fondamentale: a un numero di schedule maggiore corrispondono una parete più spessa e una pressione ammissibile più elevata
- Errore comune: specificare STD o Sch 40 per tubi NPS 12 e superiori
Che cos’è lo schedule di un tubo e perché è importante?
Che cos’è lo schedule di un tubo? Lo schedule di un tubo in acciaio è definito dalla norma ASME B36.10M. È un identificativo che indica una serie di incrementi di peso e spessore e specifica lo spessore della parete di un tubo in acciaio per una determinata dimensione nominale del tubo (NPS). I numeri di questa serie sono Sch 5, 10, 20, 30, 40, 60, 80, 100, 120, 140 e 160, insieme alle designazioni tradizionali STD (Standard), XS (E×tra Strong) e XXS (Double e×tra strong).
A parità di NPS, a uno spessore maggiore della parete corrispondono un numero di schedule più alto e una pressione ammissibile più elevata. ANSI ha sviluppato questo sistema, spesso abbreviato in «sched» nei disegni di officina, per rendere intercambiabili tra i vari settori i sistemi per alta e bassa pressione. Pertanto, l’NPS mantiene lo stesso diametro esterno qualunque sia lo schedule; varia solo lo spessore della parete. Questo è il motivo principale per cui committenti e appaltatori specificano uno schedule invece dello spessore della parete: passare da NPS 12 Sch 40 a NPS 12 Sch 80 raddoppia peso e prezzo, ma non cambia le flange!
Che cos’è la dimensione nominale del tubo (NPS)?
Nominal Pipe Size è la designazione adimensionale equivalente utilizzata per i tubi nell’industria nordamericana. Per gli NPS fino a NPS 12, il numero NPS non corrisponde al diametro esterno: è un retaggio dell’epoca dei tubi in ferro, le cui pareti erano molto più spesse e per i quali l’NPS indicava approssimativamente il diametro interno. Oltre NPS 14, il diametro esterno effettivo corrisponde ancora alla dimensione in pollici. Questo può trarre in inganno gli uffici acquisti: un tubo NPS da 4 pollici ha un diametro esterno di 4.500, non di 4.000. Verificare sempre la tabella degli schedule per assicurarsi di ordinare il diametro esterno corretto. La terminologia nominal bore (NB), ancora presente in alcune specifiche, è equivalente a NPS. Un’altra possibile fonte di confusione riguarda le norme per tubi e tubi di precisione. Per i tubi di precisione, l’NPS si basa sul diametro esterno effettivo, mentre per i tubi si basa sul diametro nominale (NA). Confondere i due valori nelle specifiche può causare problemi di accoppiamento in cantiere.Come si calcolano i numeri di schedule dei tubi
La formula «originale» per gli schedule dei tubi, introdotta con la norma ASA B36.10 originale B16.10 del 1939, oggi revisionata come ASME B36.10M, è correlata alla pressione massima di esercizio e alla tensione ammissibile del materiale:
Tabella completa degli schedule dei tubi: da NPS ⅛″ a 24″
Di seguito è riportata una tabella degli schedule dei tubi con i valori dello spessore della parete in pollici per le designazioni più comunemente richieste secondo ASME B36.10M. Il diametro esterno resta costante per ogni NPS, indipendentemente dallo schedule; cambiano solo lo spessore della parete e il diametro interno:
| NPS | DN | DE (in) | DE (mm) | Sch 5 | Sch 10 | Malattia sessualmente trasmissibile | Sch 40 | Taglia XS | Sch 80 | Sch 160 | Taglia 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 | — |
Fonte: dati dimensionali secondo ASME B36.10M. Spessore della parete in pollici. «-» indica che lo schedule non è definito per quell’NPS.
Dimensioni dei tubi Schedule 40
La maggior parte dei tubi in acciaio per uso generale utilizza Schedule 40 come specifica predefinita: impianti idraulici, climatizzazione e riscaldamento, tubazioni di processo a pressione da bassa a moderata e supporti strutturali. Se una specifica indica «tubo standard» senza riportare il numero di schedule, probabilmente si intende Sch 40. La tabella seguente mostra le dimensioni complete dei tubi Schedule 40 per le misure in acciaio al carbonio più comunemente ordinate, inclusi diametro esterno, spessore della parete, diametro interno e peso del tubo per piede.
| NPS | DE (in) | Parete (in) | DI (in) | Peso (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 |
Dati secondo ASME B36.10M. I grafici per il calcolo del peso del tubo presuppongono un tubo in acciaio al carbonio Schedule 40 con estremità lisce.
Quale tubo ha la parete più spessa, Schedule 40 o Schedule 80?
Schedule 80 indica specificamente un tubo con pareti più spesse rispetto a Schedule 40 per lo stesso NPS. I tubi condividono lo stesso diametro esterno; la differenza riguarda esclusivamente lo spessore della parete. Per un tubo NPS 2, lo spessore della parete è 0.154 per Sch 40 e 0.218 per Sch 80, il 42% in più. Questo maggiore spessore riduce il diametro interno da 2.067 a 1.939 e aggiunge poco più di 1.5lb/ft al peso. Il vantaggio di Sch 80 è che può sopportare una pressione di esercizio oltre il doppio rispetto a Sch 40, ma comporta una sezione di passaggio molto ridotta e un aumento del prezzo di tubi e raccordi.Dimensioni dei tubi Schedule 80
Nei documenti di progetto, gli ingegneri indicano le dimensioni dei tubi Schedule 80 quando servono una pressione ammissibile più elevata o una maggiore resistenza meccanica rispetto a Sch 40. Un maggiore spessore della parete riduce la sezione di passaggio per un dato NPS, un fattore da considerare nei calcoli idraulici. Di seguito sono riportate le misure NPS più comuni per i tubi in acciaio al carbonio Sch 80.
| NPS | DE (in) | Parete (in) | DI (in) | Peso (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 |
«Scegliere Schedule 80 quando Schedule 40 soddisfa i requisiti di pressione di esercizio è uno degli errori di sovradimensionamento più comuni nelle tubazioni industriali. Lo spessore aggiuntivo della parete aumenta il peso per piede del 30-50%, incrementa il costo del materiale e riduce la velocità di saldatura durante l’installazione. Calcolare sempre i requisiti di pressione e temperatura prima di scegliere uno schedule più pesante.» — Ingegnere senior di tubazioni, citato in forum di settoreIn pratica, la domanda è quando Schedule 80 sia davvero necessario. Per il servizio con acqua a meno di 150 psi e a temperatura ambiente, un tubo in acciaio al carbonio Sch 40 (ASTM A53 Grade B o ASTM A106 Grade B) può sopportare le sollecitazioni con un margine adeguato. Schedule 80 è giustificato quando la pressione supera il valore nominale di Sch 40 per quell’NPS e materiale, oppure quando il tubo deve essere filettato, perché la filettatura rimuove materiale dalla parete e lo spessore maggiore compensa tale perdita.
Tabella degli schedule per tubi in acciaio inossidabile (ASME B36.19M)
Il dimensionamento dei tubi in acciaio inossidabile segue una norma distinta, ASME B36.19M, che definisce le dimensioni dei tubi in acciaio inossidabile saldati e non saldati, nonché dei tubi di precisione. Gli schedule 5S, 10S, 40S e 80S hanno il suffisso «S» per distinguerli dagli schedule dei tubi in acciaio al carbonio secondo B36.10M.
La maggior parte delle misure fino a NPS 10 corrisponde a Schedule 40S e Schedule 80S. Per esempio, NPS 8 Sch 40S e NPS 8 Sch 80S hanno lo stesso spessore della parete. Per le misure maggiori, in particolare NPS 10 e NPS 12, lo spessore della parete di Sch 10S è diverso da quello di Sch 80 (acciaio al carbonio). Per i sistemi con materiali diversi, è essenziale che gli addetti agli acquisti consultino la norma corretta per ogni tipo di materiale.
| 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 |
Spessore della parete in pollici secondo ASME B36.19M. I gradi tipici di acciaio inossidabile sono ASTM A312 (304/304L, 316/316L) e ASTM A358 (tubo saldato).
Come scegliere lo schedule giusto per il proprio impianto
La tabella degli schedule dei tubi mostra le dimensioni, ma per scegliere lo schedule occorre rapportarle alle condizioni di esercizio: acqua, aria, vapore o altro, pressione, temperatura, tipo di fluido e norma prevista per il settore. La scelta non è arbitraria. Le norme federali sulla sicurezza delle condotte secondo 49 CFR Part 192 richiedono tubi con parete Sch 40, o più spessa, secondo ASME B36.10M per i giunti filettati sulle condotte di gas naturale: senza eccezioni.
Seguono raccomandazioni basate sulle condizioni per le tre applicazioni più comuni: tubazioni di processo, tubazioni per impianti di potenza e altre applicazioni. Sono solo una guida, non la specifica dimensionale definitiva. Per determinare lo schedule effettivamente adatto, confrontare le dimensioni della tabella degli schedule con le condizioni reali dell’impianto: pressione, temperatura, portata, materiale del tubo e norma di costruzione.
| Applicazione | Schedule tipico | Norma tipica del materiale | Norma applicabile |
|---|---|---|---|
| Condotte per petrolio e gas | Sch 40–160 | API 5L Grado B/X42-X70 | ASME B31.4 / B31.8 |
| Impianti idraulici / HVAC | Sch 40 | ASTM A53 Grado B | Norma idraulica locale |
| Acqua a bassa pressione / sprinkler antincendio | Sch 10 / STD | ASTM A53 / A135 | NFPA 13 |
| Processi chimici (acciaio inossidabile) | 10S / 40S | ASTM A312 (304/316) | ASME B31.3 |
| Vapore ad alta temperatura | Sch 80–160 | ASTM A106 Grado B/C | ASME B31.1 |
| Strutturale / fondazioni su pali | STD / Sch 40 | ASTM A500 Grado B | AISC 360 |
Domande frequenti sugli schedule dei tubi
D: Come si calcola il numero di schedule del tubo?
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D: Quale schedule è considerato standard per i tubi?
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D: Per quali materiali sono disponibili gli schedule dei tubi?
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D: Qual è la differenza tra NPS e DN?
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D: Lo schedule modifica il diametro esterno?
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D: I tubi Schedule 40 sono adatti alle applicazioni ad alta pressione?
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Baling Steel China è un produttore ed esportatore di tubi in acciaio al carbonio e in acciaio inossidabile per clienti nei principali mercati dell’edilizia, del petrolio e del gas e dell’industria. I dati sugli schedule dei tubi riportati in questo articolo provengono dalle norme ASME B36.10M e B36.19M e sono stati verificati rispetto a riferimenti di settore pubblicati. Abbiamo creato questa guida perché diversi team acquisti e ingegneri di progetto ci hanno segnalato più volte che il termine schedule deve essere indicato in modo chiaro e preciso nei preventivi e negli ordini, così da evitare costose ricerche di nuove forniture e ritardi nei progetti.
Riferimenti e fonti
- ASME B36.10M — Dimensioni dei tubi in acciaio lavorato (saldati e non saldati) — American Society of Mechanical Engineers
- ASME B36.19M — Dimensioni dei tubi in acciaio inossidabile lavorato — American Society of Mechanical Engineers
- 49 CFR Part 192 [trasporto di gas naturale e altri gas tramite condotte, U. S. Department of Transportation, PHMSA]
- Sicurezza delle condotte: riferimenti annuali alla normativa (2024) – Federal Register
- Tabelle degli spessori nominali standard dei tubi e dei diametri nominali (Pipe Schedules) – Engineers Edge
- Spessore della parete nelle tubazioni: storia e fondamenti — Asahi/America
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