低炭素鋼(0.25% C max)
ASTM A53、A106、A500 グレード B
ASME B36.10M
35,000 psi (分)
60,000 psi (分)
スケジュール 40 炭素鋼管とは何ですか?
パイプ スケジュールは、特定の許容応力における壁厚と圧力能力の比の非次元インデックスです。比率の変動は、バーロー式の粗雑な形式から追跡でき、ASME によってパイプ仕様を配置するために割り当てられた一連の数値として認識されます。.
すべてのスケジュール番号の後ろには、次の管理式があります:
SCH = 1,000 × (P / S)
ここで、P は PSI の作動圧力、S は PSI のパイプ壁材料の許容応力であり、スケジュール 40 の指定は、固定寸法ではなく、公称パイプ サイズごとに指定された壁厚に相当します。たとえば、NPS 2 スケジュール 40 パイプの壁厚は 0.154 インチですが、NPS 6 パイプの壁厚は 0.280 です。.
ー B36.10M は炭素鋼管と合金鋼管の 14 スケジュールを定義します: 5、5S、10、10S、20、30、40、40S、60、80、80S、100、120、140、160 パイプ公称パイプ サイズ (NPS) 1/8 から NPS 10 はスケジュール 40 を標準重量 (STD) と比較し、区別できない場合があります。より大きな直径の場合 スケジュール 40 は STD とは異なり、それが指定子に対する不満の原因となる可能性があります。当社のパイプ スケジュール チャートを使用してペアを比較してください。.
ーあなたの混乱はおそらく管と管を比較するためである。 pipe は直径のための公称管のサイズ(nps)の指定を、数NPS 14 の下の概算の外部の次元を指す使用します。 tube はゲージ、小数インチまたは他の一定した参照の実際の外部の測定によって指定されます。.
なぜスケジュール 40 パイプと呼ばれるのでしょうか?
ー 命名法 “Schedule 40” はASME B36.10Mに由来し、これは無次元の壁厚指定を指す。 40 という数字は応力に対する圧力比に1,000 を掛けたものを指しているが、圧力、重量、厚さの尺度を直接示すものではない。 “Standard Weight” 、 “Extra-Strong” 、 “Double Extra-Strong” のカテゴリを参照するために製作者が使用する命名規則を考慮に入れることは、式に変換するほど単純である。.
～ スケジュール番号のみを使用して計算を防止しないでください。最小パイプ計算の指示に従って、ASME コード B31.3 または B31.1 に従って最小厚さ計算を実行し、腐食許容量、ミルの許容範囲、関連する場合はねじ山の深さを適切に考慮し、最後に仕様を証明してください。 ～ スケジュール番号が適切であることを確認してください。.
――シニア配管エンジニア、Eng-Tips フォーラム
スケジュール 40 パイプの寸法と壁の厚さチャート
以下の表のすべての寸法は、ASME B36.10M から直接取得され、3 つの個別のエンジニアリング ハンドブックと照合されます。外径は、スケジュールに関係なく、公称サイズごとに一定のままです ¢ 壁の厚さのみが変化し、内径と標準の長さが決まります。.
| NPS | 外径（インチ） | OD(mm) | ウォール (in) | 壁(mm) | ID（入力） | 重量(ポンド/フィート) | 重量(kg/m) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1/8インチ | 0.405 | 10.3 | 0.068 | 1.73 | 0.269 | 0.24 | 0.37 |
| 1/4インチ | 0.540 | 13.7 | 0.088 | 2.24 | 0.364 | 0.42 | 0.63 |
| 1/2インチ | 0.840 | 21.3 | 0.109 | 2.77 | 0.622 | 0.85 | 1.27 |
| 3/4インチ | 1.050 | 26.7 | 0.113 | 2.87 | 0.824 | 1.13 | 1.69 |
| 1インチ | 1.315 | 33.4 | 0.133 | 3.38 | 1.049 | 1.68 | 2.50 |
| 1-1/4 ″ | 1.660 | 42.2 | 0.140 | 3.56 | 1.380 | 2.27 | 3.39 |
| 1-1/2 ″ | 1.900 | 48.3 | 0.145 | 3.68 | 1.610 | 2.72 | 4.05 |
| 2インチ | 2.375 | 60.3 | 0.154 | 3.91 | 2.067 | 3.65 | 5.44 |
| 2-1/2 ″ | 2.875 | 73.0 | 0.203 | 5.16 | 2.469 | 5.79 | 8.63 |
| 3インチ | 3.500 | 88.9 | 0.216 | 5.49 | 3.068 | 7.58 | 11.29 |
| 4インチ | 4.500 | 114.3 | 0.237 | 6.02 | 4.026 | 10.79 | 16.07 |
| 5インチ | 5.563 | 141.3 | 0.258 | 6.55 | 5.047 | 14.62 | 21.77 |
| 6インチ | 6.625 | 168.3 | 0.280 | 7.11 | 6.065 | 18.97 | 28.26 |
| 8インチ | 8.625 | 219.1 | 0.322 | 8.18 | 7.981 | 28.55 | 42.55 |
| 10インチ | 10.750 | 273.1 | 0.365 | 9.27 | 10.020 | 40.48 | 60.31 |
| 12インチ | 12.750 | 323.9 | 0.406 | 10.31 | 11.938 | 53.52 | 79.73 |
| 14インチ | 14.000 | 355.6 | 0.437 | 11.10 | 13.126 | 63.37 | 94.39 |
| 16インチ | 16.000 | 406.4 | 0.500 | 12.70 | 15.000 | 82.77 | 123.30 |
| 20インチ | 20.000 | 508.0 | 0.593 | 15.06 | 18.814 | 122.91 | 183.11 |
| 24インチ | 24.000 | 609.6 | 0.687 | 17.45 | 22.626 | 171.29 | 255.16 |
スケジュール 40 パイプの壁の厚さはどれくらいですか?
“「壁の厚さ ー は、所定のサイズと圧力に対して均一な値ですが、公称パイプ サイズによって異なる場合があります。 1/2 ″ スケジュール 40 パイプの壁厚は 0.109 ″ (2.77mm) ですが、4 ″ スケジュール 40 パイプの壁厚は 0.237 ″ (6.02mm) で、12 ″ パイプの厚さは 0.406 ″ (10.31mm) です。... サイズが大きくなるにつれて、パイプが耐えられるように設計されている圧力の増加に比例してそうする必要があります。圧力容量と直径”
Sch 40 パイプ重量 1 フィートあたり
重量/線形ftは、エンジニアリング計算、出荷、およびクレーンリフトにとって重要です。 、クイックリファレンスとして、最も人気のあるサイズの重量は次のとおりです:
| NPS | 外径（インチ） | 重量(ポンド/フィート) | 重量(kg/m) | 関節 20 フィートあたりの重量 (ポンド) |
|---|---|---|---|---|
| 1/2インチ | 0.840 | 0.85 | 1.27 | 17 |
| 1インチ | 1.315 | 1.68 | 2.50 | 34 |
| 2インチ | 2.375 | 3.65 | 5.44 | 73 |
| 3インチ | 3.500 | 7.58 | 11.29 | 152 |
| 4インチ | 4.500 | 10.79 | 16.07 | 216 |
| 6インチ | 6.625 | 18.97 | 28.26 | 379 |
| 8インチ | 8.625 | 28.55 | 42.55 | 571 |
| 10インチ | 10.750 | 40.48 | 60.31 | 810 |
| 12インチ | 12.750 | 53.52 | 79.73 | 1,070 |
すべてのスケジュール、公称サイズ、標準の長さの完全な重量リファレンスは、当社の製品で入手できます 1 フィートあたりのパイプの重量 ページ.
圧力評価と温度制限
スケジュール40 (SCH40) の炭素鋼管のために、圧力評価は管のサイズ、材料の等級および作動温度に基づいています。 周囲温度での最高許容作動圧力のための A106 グレードBパイプ, 、 毎 計算 基づい ASME B31.3, 、腐食許容および熱い終了する管のための1.0 の質係数の考慮なしで次のとおりです:
| NPS | 外径（インチ） | ウォール (in) | 周囲圧力 (psi) の最大圧力 |
|---|---|---|---|
| 1/2インチ | 0.840 | 0.109 | 6,358 |
| 1インチ | 1.315 | 0.133 | 4,956 |
| 2インチ | 2.375 | 0.154 | 3,177 |
| 4インチ | 4.500 | 0.237 | 2,581 |
| 6インチ | 6.625 | 0.280 | 2,071 |
| 8インチ | 8.625 | 0.322 | 1,829 |
| 12インチ | 12.750 | 0.406 | 1,560 |
これらの温度定格は、100f (38C) 程度まで有効である。 温度が上昇すると炭素鋼管の許容応力が低下するため、圧力定格をディレーティングする必要がある。 ASME B31.3 によると、A106 グレード B 管の許容応力は 20,000 psi (138 MPa) から 400 F (204 C) までであるが、500 F (260 C) では 17,100 psi (118 MPa) 程度、600 F (316 C) では 8,700 psi (60 MPa) 程度にディレーティングされる。.
これは、周囲温度で使用した場合、定格圧力 2,581 psi (17.8 MPa) のパイプは、600 F (316 C) で約 1,123 psi (7.74 MPa) しか維持できないことを意味します。.
製造公差は、実際には圧力容量にも影響を与えます.ASTM A106 は-12.5%の壁厚許容差を可能にし、したがって、厚さ0.237 ″として指定されたパイプは、ミルから0.207 ″として薄い測定することができ、すべての圧力計算のために考慮に入れる, 任意のサービス条件腐食許容値とともに。.
スケジュール 40 とスケジュール 80: それぞれをいつ使用するか
スケジュール40 とスケジュール80 の間でさえ、仕様の選択は配管設計分野で最も一般的なものの1 つです 両方のスケジュールの外径は特定のNPSで同じです ーそれらの違いは壁の厚さ スケジュール80 パイプは、同じODエンベロープ内に金属が多く含まれているため、より大きな厚さの壁とより小さなボア/直径を持ち、より多くの重量を量り、より多くの圧力をかけることができます。.
| プロパティ (4 ″ NPS) | スケジュール 40 | スケジュール 80 |
|---|---|---|
| 壁の厚さ | 0.237 ″ | 0.337 ″ |
| 内部の直径 | 4.026インチ | 3.826インチ |
| 1フィートあたりの重量 | 10.79ポンド/フィート | 14.98ポンド/フィート |
| 周囲での最大圧力 | 2,581psi | 3,672psi |
| 典型的なコストプレミアム | ベースライン | +30–50% |
スケジュール 40 と 80 の炭素鋼の違いは何ですか?
壁の厚さ、重量、内径、圧力容量はすべて、これら2 つのスケジュールの間で変化します。 4 ″パイプの場合、スケジュール80 はスケジュール40 よりも壁の厚さを0.100 ″増加させ、最大作業圧力容量は推定1,100psi増加しますが、ボアは0.200 ″減少させ、1 フィートあたり約39%より多くの重量を追加しますコストは、サイズと数量に基づいて、30%から50%より変化します。.
意思決定の枠組み ⁄ サービス条件によるスケジュールの選択:
| サービス条件 | 勧告 |
|---|---|
| 周囲圧力でのシステム圧力 <1,000 PSI | スケジュール 40 (A53/A106 グレード B) |
| システム圧力 1,000 ～ 2,500 PSI | スケジュール 80 |
| 温度 >400° F (204° C) | A106 グレード B のスケジュール 80+ |
| 構造/非圧力使用 | スケジュール 40 (A500 グレード B) |
| 消火用スプリンクラー/配水 | スケジュール 40 (A53 グレード B、亜鉛メッキ) |
| 腐食性環境 | スケジュール 40 + FBE または亜鉛メッキ コーティング |
ここでは簡単な経験則を紹介します。最大使用温度で最大動作圧力が ASME B31.3 あたりの許容応力の 60% 未満に留まる場合は、スケジュール 40 で十分です。この「経験則」により、過剰設計および過剰指定のプロジェクトの多くが簡単に節約されます。.
何度か、プロジェクト マネージャーに 50°Cで 110 psig のグリコール ループのスケジュール 80 を指定してもらいました。tmin の計算により、スケジュール 40 にはこれらの条件で 4:1 のマージンがあることが示されました。オーバー仕様では、プロジェクトに $14,000 ドル相当の材料が追加され、2 日分の溶接作業が追加されましたが、システムの完全性にはまったくメリットがありませんでした。.
――配管エンジニア、パイプスケジューリングに関する Eng-Tips フォーラムのディスカッション
燃料ガスパイプラインの規格はで定義されています 49 CFR パート 192. 。 この連邦規則は、位置クラス、設計係数、および最大動作圧力(MAOP)に基づいて最小壁厚要件を定義します。 60 psig未満で動作する配電本管の場合、スケジュール40 2 ″および3 ″パイプは、一般にクラス1およびクラス2の位置を満たします。.
ASTM の標準および物質的な等級
スケジュール40 カーボンパイプのすべてが許容可能な圧力容器を作るわけではありません 3 つの主要なパイプ製造基準があり、それぞれに独自の手順とテスト要件があります 間違った複合圧力定格と仕様コードを達成すると、コードコンプライアンスが危険にさらされます。.
| 財産 | ASTM A53 グレード B | ASTM A106 グレード B | ASTM A500 グレード B |
|---|---|---|---|
| 製造 | シームレスまたはERW | シームレス のみ | 冷間成形、溶接 |
| 主な用途 | 一般的な流体輸送 | 高温サービス | 構造的応用 |
| 降伏強さ(分) | 35,000psi | 35,000psi | 42,000psi |
| 引張強さ(分) | 6 万psi | 6 万psi | 58,000psi |
| 圧力サービス | はい | はい(800° Fに) | いいえ ――圧力ではありません |
| 亜鉛メッキオプション | はい (タイプ F) | いいえ | いいえ |
驚くべき事実がここにあります ー A500 グレードBパイプは、A53 グレードBパイプ仕様 (42ksi対35ksi) よりも降伏点が高いですが、圧力サービスには承認されていません その理由は、製造および試験技術です A500 は冷間成形および構造耐荷重のみについて試験することができます (プロセス圧力サービスをシミュレートするために選択された静水圧試験または平坦化試験は受けず、ASME B31.3 による必須試験も受けません)。. 鋼管 研究所 テストにおける違いの優れた比較を示します。.
A53 とA106 グレードのどちらかを決定することは温度の問題です。 温度が約400 F未満にとどまる場合、どちらかが動作します - 多くのミルズがA53 とA106 の両方に二重認証パイプを使用しているため、より低い温度で化学的および機械的プロファイルが十分に類似しているため、動作温度が400 Fを超える場合、A106 のより厳密な試験仕様が利用可能です。.
製造タイプも重要です。 ERW パイプには縦方向の溶接「継ぎ目」があり、特に高耐久サイクルや激しい腐食により疲労寿命が妨げられることがあります。継ぎ目のないパイプには縦方向の溶接がなく、重要なプロセス配管として選択されることがよくあります。ベーリング鋼は、高温および高圧向けに A106 グレード B の両方を供給します。.
スケジュール 40 炭素鋼管の一般的な用途
スケジュール40 炭素鋼管は、製造および建設のほぼすべての分野で発生します。ここにいくつかの一般的なアプリケーションと、それらの最も適切なASTMグレードとコードがあります。.
| 応用 | 推奨グレード | キースタンダード |
|---|---|---|
| 天然ガスパイプライン | A53 / A106 グレード B | 49 CFR Part 192 / API 5L |
| 蒸気/温水システム | A106 グレード B | ASME B31.1 |
| 配管/配水 | A53 グレード B (亜鉛メッキ) | ASME B31.9 |
| 構造サポート/列 | A500 グレード B | AISC / IBC |
| 消火用スプリンクラーシステム | A53 グレード B (亜鉛メッキ) | NFPA 13 |
| 石油/化学輸送 | A106 グレード B | ASME B31.3 |
配管サブが、1960 年代に改装された商業ビルに、次のパイプを使用して水道本管を建設することを提案していると想像してください:
2xスケジュール40 A53 グレードBパイプ溶融亜鉛メッキ
彼のいつもの配管工のパートナーは休憩をしないので、彼は彼が熱浸されたゲームをプレイすることができることを図ります、そして多分1 ドルか2 ドルによって彼のマージンを滑らせます。 、最も恐らく25-30 年以内に失敗するコーティングされていない炭素鋼管に圧倒的に優れた腐食保護を提供する飲料水のループで、亜鉛メッキのコーティングは少なくとも40-60 年持続します。.
フェンスポスト、手すり、ボラード、建物の柱などの構造用途では、A500 グレード B 黒い鋼管 が標準的な選択肢である。 a53 よりも降伏強度がはるかに高く(42,000 psi 対 24,000 psi)、耐荷重に適しているという利点があり、また、非圧力封じ込め状況でも安価な選択肢である。.
よくある質問
スケジュール40 パイプは炭素鋼ですか?
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通常、はい。 スケジュール 40 は材料の厚さではなく壁の厚さを説明します。スケジュール 40 パイプのデフォルトの材料指定は低炭素鋼 (ASTM A53/A106) ですが、ステンレス鋼や PVC などの他の材料もこの基準を満たしています。.
炭素鋼管に共通する問題点とは?
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腐食、外部/内部が主な懸念事項です。ガルバニック攻撃は、さまざまな金属への接続部でも発生します。コーティングと陰極防食は、ほとんどの発生に対する解決策です。.
40 本の鋼管ホールドをスケジュールできる重量はどれくらいですか?
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それはスパン、サポート状態、および向きにほとんど依存します。 aボールパーク:1 ″ A53 グレードBのパイプは4 ′にまたがり、永久にそらす前に、midspanで300 のlbの負荷を支えることができます。 aiscのテーブルを点検します正確な評価のため。.
炭素鋼管とは?
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炭素鋼管鋼 0.05%から0.25%の炭素、熱間仕上げまたは電気抵抗溶接のいずれか。 (圧力サービス、led) ASTM A53 またはASTM A106 の仕様に従った圧力サービス(ボイラー、パイプライン、プロセス配管)およびASTM A500 に従った構造サービス(手すり、ボラード、コラム)のためのスケジュール5 から160 までのスケジュール、スケジュール40 が最も一般的な在庫の厚さを表している 極低温サービス、(A333 グレード6、)から黒鉛化が問題になる前の425Cまで炭素鋼管の使用が可能である。.
スケジュール40 炭素鋼管は通すことができますか?
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はい、ASME B1.20.1 (NPTの標準)ごとの4 ″によるNPS 1/2 ″のために。 4 ″の公称サイズより上の、より大きい外径に切口糸が余りに多くの壁の金属を取除き、許容レベル以下圧力評価を落とすので溶接された関係によって取り替えられるねじ山.
鋼管と鋼管の違いは何ですか?
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最も一般的な2 つの業界規約は次のとおりです。 1. パイプは、壁の厚さの標準化されたスケジュールを持つ公称パイプサイズ (NPS) 指定を使用します。 2. チューブは、ゲージまたは10 進数インチでの壁の指定を持つ実際の測定外径の仕様を使用します。 パイプは、流体との圧力定格アプリケーションで利用されるのに対し、チューブは、構造荷重、最大定格圧力よりも寸法精度が重要な複雑な機械的に組み立てられた製品および熱交換器に適しています。 2つの実用性の違いには、パイプねじはNPT規格に準拠しており、「チューブ」とは、圧縮継手、フレア継手、軌道溶接などの結果として生じる接続を指します。 「4インチチューブ」として購入された製品は、チューブのODが4.000″、パイプのODが4.500″(124.1mm)とラベル付けされた製品とはまったく異なります。.
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この分析について
この仕様ガイドのデータは、ASME B36.10Mの寸法規格、ASME B31.3 の圧力-温度定格、およびASTM材料仕様から導出されています この圧力データは、Engineering ToolBoxのASME B31.3 データファイルの表を引用し、すべての寸法は3 つの異なるソースにチェックされています プロジェクト固有の計算については、常に関連する配管コードとスタッフの専門エンジニアを参照してください。.
参考文献と情報源
- ASTM B31.3 ギア パラ トゥベリアス デ プロセソス = アルゴンヌ ナシオナル研究所: engstandards.lanl.gov
- タイトル 49、パート 192、天然ガスの輸送。米国連邦規制電子法。. ecfr.gov
- 米国国務省 = パイプライン安全基準更新 2024 { federalregister.gov
- A106 アルミニウムおよびステンレス鋼パイプのA53 の代替 = アメリカの配管製品: amerpipe.com
- 炭素鋼管: 圧力および温度評価 {エンジニアリング ツール ボックス: engineeringtoolbox.com
- A500 対A53: 内側から外側とは異なる {鋼管研究所: steeltubeinstitute.org
- 一般的な鋼管を比較: A106 対 A53 {北米の配管製品: northernpiping.com
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