📐 クイックリファレンス:配管スケジュール概要
配管スケジュール表は、配管エンジニアリング、鋼材調達、建設計画で広く使われる参考資料です。スケジュール番号を実際の肉厚寸法に対応させることで、配管の購入や納入時の推測をなくせます。しかし、スケジュール番号の意味や定義、適用範囲を基本から理解することで、仕様書をそのまま発注に使う方法と、情報に基づいて設計上適切な選択をする方法とを区別できます。
以下に、炭素鋼についてはASME B36.10M、ステンレス鋼管についてはASME B36.19Mに基づく配管スケジュール表を掲載します。注文で特に多く指定されるSchedule 40とSchedule 80について、寸法も示しています。
- 適用規格:ANSI/ASME B36.10M(炭素鋼) ANSI/ASME B36.19M(ステンレス鋼)
- スケジュール範囲:Sch 5、10、20、30、40、60、80、100、120、140、160、STD、XS、XXS
- 対象NPS:36まで(DN 6~DN 900)
- 基本ルール:スケジュール番号が大きいほど肉厚が厚く、耐圧能力が高くなります
- よくある間違い:NPS 12以上の鋼管にSTDとSch 40を同じものとして指定する
配管スケジュールとは?なぜ重要なのか?
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配管スケジュールとは何でしょうか。鋼管のスケジュールはASME B36.10Mで定義されており、呼び径(NPS)ごとに鋼管の肉厚を定める、重量と厚さの段階を示す識別番号です。スケジュール番号にはSch 5、10、20、30、40、60、80、100、120、140、160のほか、従来の呼称であるSTD(標準)、XS(特強)、XXS(倍特強)があります。
同じNPSであれば、肉厚が厚いほどスケジュール番号が大きくなり、耐圧能力も高くなります。ANSIがこの方式を策定したのは、製造図面では「sched」と略されることもあるこの区分により、業界を問わず互換性のある高圧・低圧システムを実現するためです。つまり、スケジュールにかかわらずNPSの外径は同じで、変わるのは肉厚だけです。これが、発注者や施工業者が肉厚ではなくスケジュールを指定する主な理由です。NPS 12 Sch 40からNPS 12 Sch 80に変更すると重量と価格は倍になりますが、フランジはそのまま使用できます。
💡 専門家のヒント
NPSはインチに基づく北米の呼び径表記です。国際的な表記では、ミリメートルで示すDN(呼び径)が相当します。DNはNPSをそのままmmに換算した値ではなく、丸めた呼び径です。たとえば、NPS 2はDN 50ですが、外径は60.3 mmです。NPSに対応するメートル法の呼び径表記はDNで、ISO 6708により定義されています。
呼び径(NPS)とは?
呼び径(NPS)は、北米の業界で鋼管に用いられる無次元の呼び径表記です。NPS 12以下では、NPSの数値は外径を示しません(これは、肉厚が大幅に厚く、NPSが概ね内径を示していた古い鉄管時代の名残です)。NPS 14以上では、実際の外径がインチ単位の呼び径と一致します。このため、発注部門で誤解が生じることがあります。たとえば、NPS 4鋼管の外径は4.000ではなく4.500です。正しい外径で発注できるよう、必ず配管スケジュール表を確認してください。一部の仕様書に残る呼び内径(NB)という用語は、NPSと同じ意味です。 混同しやすい点として、鋼管とチューブの違いに関する規格があります。チューブのNPSは実際の外径に基づきますが、鋼管のNPSはNA(呼び内径)に基づきます。仕様書で両者を混同すると、現場での組み付けに問題が生じます。配管スケジュール番号の計算方法
「オリジナル」の鋼管スケジュール計算式(1939年にASA B36.10の初版であるB16.10規格とともに導入され、現在はASME B36.10Mとして改訂)は、最大使用圧力および許容材料応力に基づいています:
Sch = 1,000 × P / S
P = 設計圧力(psi) · S = 設計温度における材料の許容応力(psi)
たとえば、室温における炭素鋼鋼管(ASTM A106 Grade B)の許容応力を約16,600 psiとします。設計圧力が1,000 psiの場合、Sch = 1,000 1,000 / 16,600 60. となります。
その結果、ASMEの表で定められた内径に対応するSchedule 60となります。
ただし、現行のASME B36.10M表にあるスケジュール表記は、必ずしもこの計算式に従うわけではありません。むしろ、インチ単位の規定肉厚値を示す区分に分かれています。判断に迷う場合は、仕様書におけるお客様の要件を基に呼び径を決め、以下の表で正確な寸法を確認してください。
配管スケジュール完全一覧 — NPS ⅛″~24″
以下は、ASME B36.10Mに基づく、よく指定されるスケジュールの肉厚をインチ単位で示した配管サイズ表です。NPSごとに外径はスケジュールにかかわらず一定で、変わるのは肉厚と内径だけです。
| NPS | DN | 外径(in) | 外径(mm) | Sch 5 | Sch 10 | 性感染症 | 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 | — |
出典:寸法データはASME B36.10Mに基づきます。肉厚の単位はインチです。「-」は、そのNPSに該当するスケジュールが規定されていないことを示します。
⚠️ スケジュールとSTDは同じではありません
参考として、上記のNPS 12の例では、各スケジュールと肉厚の関係がわかります。Schedule STDは0.375、Schedule 40は0.406です。これはNPS > 10で当てはまりますが、NPS 10とNPS 12の差はごくわずかです。
注記で「Schedule 40」と指定されているところを「Standard」としてNPS 16を発注すると、肉厚が13/86inchではなく、呼び肉厚1/4inchの鋼管が納入されます。この調達ミスは、大口径鋼管で特に多く、指定した肉厚より25 percent薄い鋼管になる原因の一つです。鋼管本体の重量ではなく、正しいスケジュール番号を必ず明記してください。できれば注記にも記載してください。
Schedule 40鋼管の寸法
一般用途の鋼管では、配管、空調・暖房、低圧から中圧のプロセス配管、構造支持材などにSchedule 40が標準仕様としてよく使われます。仕様書に「standard pipe」とあり、スケジュール番号が記載されていない場合は、Sch 40を指す可能性が高いです。以下の表では、注文の多い炭素鋼サイズについて、外径、肉厚、内径、鋼管の1フィートあたりの重量を含むSchedule 40の寸法を示します。
| NPS | 外径(in) | 肉厚(in) | 内径(in) | 重量(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 |
データはASME B36.10Mに基づきます。鋼管重量の計算表は、プレーンエンドのSchedule 40炭素鋼鋼管を前提としています。
Schedule 40とSchedule 80では、どちらの肉厚が厚いですか?
Schedule 80は、同じNPSのSchedule 40より肉厚が厚い鋼管を指します。外径は同じで、異なるのは肉厚だけです。NPS 2鋼管の肉厚は、Sch 40が0.154、Sch 80が0.218で、42%厚くなります。肉厚が増すことで、内径は2.067から1.939に小さくなり、重量は1.5lb/ft強増えます。Sch 80の利点はSch 40の2倍を超える使用圧力に耐えられることですが、その代わり流路面積が大幅に小さくなり、鋼管と管継手の価格も上がります。💡 専門家のヒント
大規模プロジェクトでよく見られる調達ミスは、発注時に「Sch 40」を指定した結果、肉厚0.375の鋼管ではなく、肉厚0.406の12″NPS鋼管が納入されることです。長さ40’の管では、これによりコストが大幅に増加します。エンジニアリング仕様で本当にSch 40が指定されているのか、それとも単に標準重量の鋼管が指定されているのかを確認してください。NPS 12以上では、用語の意味が異なります。
Schedule 80鋼管の寸法
Schedule 40より高い耐圧能力や機械的強度が必要な場合、エンジニアは設計文書にSchedule 80鋼管の寸法を指定します。肉厚が増すと、同じNPSでも流路面積が小さくなるため、油圧計算で考慮が必要です。以下に、一般的なSch 80炭素鋼鋼管のNPSサイズを示します。
| NPS | 外径(in) | 肉厚(in) | 内径(in) | 重量(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 |
「使用圧力を満たすのにSchedule 40で足りる場合にSchedule 80を選ぶことは、産業用配管工事で最もよくある過剰設計の誤りの一つです。肉厚が増すと、1フィートあたりの重量が30-50%増加し、材料費が上がり、施工時の溶接速度も落ちます。より厚いスケジュールを標準として選ぶ前に、圧力と温度の要件を必ず計算してください。」 — 業界フォーラムで引用された上級配管エンジニア実際には、Schedule 80が必要となるのはどのような場合でしょうか。周囲温度で150 psi未満の水配管であれば、Sch 40炭素鋼鋼管(ASTM A53 Grade BまたはASTM A106 Grade B)で十分な余裕を持って耐えられます。圧力がそのNPSと材質に対するSch 40の定格を超える場合や、ねじ加工によって肉厚が削られる分を補う必要がある場合には、Schedule 80が適切です。
ステンレス鋼管のスケジュール表(ASME B36.19M)
ステンレス鋼管の寸法には、溶接鋼管と非溶接鋼管、チュービングを対象とする別規格のASME B36.19Mが適用されます。Sch 5S、10S、40S、80Sは、B36.10Mの炭素鋼鋼管のスケジュールと区別するため、「S」の接尾辞が付きます。
NPS 10までの多くのサイズでは、Schedule 40S(鋼)およびSchedule 80S(鋼)に対応します。たとえば、NPS 8 Sch 40 SとNPS 8 Sch 80 Sは同じ肉厚です。より大きなサイズ、特にNPS 10とNPS 12では、Sch 10Sの肉厚はSch 80(炭素鋼)と異なります。異なる材質を組み合わせるシステムでは、調達担当者が材質ごとに正しい規格を参照することが重要です。
| NPS | 外径(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 |
肉厚はASME B36.19Mに基づくインチ単位です。一般的なステンレス鋼はASTM A312(304/304L、316/316L)およびASTM A358(溶接鋼管)です。
⚠️ 重要
B36.19Mのスケジュールは、すべてのサイズでB36.10Mと完全に一致するわけではありません。NPS 10 Sch 80Sのステンレス鋼管の肉厚は(0.500)です。NPS 10 Sch 80の炭素鋼鋼管(B36.10M)の肉厚は(0.593)です。異材質を組み合わせるシステムでは、規格を明記せずSch 80などのスケジュールだけを指定すると、炭素鋼とステンレス鋼の間で肉厚に16%の差が生じ、寸法が一致しない場合があります。
用途に適した配管スケジュールの選び方
配管スケジュール表では寸法を確認できますが、スケジュールの選定では、運転条件に応じた寸法を選ぶ必要があります。水、空気、蒸気などの流体、圧力、温度、流体の種類、業界で定められた規格を考慮します。この判断に任意の要素はありません。連邦パイプライン安全規則49 CFR Part 192では、天然ガスパイプラインのねじ接合部にSch 40(またはASME B36.10Mに基づくそれ以上の肉厚)の鋼管を求めており、例外はありません。
以下に、最も一般的な3つの配管用途(プロセス配管、動力配管、その他)について、条件別の推奨事項を示します。これはあくまでガイドであり、最終的な寸法仕様ではありません。実際に適切なスケジュールを決めるには、配管スケジュール表の寸法と、配管で扱う実際の条件(圧力、温度、流量、鋼管の材質、適用建設規格)を照らし合わせてください。
| 用途 | 一般的なスケジュール | 一般的な材料規格 | 適用規格 |
|---|---|---|---|
| 石油・ガスパイプライン | Sch 40 – 160 | API 5L Grade B/X42-X70 | ASME B31.4 / B31.8 |
| 配管 / HVAC | Sch 40 | ASTM A53 Grade B | 地域の配管規格 |
| 低圧水配管 / 消火スプリンクラー | Sch 10 / STD | ASTM A53 / A135 | NFPA 13 |
| 化学処理(SS) | 10S / 40S | ASTM A312 (304/316) | ASME B31.3 |
| 高温蒸気 | Sch 80 – 160 | ASTM A106 Grade B/C | ASME B31.1 |
| 構造材 / 杭 | STD / Sch 40 | ASTM A500 Grade B | AISC 360 |
⚠️ 重要
経験則だけでスケジュールを選ばないでください。これまで見てきたように、鋼管の使用圧力と最大肉厚は、鋼管の材質グレード、温度、溶接継手効率係数、システムの使用期間に基づきます。ASTM A106GradeのSch 40鋼管(C94。ただし、ASTM A53 gradeのGrade A鋼管と混同しないでください)のF80(50F)は、500Fの場合とは大きく異なります。計算で選定を再確認するか、該当するASME規格の圧力・温度表を参照してください。
配管スケジュールに関するよくある質問
Q: 配管スケジュール番号はどのように計算しますか?
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肉厚は、Sch = 1,000 × P / Sという式に関連します。Pは設計圧力、Sは運転温度における材料の許容応力です。この式は1939年のASA B36.10規格で初めて公表され、算出された数値は最も近いスケジュール表記に丸められます。通常、この数値は最も近い標準スケジュール表記に丸められます。
Q: 標準とされる配管スケジュールはどれですか?
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Schedule 40は、配管、HVAC、軽工業用の圧力配管に最もよく使われる一般用途のスケジュールです。NPS 10までの場合、STD(標準重量)はSch 40に相当します。NPS 12以上では、STDとSch 40で肉厚が異なるため、必ずスケジュール番号を指定してください。
Q: 配管スケジュールにはどのような材料が使われますか?
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配管スケジュールは複数の材質に適用されます。炭素鋼鋼管にはASME B36.10Mが適用され、5から160までのスケジュールに加え、STD、XS、XXSがあります。ステンレス鋼管にはASME B36.19Mが適用され、5S、10S、40S、80Sがあります。一般的な材料規格は、炭素鋼ではASTM A53、A106、API 5L、ステンレス鋼ではASTM A312です。
Q: NPSとDNの違いは何ですか?
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NPSはインチ単位の北米の呼び径表記です。DNはISO 6708に基づく国際的なメートル法の呼び径で、単位はミリメートルです。DN 50はNPS 2に相当しますが、2インチ = 50.8 mmです。どちらの値も、実際に測定した鋼管の直径を示すものではありません。
Q: 配管スケジュールによって外径は変わりますか?
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いいえ。鋼管の外径はNPSごとに一定で、スケジュールを変更しても変わりません。スケジュールが大きくなると、肉厚が内側に向かって厚くなります。
その結果、内径と流路面積はいずれも小さくなります。同じNPSの鋼管であれば、どのスケジュールでも同じフランジ、管継手、支持材に適合します。
Q: Schedule 40鋼管は高圧用途に使えますか?
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NPS、材質グレード、使用温度によります。周囲条件で150 psi未満の圧力を扱う一般的な産業用途では、Sch 40炭素鋼鋼管(ASTM A53またはA106 Grade B)で、一般的な安全余裕を考慮した耐圧能力を確保できます。より高い圧力、高温、腐食環境で使用する場合は、対応する大幅に肉厚の厚いスケジュール(80、120、160)、またはさらに高いグレードの材質を選ぶ必要があります。用途に応じて、ASME B31.1またはB31.3の圧力・温度表を確認してください。
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Baling Steel Chinaは、建設、石油・ガス、産業分野の主要市場のお客様に炭素鋼鋼管とステンレス鋼管を供給する製造・輸出業者です。本記事に掲載した配管スケジュールデータは、ASME B36.10MおよびB36.19Mに基づき、公開されている業界資料で確認しています。調達チームやプロジェクトエンジニアから、見積もりや発注の際にスケジュールの用語を明確かつ正確にする必要があると何度も指摘されたため、このガイドを作成しました。そうすることで、コストのかかる再調達やプロジェクトの遅延を避けられます。
参考文献・出典
- ASME B36.10M — 鍛造鋼管の寸法(溶接および非溶接)— American Society of Mechanical Engineers
- ASME B36.19M — 鍛造ステンレス鋼管の寸法 — American Society of Mechanical Engineers
- 49 CFR Part 192[天然ガスおよびその他のガスのパイプライン輸送、U. S. Department of Transportation, PHMSA]
- パイプライン安全:規則に関する年次参考資料(2024)— Federal Register
- 標準呼び肉厚および呼び径表(配管スケジュール)— Engineers Edge
- 配管の肉厚:歴史と基礎 — Asahi/America
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