Gráfico de calificación de presión para tuberías de acero ERW

Gráfico de calificación de presiónPorERW (resistencia eléctrica soldada) tubos de aceroSe usan comúnmente para estimar la presión interna que una tubería puede soportar, en función de factores como el diámetro de la tubería, el diámetro exterior, el grosor de la pared, el cronograma de grosor de la pared y la resistencia del material.

Para tubos de acero del mismo material y diámetro nominal, un mayor espesor de pared generalmente da como resultado una mayor resistencia a la presión interna. Es por eso que, para un tamaño nominal dado, unaPipa del horario 80Típicamente tiene una mayor capacidad de carga de presión que unPipa Schedule 40.

La capacidad de soporte de presión de una tubería de acero generalmente está relacionada con el grosor y el diámetro de su pared a través de la fórmula del recipiente a presión de paredes delgadas, por ejemplo:

P ≈ 2St / D

Dónde:

P = Capacidad de presión interna
S = Tensión admisible del material de la tubería
T = espesor de pared nominal

D = Diámetro exterior

La presión de funcionamiento máxima para la tubería de acero A53 en 400 °F se calcula usando la fórmula de Barlow. Esto se aplica a la tubería de acero soldada A53 Grado B, que tiene un límite elástico de 35.000 psi y un factor de diseño de 0,7.
La tensión permisible utilizada en la fórmula de Barlow se calcula de la siguiente manera:

(35.000 psi) × 0,7 = 24.500 psi

Las dimensiones (diámetro exterior de la tubería (OD) y espesor de la pared) cumplen con la norma ANSI B36.10.

Tubería de acero al carbono ASTM A53 Grado B: relación entre la presión permitida, el espesor de la pared y las dimensiones de la tubería

Tuberías de acero al carbono ASTM A53 B: presión admisible en función del espesor (schedule) y el tamaño
NPS (in)	Diámetro exterior (in)	Presión máxima admisible (psi)
		Schedule
		10	20	30	STD	40	60	XS	80	100	120	140	160	XXS
1/4	0.54				7985	7985		10798	10798
3/8	0.675				6606	6606		9147	9147
1/2	0.84				6358	6358		8575	8575				10908	17150
3/4	1.05				5273	5273		7187	7187				10220	14373
1	1.315				4956	4956		6670	6670				9316	13340
1 1/4	1.66				4133	4133		5638	5638				7380	11276
1 1/2	1.9				3739	3739		5158	5158				7247	10316
2	2.375				3177	3177		4498	4498				7097	8995
2 1/2	2.875				3460	3460		4704	4704				6391	9408
3	3.5				3024	3024		4200	4200				6132	8400
3 1/2	4				2769	2769		3896	3896
4	4.5				2581	2581		3670	3670		4769		5782	7339
5	5.563				2273	2273		3303	3303		4404		5505	6606
6	6.625				2071	2071		3195	3195		4157		5318	6390
8	8.625		1420	1574	1829	1829	2307	2841	2841	3375	4085	4613	5147	4971
10	10.75		1140	1399	1664	1664	2279	2279	2708	3277	3847	4558	5128	4558
12	12.75		961	1268	1441	1560	2160	1922	2644	3244	3843	4324	5042	3843
14	14	875	1092	1313	1313	1533	2079	1750	2625	3283	3829	4375	4921
16	16	766	956	1148	1148	1531	2009	1531	2585	3157	3733	4404	4882
18	18	681	849	1192	1021	1530	2042	1361	2553	3147	3743	4252	4848
20	20	613	919	1225	919	1455	1989	1225	2526	3138	3675	4288	4824
22	22	557	835	1114	835		1949	1114	2506	3063	3619	4176	4733
24	24	510	766	1147	766	1405	1978	1021	2489	3126	3700	4210	4786
30	30	510	817	1021	613			817
32	32	478	766	957	574	1054
34	34	450	721	901	540	992
36	36	425	681	851	510	1021
42	42		583	729	438	875

1 pulgada = 25,4mm
1 psi (lb/in²) = 6,894.8 Pa (N/m²) = 6.895 × 10 ⁻² bar

¿Qué factores influyen en la clasificación de presión de la tubería de acero ERW?

La clasificación de presión de la tubería de acero ERW no está determinada únicamente por el proceso de fabricación; más bien, la presión de operación permitida se establece considerando varios factores:

Diámetro 1. Pipe y diámetro exterior (OD)
Dado el mismo espesor de pared y material, un mayor diámetro exterior generalmente da como resultado una menor capacidad de soporte de presión, ya que la presión interna genera una mayor tensión circunferencial dentro de la pared de la tubería.

Por ejemplo, una tubería de 2 pulgadas y una tubería de 8 pulgadas hechas del mismo material A53 Grado B, incluso si comparten la misma especificación de espesor de pared, no pueden simplemente asignarse a la misma clasificación de presión.

2. espesor de la pared
El grosor de la pared es uno de los factores más críticos que afectan la capacidad de soporte de presión de la tubería de acero ERW.

Un mayor espesor de pared proporciona más metal, que resiste más eficazmente la tensión del aro generada por la presión interna. Por lo tanto, dado el mismo tamaño nominal de tubería (NPS) y material:

NPS 80 > NPS 40 > NPS 10

3. Grado material
El grado del material determina los parámetros de propiedad mecánica utilizados en los cálculos de presión.

Por ejemplo, la norma ASTM A53 cubre la tubería de acero soldada por resistencia eléctrica (ERW) en los grados A y B. El grado B tiene resistencias a la tracción y al rendimiento especificadas más altas que el grado A; por lo tanto, las propiedades del material son un factor crítico en el cálculo de la capacidad de carga de presión.

4. temperatura de funcionamiento
A medida que aumenta la temperatura de funcionamiento, la capacidad de carga de presión puede disminuir, porque la tensión permitida del material a menudo disminuye a temperaturas más altas.

5. asignación de corrosión
Si se espera corrosión interna o externa durante la vida útil de la tubería, el espesor de pared restante debe tenerse en cuenta durante la fase de diseño. En consecuencia, para una nueva tubería con un espesor de pared nominal de 6mm, no se debe suponer que mantendrá su espesor total de 6mm durante toda su vida útil.

6. conexiones y accesorios de tubería
Mientras que la tubería en sí puede poseer una cierta capacidad de soporte de presión, la presión permitida para todo el sistema de tuberías puede ser menor debido a la presencia de accesorios, bridas, válvulas, conexiones roscadas, juntas soldadas u otros componentes.

Por lo tanto, la clasificación de presión de un sistema está determinada por su componente más débil, el componente con la capacidad de soporte de presión más baja, en lugar de solo por la tubería.

Preguntas frecuentes sobre la tabla de clasificación de presión para tuberías de acero ERW

¿Cuál es la clasificación de presión de la tubería de acero ERW?

No hay una clasificación de presión única y universal para la tubería de acero ERW. Su capacidad de soporte de presión depende de factores como el diámetro de la tubería, el grosor de la pared, el grado del material, la temperatura de funcionamiento, la tolerancia a la corrosión y los requisitos de diseño específicos.

2. ¿Cómo se calcula la capacidad de presión de la tubería ERW?

Una relación simplificada para tuberías de paredes delgadas es:

P ≈ 2St/D

Donde P es presión, S es tensión permisible, t es espesor de pared y D es el diámetro exterior. Para los sistemas de tuberías reales, se deben seguir los códigos de diseño y las condiciones de diseño aplicables, en lugar de confiar únicamente en esta fórmula simplificada.

3. ¿Es la tubería de acero ERW adecuada para aplicaciones de alta presión?

Las tuberías de acero ERW (soldadura por resistencia eléctrica) se pueden usar en aplicaciones de soporte de presión, siempre que las especificaciones seleccionadas, los grados de acero, los espesores de pared, la calidad de fabricación, los criterios de inspección y las condiciones de diseño cumplan con los requisitos del proyecto. Por ejemplo, las tuberías de acero ASTM A53 Tipo E ERW están diseñadas específicamente para el servicio de soporte de presión y se pueden usar para transportar medios como vapor, agua, gas y aire.

Conclusión

Las tablas de clasificación de presión para tuberías de acero ERW sirven como referencia esencial para comprender cómo el diámetro de la tubería, el grosor de la pared, el grado del material y las condiciones de operación influyen en la capacidad de carga de presión. Estas tablas facilitan la comparación de tubos de acero a través de diferentes programas y tamaños. Sin embargo, los valores proporcionados en las tablas de uso general no deben tomarse directamente como las clasificaciones finales de presión de trabajo. En la práctica de la ingeniería, la presión máxima permisible debe verificarse teniendo en cuenta los códigos de diseño aplicables, las propiedades del material, las temperaturas de operación, las tolerancias de corrosión y los requisitos específicos de todo el sistema de tuberías.