Guía de clasificaciones de presión de tubería de acero

Clasificación de presión de tuberíaEs un parámetro clave en el diseño de tuberías, que define la presión interna máxima permisible que una tubería puede soportar en condiciones específicas. En los sistemas de tuberías de acero al carbono, la clasificación de presión está estrechamente relacionada con el grosor de la pared de la tubería, las propiedades del material y las especificaciones de diseño aplicables.

Este artículo discute principalmente las clasificaciones de presión de tubería basadas en el estándar ASME B31.3, explicando el método para determinar las clasificaciones de presión y enumerando las clasificaciones de presión típicas para las tuberías de acero al carbono sin costura Schedule 40 y Schedule 80.

¿Qué es la calificación de presión de tubería¿?

La clasificación de presión de tubería de acero se refiere a la presión de trabajo permisible que una tubería puede soportar durante la operación sin exceder los límites de tensión especificados en las especificaciones de diseño. No es un valor fijo, sino un límite calculado en función de los siguientes factores:

Dimensiones de la tubería
Estrés material permisible
Temperatura de diseño
Método de fabricación
Especificaciones de tuberías aplicables

En los sistemas de tuberías de proceso, las clasificaciones de presión sirven como referencia de diseño, asegurando márgenes de seguridad suficientes en condiciones de operación normales.

¿Cómo se calcula el índice de presión?
Para las tuberías de acero al carbono diseñadas de acuerdo con la norma ASME B31.3 (tubería de proceso), su presión admisible generalmente se calcula utilizando la siguiente fórmula: P = 2 t SE / (D - 2 t Y)
Dónde:

T = espesor de la pared de la tubería (pulgadas)

P = presión de tubería (psi)

D = Diámetro exterior de la tubería (pulgadas)
S = Tensión de tracción admisible (psi)
E = Factor de calidad de tubería según ASME 31,3
Y = factor de espesor de pared según ASME 31,3 (y = 0,5 para tuberías delgadas, y <0,5 para tuberías gruesas)
Para tubos de acero sin costura, la eficiencia conjunta E = 1,0, por lo tanto, en las mismas condiciones, los tubos de acero sin costura tienen una mayor resistencia a la presión que los tubos de acero soldados.

Factores que afectan la clasificación de presión
Los siguientes factores afectan la clasificación de presión de la tubería de acero:

Clasificación de espesor de placa (Pchedule): las clasificaciones de espesor de pared más altas dan como resultado una resistencia a la presión más fuerte.
Diámetro exterior (OD): los diámetros exteriores más grandes dan como resultado una menor resistencia a la presión permitida.
Grado de acero: diferentes grados de acero tienen diferentes tensiones permitidas.
Proceso de fabricación: las tuberías de acero sin costura suelen tener límites de presión más altos.
Temperatura de diseño-El estrés permisible disminuye a medida que aumenta la temperatura.
Asignación de corrosión: la tolerancia de corrosión disminuye el espesor efectivo de la pared con el tiempo.

Entre estos, la clasificación del espesor de la pared de la tubería es uno de los indicadores de referencia más utilizados al seleccionar tuberías de presión.

Clasificación de presión por horario

Clasificación de presión por material

TípicoGráfico de clasificación de presión de tubería de acero

La clasificación de presión real depende del diámetro, el grosor, la temperatura y el material.

Comparación general:

Siempre consulte ASME B31.3, ASME B31.1, o especificaciones del proyecto para cálculos exactos de presión.

Horario 40 vs Horario 80: Comparación de presión

Clasificación de presión de tubería 40

La tubería 40 se usa ampliamente en aplicaciones de baja a media presión, incluidas las tuberías de proceso general, las tuberías de suministro de agua y los sistemas industriales.

Grado de la presión de 80 Pipe
El tubo 80 tiene una pared más gruesa, lo que lo hace adecuado para presiones más altas y entornos operativos más exigentes, como el procesamiento químico y los sistemas de fluidos de alta presión.

Las tuberías Schedule 40 y Schedule 80 tienen el mismo diámetro exterior para el mismo diámetro nominal (NPS), pero sus espesores de pared difieren significativamente, lo que resulta en diferentes clasificaciones de presión.
Las tuberías del Programa 80 generalmente tienen una clasificación de presión de 60% a 80% más alta que las tuberías del Programa 40.
Las tuberías Schedule 80 también son más pesadas y más caras; el mayor grosor de la pared aumenta tanto el peso como el costo.

Conclusión
La clasificación de presión de tubería es una consideración fundamental en el diseño y selección de sistemas de tuberías de acero al carbono. Bajo ASME B31.3, la presión permitida está determinada por las dimensiones de la tubería, el grosor de la pared, la tensión permisible del material y las condiciones de servicio, en lugar de solo por el cronograma de la tubería.