Tabla de clasificación de presión de tuberías de acero al carbono

En los cuatro principales proyectos de oleoductos y gasoductos (petroquímicos, calefacción, suministro de agua potable y alcantarillado, y transporte de petróleo y gas a larga distancia), las tuberías de acero al carbono son el material básico más utilizado. Conocidas comúnmente como tuberías de acero al carbono en la industria, sus tablas de clasificación de presión constituyen la base fundamental para el diseño de oleoductos, la verificación de resistencia, la adquisición de tuberías y las pruebas hidrostáticas. Numerosos accidentes laborales han revelado que más del 70 % de las fugas y roturas en tuberías de acero al carbono se deben a que el personal utiliza incorrectamente los parámetros de presión a temperatura ambiente, ignora la reducción de presión por temperatura y confunde las clasificaciones de espesor de pared SCH con la presión nominal. Este artículo, que combina tres importantes normas nacionales e internacionales (ASME B36.10M, ASTM A106 y GB/T 8163), interpreta sistemáticamente la lógica de las tablas de clasificación de presión, las diferencias entre parámetros y las especificaciones de uso en obra.

¿Qué es exactamente el espesor de pared Schedule?

En el sistema estándar de EE. UU., Schedule (Sch) es una "serie de espesor de pared", no directamente equivalente a "solo se puede usar hasta 10 bar / 16 bar / 25 bar". Con el mismo diámetro nominal (NPS), Sch 80 es más grueso y tiene un diámetro interior menor que Sch 40; Por lo tanto, permite una mayor resistencia a la presión, pero la presión de trabajo admisible específica (MAWP/presión máxima de trabajo) aún depende de:

Material y tensión admisible S(T) (diferente para A53 Gr.B/A106 Gr.B/acero para bajas temperaturas A333, etc.)
Método de fabricación: Las tuberías sin costura (generalmente con un coeficiente de soldadura E≈1,0) y las tuberías soldadas ERW (comúnmente E≈0,85) presentan diferencias significativas.
Temperatura de diseño: El aumento de la temperatura disminuye la resistencia del material, por lo que es necesario reducir la capacidad de carga por temperatura.
El espesor efectivo de la pared se reduce debido a la corrosión/desgaste, el adelgazamiento de la rosca (si se utilizan conexiones roscadas), etc.
Cuellos de botella del sistema: Los tipos de válvulas, accesorios, bridas y juntas suelen determinar la presión útil de toda la sección de tubería, no solo de la tubería en sí.

Presión nominal real de tubería de acero al carbono Sch 80 a temperatura ambiente

A temperatura ambiente (20 °C) (ambiente ambiente, flujo de agua, aceite a temperatura ambiente, aire comprimido), no se requieren cálculos complejos. Registre directamente la presión de trabajo segura medida en el sitio. Nota: Esta es la presión de operación estable a largo plazo, no la presión de rotura instantánea. La presión de rotura es un margen de seguridad y nunca debe usarse como estándar.

- Diámetro pequeño DN15-DN40: Las tuberías de acero al carbono Sch 80 tienen una resistencia a la presión segura de hasta 16 MPa. Esta especificación se usa comúnmente en compresores de aire de alta presión y tuberías de aceite hidráulico de alta presión en talleres, y pueden operar fácilmente de forma continua a presiones de hasta 10 MPa.

- Diámetro medio DN50-DN100: Las tuberías de acero al carbono Sch 80 tienen una resistencia a la presión segura de 8-12 MPa. Cuanto mayor sea el diámetro, mayor será la superficie de tensión de la pared de la tubería y menor será automáticamente la resistencia a la presión. Por esta razón, incluso las tuberías grandes de paredes gruesas no pueden soportar alta presión. - Diámetros grandes DN125-DN200: Las tuberías de acero al carbono Sch80 tienen una resistencia a la presión segura de solo 4-6 MPa. Este es el uso más común para la circulación de agua de refrigeración a alta presión en fábricas. Para presiones superiores a 6 MPa, se deben usar tuberías de aleación.

En resumen: cuanto más delgada sea la tubería, mayor será su resistencia a la presión; cuanto más gruesa, menor. Con el mismo diámetro, la Sch80 tiene el doble de resistencia a la presión que la Sch40. Por ejemplo, una tubería DN50 Sch40 solo puede soportar 5 MPa, mientras que una tubería Sch80 del mismo diámetro puede soportar 10 MPa.

¿Cómo se determina la clasificación de presión de las tuberías de acero al carbono?

Las clasificaciones de presión no provienen directamente del número de cédula.

En cambio, los ingenieros calculan la presión admisible utilizando las fórmulas ASME B31.3 y ASME B31.1.
La ecuación simplificada es:

P = 2St/D

Donde:
P = Presión admisible
S = Tensión admisible del material
t = Espesor de pared
D = Diámetro exterior
Varias variables influyen en el resultado final.

Resistencia del material
El acero de mayor grado ofrece mayor capacidad de presión.

Materiales comunes:
ASTM A53 Grado B
ASTM A106 Grado B
ASTM A333 Grado 6

API 5L Grado B

Tabla de clasificación de presión para tuberías de acero al carbono Schedule 80

SCH 80 Steel Pipe Pressure Rating(psig)
Pipe Size	Pipe Schedule	Temperature(oF)
(inches)		100	200	300	400	500	600	650	700	750
1"	40	3048	2629	2362	2171	2019	1924	1867	1824	1810
	80	4213	3634	3265	3002	2791	2659	2580	2528	2501
	160	6140	5296	4759	4375	4068	3876	3761	3684	3646
1 1/2"	40	2257	1947	1750	1608	1496	1425	1383	1354	1340
	80	3182	2744	2466	2267	2108	2009	1949	1909	1889
	160	4619	3984	3580	3291	3060	2916	2829	2772	2743
2"	40	1902	1640	1474	1355	1260	1201	1165	1141	1129
	80	2747	2369	2129	1957	1820	1734	1682	1648	1631
	160	4499	3880	3486	3205	2980	2840	2755	2699	2671
3"	40	1806	1558	1400	1287	1196	1140	1106	1084	1072
	80	2553	2202	1979	1819	1691	1612	1564	1532	1516
	160	3840	3312	2976	2736	2544	2424	2352	2304	2280
4"	40	1531	1321	1187	1091	1014	967	938	919	909
	80	2213	1909	1715	1577	1466	1397	1355	1328	1314
	160	3601	3106	2791	2566	2386	2273	2206	2161	2138
5"	40	1342	1158	1040	956	889	847	822	805	797
	80	1981	1709	1535	1411	1312	1250	1213	1189	1176
	160	3414	2945	2646	2433	2262	2155	2091	2049	2027
6"	40	1219	1052	945	869	808	770	747	732	724
	80	1913	1650	1483	1363	1267	1208	1172	1148	1136
	160	3289	2836	2549	2343	2179	2076	2014	1973	1953
8"	40	1073	926	832	765	711	678	657	644	637
	80	1692	1459	1311	1205	1121	1068	1036	1015	1005
	160	3175	2738	2460	2262	2103	2004	1944	1905	1885
10"	40	974	840	755	694	645	615	596	584	578
	80	1609	1388	1247	1147	1066	1016	986	966	956
	160	3147	2714	2439	2242	2085	1986	1927	1880	1868

Para ver la tabla Schedule 40, haga clic en: Tabla de clasificación de presión para tuberías Schedule 40

Para proyectos EPC internacionales, equipos de exportación y estaciones de petróleo y gas en el extranjero: Cumplimiento estricto de la versión original en inglés de la tabla de referencia de clasificación de presión para tuberías de acero al carbono ASME B36.10M, utilizando el etiquetado dual SCH+Clase para cumplir con los estándares de aceptación de diversos países.

Tabla de referencia simplificada para la clasificación de presión de tuberías de acero al carbono a temperatura normal (versión para uso en campo): Esta tabla se basa en tuberías sin costura ASTM A106 Gr.B a 20 °C de temperatura normal, en agua limpia no corrosiva. Es una versión simplificada de la tabla de referencia de clasificación de presión para tuberías de acero al carbono estándar de la industria y puede utilizarse directamente para una selección rápida en obra, reemplazando la extensa tabla estándar original.

Comparación de la clasificación de presión de SCH 40 vs SCH 80

Feature	SCH 40	SCH 80
Wall Thickness	Lower	Higher
Pressure Capacity	Lower	Higher
Weight	Lighter	Heavier
Cost	Lower	Higher
Typical Use	Water, HVAC	Oil & Gas, Steam

En resumen, la tabla de referencia de presión para tuberías de acero al carbono no puede utilizarse directamente; solo sirve como referencia para tuberías sin costura, agua limpia y a temperatura ambiente. Al seleccionar tuberías, no basta con consultar los valores de presión de la tabla. También es necesario considerar el material del acero, el espesor de la pared, el método de procesamiento, la temperatura de operación y el fluido transportado. Si solo se transportan fluidos inocuos, como agua limpia a temperatura ambiente o aire comprimido común, la tabla de este artículo es perfectamente adecuada para la selección. Sin embargo, en el caso de vapor a alta temperatura, aguas residuales corrosivas o aceites y gases inflamables y explosivos, no se debe confiar únicamente en la tabla simplificada. En su lugar, se deben consultar las normas industriales originales y calcular la capacidad de presión según las condiciones reales del lugar para prevenir grietas y fugas en las tuberías, y evitar riesgos para la seguridad.