Quizás haya oído hablar de las tuberías Schedule 40 en sus proyectos de mejoras para el hogar o ingeniería. De hecho, es una de las especificaciones de tubería más comunes. Para que su sistema de tuberías sea seguro y eficiente, es importante saber cuánta presión puede soportar. Este artículo explicará la clasificación de presión de las tuberías Schedule 40 de forma sencilla y clara, le indicará cómo determinar la resistencia a la presión y le proporcionará tablas detalladas de diversos materiales para ayudarle a elegir fácilmente la tubería adecuada, ya sea ingeniero, obrero de la construcción o aficionado al bricolaje.
Para garantizar una construcción clara y consistente, la norma ASME B36.10 regula las dimensiones de las tuberías de acero forjado, y la norma ASME B36.19 hace lo mismo para las tuberías de acero inoxidable. Las tablas detalladas proporcionan información sobre el tamaño y el peso de las tuberías Schedule 40 para facilitar una instalación precisa. El número de tubería es un factor clave para determinar la resistencia a la presión de la tubería. La fórmula de clasificación de presión es SCH * P = S (donde SCH es el número de tubería, P es la presión interna máxima y S es la tensión admisible), lo que proporciona una forma sistemática de evaluar la resistencia a la presión.
Las tuberías Schedule 40 se utilizan ampliamente debido a su resistencia suficiente para diversas aplicaciones a un precio relativamente asequible. Se fabrican en diversos materiales, como acero al carbono, acero inoxidable, PVC y acero galvanizado, cada uno con distintas capacidades de manejo de presión.
Cálculos avanzados de la clasificación de presión
El cálculo de la clasificación de presión requiere el uso de una fórmula Barlow modificada que considera factores como el espesor de la pared de la tubería, el diámetro exterior, la presión admisible, las tensiones, la calidad de la junta longitudinal y las correcciones del espesor de la pared. Este enfoque avanzado garantiza una comprensión integral de la capacidad de presión de la tubería.
Factores que afectan los niveles de presión de las tuberías Schedule 40
La clasificación de presión de una tubería es la presión interna máxima que puede soportar de forma segura a una temperatura determinada sin fallar. Las clasificaciones de presión se ven influenciadas por:
Tipo de material: Los diferentes materiales tienen diferentes tolerancias de resistencia y temperatura.
Grosor de pared: Las paredes más gruesas pueden soportar presiones más altas.
Diámetro de la tubería: Los diámetros mayores suelen reducir la capacidad de presión.
Temperatura de funcionamiento: Las temperaturas más altas generalmente disminuyen las clasificaciones de presión.
Estándares de fabricación: El cumplimiento de las normas API,
ASTM o ASME afecta la confiabilidad.
Cédula 40 es una designación de espesor de pared, no una clasificación de presión directa. Por lo tanto, las clasificaciones de presión para las tuberías Cédula 40 varían según el material y el tamaño.
Tabla de clasificación de presión de tuberías Cédula 40
La siguiente tabla presenta la presión máxima admisible (también conocida como clasificación de presión) para tuberías Cédula 40 en un rango de tamaños nominales de tubería (NPS). Los valores de presión se muestran en psi (libras por pulgada cuadrada) y kPa (kilopascales), que reflejan las unidades comunes utilizadas globalmente.
|
Maximum Allowable Pressure (psi) (kPa)
|
|
NPS
|
Outside Diameter
|
Schedule
|
|
(inch)
|
(inch)
(mm)
|
40
|
|
1/4 inch
|
0.54 inch
13.7 mm
|
7985
55057
|
|
3/8 inch
|
0.675 inch
17.1 mm
|
6606
45548
|
|
1/2 inch
|
0.84 inch
21.3 mm
|
6358
43838
|
|
3/4 inch
|
1.05 inch
26.7 mm
|
5273
36357
|
|
1 inch
|
1.315 inch
33.4 mm
|
4956
34172
|
|
1 1/4 inch
|
1.66 inch
42.2 mm
|
4133
28497
|
|
1 1/2 inch
|
1.9 inch
48.3 mm
|
3739
25780
|
|
2 inch
|
2.375 inch
60.3 mm
|
3177
21905
|
|
2 1/2 inch
|
2.875 inch
73 mm
|
3460
23857
|
|
3 inch
|
3.5 inch
88.9 mm
|
3024
20850
|
|
3 1/2 inch
|
4 inch
102 mm
|
2769
19092
|
|
4 inch
|
4.5 inch
114 mm
|
2581
17796
|
|
5 inch
|
5.563 inch
141 mm
|
2273
15672
|
|
6 inch
|
6.625 inch
168 mm
|
2071
14280
|
|
8 inch
|
8.625 inch
219 mm
|
1829
12611
|
|
10 inch
|
10.75 inch
273 mm
|
1664
11473
|
|
12 inch
|
12.75 inch
324 mm
|
1560
10756
|
|
14 inch
|
14 inch
356 mm
|
1533
10570
|
|
16 inch
|
16 inch
406 mm
|
1531
10556
|
|
18 inch
|
18 inch
457 mm
|
1530
10549
|
|
20 inch
|
20 inch
508 mm
|
1455
10032
|
|
22 inch
|
22 inch
559 mm
|
|
|
24 inch
|
24 inch
610 mm
|
1405
9687
|
|
30 inch
|
30 inch
762 mm
|
|
|
32 inch
|
32 inch
813 mm
|
1054
7267
|
|
34 inch
|
34 inch
864 mm
|
992
6840
|
|
36 inch
|
36 inch
914 mm
|
1021
7040
|
|
42 inch
|
42 inch
1067 mm
|
875
6033
|
1 pulgada (pulgada) = 25,4 mm
1 psi (lb/pulgada²) = 6894,8 Pa (N/m²) = 6,895 x 10⁻² bar
¿Cómo calcular la presión nominal para tuberías cédula 40?
La presión nominal se puede estimar mediante la fórmula de Barlow:
Donde:
P = Presión máxima admisible (psi)
S = Tensión admisible del material (psi)
t = Espesor de la pared (pulgadas)
D = Diámetro exterior (pulgadas)
Esta fórmula muestra por qué las tuberías más gruesas y los materiales más resistentes tienen valores de presión más altos.
Tuberías de PVC Cédula 40
Las tuberías de PVC son ligeras y resistentes a la corrosión, y se utilizan comúnmente en plomería residencial y comercial. Los valores de presión a 23 °C (73 °F) son los siguientes:
Nota: La presión nominal del PVC disminuye al aumentar la temperatura. Por ejemplo, a 43 °C (110 °F), la presión nominal puede reducirse a aproximadamente el 51 % de su valor a 23 °C (73 °F).
Conclusión
Comprender la presión nominal de las tuberías Schedule 40 en diferentes materiales es esencial para seleccionar la tubería adecuada para su aplicación. Siempre considere factores como la temperatura de operación, las propiedades del material y las normas aplicables. Para aplicaciones de alta presión o alta temperatura, materiales como el acero al carbono o el acero inoxidable pueden ser más adecuados, mientras que el PVC es ideal para aplicaciones de baja presión y resistencia a la corrosión.
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