Введение
→ Нажмите, чтобы посмотреть схему в высоком разрешении ←
Разница между Расписание 40 и Расписание 80 ПВХ — это одно замечание: толщина стенки. Одинаковый наружный диаметр, одинаковый способ монтажа с помощью сварки растворителем, одинаковый химический состав смолы. Все остальное — номинальное давление, пропускная способность, вес, возможность нарезания резьбы, стоимость монтажа — зависит от этого единственного изменения размера. В данном руководстве приведены проверенные данные по каждому размеру, правило нарезания резьбы, которое большинство монтажников усваивают на собственном опыте, а также четкий ответ на вопрос, когда Расписание 80 стоит своих денег.
Краткий ответ
→ Нажмите, чтобы посмотреть схему в высоком разрешении ←
Трубы класса Schedule 80 имеют более толстую стенку и более высокий номинальный уровень давления по сравнению с трубами класса Schedule 40 при одинаковом номинальном диаметре. Наружный диаметр одинаков — в обоих случаях 2 дюйма соответствуют 2,375 дюйма — поэтому трубы Schedule 40 и Schedule 80 подходят для одной и той же траншеи, одних и тех же подвесок и одних и тех же отверстий в раструбах. Разница заключается во внутреннем диаметре и в том, какую нагрузку он способен выдержать.
Почему используется термин “класс” вместо толщины стенки? Система классов унаследована от практики определения размеров стальных труб, где номер класса приблизительно отражал соотношение толщины стенки к внутреннему диаметру. В системе ПВХ были приняты те же обозначения в соответствии с ASTM D1785, которая распространяется на трубы из ПВХ классов 40, 80 и 120, предназначенные для работы под давлением, с максимальная рабочая температура 140 °F (60 °C). Если же вы предпочитаете систему, основанную на соотношениях, то это SDR — совсем другая тема с другими математическими выкладками.
Толщина стенок, внутренний диаметр и номинальные параметры — по каждому размеру
→ Нажмите, чтобы посмотреть схему в высоком разрешении ←
Приведенные ниже оценки относятся к воде (без ударов) при 73 °F, что является отраслевым стандартом. Обратите внимание, что прирост давления составляет примерно 40–45% для каждого размера, тогда как увеличение толщины стенки колеблется от примерно 33% до 42%.
| Номинальный размер | Толщина стенки Sch 40 (дюймы) | Sch 40 ID (дюймы) | Класс Sch 40 (фунты на квадратный дюйм при 73 °F) | Толщина стенки Sch 80 (дюймы) | Sch 80 ID (дюймы) | Класс Sch 80 (фунты на квадратный дюйм при 73 °F) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1/2″ | 0.109 | 0.602 | 600 | 0.147 | 0.526 | 850 |
| 3/4″ | 0.113 | 0.804 | 480 | 0.154 | 0.722 | 690 |
| 1″ | 0.133 | 1.029 | 450 | 0.179 | 0.936 | 630 |
| 1-1/4″ | 0.140 | 1.360 | 370 | 0.191 | 1.255 | 520 |
| 1-1/2″ | 0.145 | 1.590 | 330 | 0.200 | 1.476 | 470 |
| 2″ | 0.154 | 2.047 | 280 | 0.218 | 1.913 | 400 |
| 3″ | 0.216 | 3.042 | 260 | 0.300 | 2.864 | 370 |
| 4″ | 0.237 | 3.998 | 220 | 0.337 | 3.786 | 320 |
| 6″ | 0.280 | 6.031 | 180 | 0.432 | 5.709 | 280 |
| 8″ | 0.322 | 7.942 | 160 | 0.500 | 7.565 | 250 |
Размеры и технические характеристики согласно данным, опубликованным производителем ASTM D1785 данные (Спирс график 40 и график 80 таблицы); указанные значения относятся к водоснабжению без скачков давления при температуре 73 °F. Для инженерных расчетов всегда используйте таблицы, опубликованные конкретным производителем.
Рейтинги не растут монотонно пропорционально размеру
→ Нажмите, чтобы посмотреть схему в высоком разрешении ←
Вот в чём заключается ловушка для тех, кто полагает, что чем больше диаметр трубы, тем выше её номинальный расход. Посмотрите на 2-1/2 дюйма: Расписание 40 переходит к 300 psi — превышает номинальное давление для труб диаметром 2 дюйма (280 фунтов на квадратный дюйм) и превышает номинальное давление для труб диаметром 3 дюйма (260 фунтов на квадратный дюйм). Стандарт Schedule 80 предусматривает те же значения: для труб диаметром 2-1/2 дюйма — 420 фунтов на квадратный дюйм при давлении 400 psi и диаметре 2 дюйма.
Причина заключается в том, что номинальный размер и толщина стенки не изменяются синхронно в системе каталогов. Стена толщиной 2-1/2 дюйма (0,203 дюйма, Sch 40) пропорционально намного тяжелее по отношению к своему диаметру, чем стена толщиной 2 дюйма (0,154 дюйма). Именно поэтому в техническом руководстве Westlake указано, что номинальные значения по классификации необходимо проверять для каждой комбинации диаметра и номинального размера — единого коэффициента пересчёта не существует. Любой, кто интерполирует рейтинг на основе ближайшего размера, просто гадает.
Чем приходится пожертвовать: пропускная способность
→ Нажмите, чтобы посмотреть схему в высоком разрешении ←
Чем толще стенка, тем меньше внутренний диаметр. При толщине 2 дюйма внутренний диаметр уменьшается с от 2,047 дюйма до 1,913 дюйма — о 13% за вычетом площади поперечного сечения потока. При диаметре 4 дюйма он уменьшается с 3,998 до 3,786 дюйма. Это не кажется значительным, пока не просчитать потери на трение на длинном участке: меньший внутренний диаметр повышает скорость при том же расходе, а потери на трение растут примерно пропорционально квадрату скорости. На практике переход на трубы класса Schedule 80 в системах с самотечным питанием или системах с длинными трассами может означать насос большей мощности или труба большего номинального диаметра чтобы обеспечить тот же расход на выходе.
Вот в чём заключается скрытый аргумент в пользу того, чтобы остаться с Расписание 40 если это допускают технические характеристики. Вы не просто экономите на стоимости труб, но и сохраняете гидравлическую схему, которую инженер уже утвердил.
Работая с нитями: правило, которое нарушают большинство людей
→ Нажмите, чтобы посмотреть схему в высоком разрешении ←
Рекомендации производителя звучат прямо: Резьбу следует наносить только на трубы из ПВХ с толщиной стенки 80 или более. При нарезании резьбы по стандарту Schedule 40 происходит снятие материала с и без того тонкой стенки, что приводит к концентрации напряжений на последней зацепленной нити — классическом месте разрушения.
Даже в случае труб серии 80 наличие резьбы приводит к снижению номинальной прочности. Опубликованные данные о номинальной прочности труб с резьбой при температуре 73°F наглядно это демонстрируют:
| Размер | Sch 80 с гладким концом | Sch 80 с резьбой | Рейтинг утрачен |
|---|---|---|---|
| 1″ | 630 фунтов на квадратный дюйм | 315 фунтов на квадратный дюйм | 50% |
| 1-1/4″ | 520 фунтов на квадратный дюйм | 260 psi | 50% |
| 1-1/2″ | 470 фунтов на квадратный дюйм | 235 фунтов на квадратный дюйм | 50% |
| 2″ | 400 фунтов на квадратный дюйм | 200 psi | 50% |
Практическая альтернатива: Вместо резьбовых соединений из ПВХ используйте соединения, свариваемые растворителем, или литые переходники. Если резьбовое соединение неизбежно — например, при подключении насоса или при переходе от металла к пластику — следует выбирать трубы класса Schedule 80, использовать литые переходники с наружной и внутренней резьбой вместо нарезания резьбы, а также наносить герметик, совместимый с ПВХ. Химический состав резьбового герметика имеет большое значение: некоторые пасты и ленты содержат пластификаторы, которые со временем вызывают растрескивание ПВХ под действием напряжений.
Снижение номинальных характеристик при повышенной температуре: в чем заключается преимущество труб серии Schedule 80
→ Нажмите, чтобы посмотреть схему в высоком разрешении ←
Номинальное значение 73°F для ПВХ является отправной точкой, а не рабочим показателем. При превышении этого значения пропускная способность обеих марок быстро снижается:
| Температура воды | 73 °F | 80 °F | 90 °F | 100 °F | 110 °F | 120°F | 130 °F | 140 °F |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Коэффициент снижения номинальной мощности | 1.00 | 0.88 | 0.75 | 0.62 | 0.51 | 0.40 | 0.31 | 0.22 |
Рассчитаем параметры для трубопровода диаметром 2 дюйма при температуре 120 °F: согласно классу Schedule 80 получается 400 × 0,40 = 160 psi; в таблице 40 указано 280 × 0,40 = 112 фунтов на квадратный дюйм. Если вашей системе требуется давление 150 psi при данной температуре, трубы класса Schedule 40 не подходят — Расписание 80 действительно так. Это самая распространённая обоснованная причина для перехода на более прочный материал в технологических процессах или при работе с горячей водой. И если вы действительно работаете при температурах выше 140°F, ПВХ — совершенно неподходящий материал — это Серия труб из ХПВХ диапазон (работа при температуре примерно 180–200°F с собственной кривой снижения номинальной мощности).
Сливной сифон DWV
→ Нажмите, чтобы посмотреть схему в высоком разрешении ←
Еще одно различие, приводящее к реальным сбоям: Труба DWV не является напорной трубой. Труба из ПВХ для отвода сточных вод и вентиляции, изготовленная в соответствии с ASTM D2665 имеет номинальное давление, фактически равное нулю — это дренажный продукт, а максимальная рекомендуемая рабочая температура снижается до 140 °F без учета давления. Трубы Schedule 40 DWV на стеллаже внешне похожи на напорные трубы Schedule 40, а при диаметре 1-1/4 дюйма и более их размеры настолько близки, что их можно по ошибке перепутать. Однако эти изделия не являются взаимозаменяемыми. Если трубопровод будет подвергаться испытанию под давлением или будет удерживать воду под напором, он должен быть изготовлен из труб, рассчитанных на давление, чтобы ASTM D1785.
Фитинги должны соответствовать спецификации
→ Нажмите, чтобы посмотреть схему в высоком разрешении ←
Фитинги с резьбой по стандарту Schedule 40 изготавливаются в соответствии с ASTM D2466; Фитинги с резьбой по стандарту Schedule 80 изготавливаются в соответствии с ASTM D2467, а также фитинги с резьбой по стандарту Schedule 80 к ASTM D2464. Глубина раструба различается в зависимости от класса прочности при малых размерах — согласно опубликованным данным о длине раструба, раструбы класса Schedule 80 имеют большую глубину, чем раструбы класса Schedule 40, для труб малого диаметра, а при диаметре 2-1/2 дюйма и более их глубина сближается.
Именно при смешивании возникают проблемы с качеством. Соединение фитинга класса Schedule 40 с трубой класса Schedule 80 приводит к тому, что муфта не рассчитана на такую толщину стенки, а номинальная нагрузка будет равна наименьшему из значений обоих компонентов. Это распространённая практика на объектах, и её допускают во многих некритичных установках — но если система проектируется с учётом определённого номинала, следует использовать трубы и фитинги одного класса и закупать их в комплекте у одного производителя.
Именно в этом аспекте качество инструментов позволяет отличить одних поставщиков от других. Глубина гнезда, конусность и соосность стенок зависят непосредственно от формы, а изношенная форма приводит к производству фитингов, при сварке растворителем которых ощущается небольшой люфт или появляется видимая линия клея, которой не должно быть. Производитель, использующий свои собственный цех по изготовлению пресс-форм непосредственно контролирует эту переменную, вместо того чтобы выявлять отклонения по жалобам клиентов. SAM-UK с 1995 года ведет собственное производство пресс-форм в Тайчжоу, мощность которого составляет около 50 000 тонн в год и Сроки поставки — 30 дней по стандартным программам — именно такая схема имеет значение, когда вы закупаете арматуру контейнерами и вам нужна единообразная спецификация во всех поставках.
Система отбора
→ Нажмите, чтобы посмотреть схему в высоком разрешении ←
| Приложение | Выберите | Почему |
|---|---|---|
| Системы холодного водоснабжения жилых домов, магистральные трубопроводы для орошения | Расписание 40 | Рабочее давление значительно ниже номинального; больший расход на доллар |
| DWV / дренаж (ASTM D2665) | Приложение 40 DWV | Конструкция не предусматривает давление; использование труб, рассчитанных на давление, в данном случае — пустая трата денег |
| Линии подачи химикатов, промышленная технологическая вода | Расписание 80 | Повышенная устойчивость к скачкам давления и ненадлежащему внешнему воздействию |
| Любое резьбовое соединение | Расписание 80 | Резьбу следует нарезать только на трубах класса 80 или более толстых |
| Линии, проходящие вблизи 120–140°F | Расписание 80 (или Серия труб из ХПВХ) | Снижение номинальной мощности в первую очередь затрагивает запас прочности труб стандарта Schedule 40 |
| Открытые трубы в зонах движения транспорта или зоне промывки | Расписание 80 | Более толстая стенка поглощает удары; стандартные промышленные характеристики |
| Свыше 140°F в режиме непрерывной работы | ХПВХ | ПВХ полностью вышел за пределы допустимого температурного диапазона |
Стоимость: рассмотрите всю картину в целом
→ Нажмите, чтобы посмотреть схему в высоком разрешении ←
Профиль Schedule 80 обходится дороже за фут, и есть ещё один вид затрат, который упускается из виду в большинстве предложений — вес. Труба диаметром 2 дюйма по стандарту Schedule 80 весит примерно 0,98 фунта/фут против 0,72 фунта/фут у труб класса Schedule 40, а при размере 6 дюймов разница увеличивается до 5,61 против 3,20 фунта/фут. Эта разница в весе сказывается на стоимости перевозки, затратах на погрузочно-разгрузочные работы и при определении расстояния между подвесками. При контейнерных перевозках это не просто погрешность округления.
Сравните это с тем, что даёт труба Schedule 80: более высокий класс прочности, возможность нарезания резьбы и большую устойчивость к механическим нагрузкам, которые на самом деле приводят к выходу труб из строя в промышленных условиях. Ошибка заключается в том, чтобы рассматривать её как стандартное улучшение. Указывайте его там, где это требуется по условиям эксплуатации; не переплачивайте — за счет затрат на материал, транспортировку и потерю пропускной способности — на трубопроводе, где трубы класса Schedule 40 уже обеспечивают достаточный запас прочности.
Часто задаваемые вопросы
Можно ли использовать ПВХ по стандартам Schedule 40 и Schedule 80 одновременно?
С физической точки зрения — да, если речь идет о соединениях, сварных с помощью растворителя, и наружные диаметры совпадают. Но по умолчанию в совокупном рейтинге учитывается более слабый компонент, причем геометрия муфт в стандартах ASTM D2466 и D2467 различается для труб малых диаметров. При проектировании напорных систем следует использовать трубы и фитинги одного класса толщины стенки.
Действительно ли модель Schedule 80 всегда превосходит другие во всех отношениях?
Нет. Он толще и имеет более высокий номинальный показатель, но у него меньший внутренний диаметр — площадь проходного сечения при диаметре 2 дюйма меньше примерно на 13% — а вес на фут превышает примерно на 35%. В системах с самотеком или системах с большими протяженностями такое снижение пропускной способности может потребовать использования насоса большей мощности или труб большего диаметра.
Почему труба диаметром 2-1/2 дюйма считается более качественной, чем труба диаметром 2 дюйма?
Поскольку номинальные значения труб не зависят линейно от диаметра. Труба диаметром 2-1/2 дюйма, класс Schedule 40, с толщиной стенки 0,203 дюйма пропорционально тяжелее поскольку его внутренний диаметр больше, чем толщина стенки 2-дюймовой трубы (0,154 дюйма), поэтому он имеет более высокий номинальный давление — 300 psi против 280 psi. Номинальные значения необходимо уточнять в зависимости от размера и класса прочности.
Что произойдет, если я нанижу на нить ПВХ по стандарту Schedule 40?
При удалении материала стены возникает концентрация напряжений, и в опубликованных рекомендациях указано, что Резьбу следует наносить только на детали, соответствующие классу 80 или более тяжелые. Даже для труб класса Schedule 80 наличие резьбы снижает номинальный расход примерно вдвое — для 2-дюймовой трубы он уменьшается с от 400 psi до примерно 200 psi.
Можно ли использовать трубы Schedule 40 DWV под давлением?
Нет. Трубы ASTM D2665 для систем водоснабжения, канализации и вентиляции (DWV) не относятся к изделиям, рассчитанным на работу под давлением. Он предназначен для систем слива, канализации и вентиляции. Для напорных трубопроводов требуются трубы, соответствующие стандарту ASTM D1785. На стеллаже эти два вида выглядят одинаково, и их постоянно путают.
Какова максимальная температура для труб из ПВХ?
140 °F (60 °C) — максимальная рабочая температура для напорных труб из ПВХ, а при температуре 140°F труба сохраняет лишь около 22% при номинальном давлении 73°F. Для непрерывной эксплуатации при температуре выше 140°F следует использовать CPVC.
О компании SAM-UK
SAM-UK (Компания «Тайчжоу Чжуосинь Пластикс» (Taizhou Zhuoxin Plastics Co., Ltd.)) изготовила пластиковые трубы и фитинги с 1995 года — ПВХ , ХПВХ , PPH , PPR и PP системы, а также клапаны и краны. Наши сертификаты: ISO 9001, NSF, UPC, ETL, CE и Watermark. Мы предлагаем возможность индивидуальной настройки цвета и размера, а также поставляем Протоколы испытаний в соответствии с ISO/IEC 17025 для обеспечения регистрации вашей продукции на местном рынке — в странах Персидского залива регистрация осуществляется импортером или организацией-исполнителем проекта, и мы предоставляем подтверждающие документы. Скачайте каталога или свяжитесь с нами наша команда на [email protected].
