Tubería de rociador de fuego de acero A795 | SCH 10 y Sch 40 rociador de fuego

Introducción a la tubería de rociadores de incendios ASTM A795

Los sistemas de rociadores de incendios son críticos para salvaguardar vidas y propiedades, y las tuberías utilizadas en estos sistemas deben cumplir con los estándares exigentes para garantizar la confiabilidad en condiciones extremas. ASTM A795 especifica los requisitos para tuberías de acero soldadas y sin costuras de galvanizado negros y calientes diseñados para protección contra incendios. Estas tuberías están diseñadas para transportar agua, gas, u otros medios de extinción en húmedo, seco, preacción, o sistemas de rociadores de diluvio. El estándar cubre tuberías en NPS 1/2 para NPS 10, con espesores de pared definidos por horarios como SCH 10 y Sch 40, que dictan la capacidad de la tubería para resistir la presión, corrosión, y estrés térmico.

El estándar ASTM A795 enfatiza la calidad del material, precisión dimensional, y pruebas rigurosas para garantizar la seguridad y el rendimiento. Se especifican dos grados: Grado A y Grado B. Las tuberías de grado B se someten a un tratamiento térmico posterior a la solilla al mínimo de 1000 ° F (540° C) para eliminar la martensita no desplazada, una microestructura frágil que puede comprometer la integridad de la tubería. Este tratamiento mejora la fuerza y ​​la durabilidad de la tubería, hacer que el grado B sea particularmente adecuado para aplicaciones exigentes. Adicionalmente, ASTM A795 exige recubrimientos protectores, como galvanización en caliente, Para proporcionar resistencia a la corrosión, con un peso mínimo de recubrimiento de zinc de 1.5 oz/ft² (0.46 kg/m²) Para garantizar la longevidad en entornos duros.

SCH 10 y Sch 40 Las tuberías difieren principalmente en el grosor de su pared, que afecta sus calificaciones de presión, peso, e idoneidad para aplicaciones específicas de protección contra incendios. SCH 10 Las tuberías se consideran livianas, con paredes más delgadas, Mientras que Sch 40 Las tuberías tienen paredes más gruesas, ofreciendo mayor resistencia y resistencia a la presión. Este artículo profundiza en las especificaciones técnicas., Métricas de rendimiento, y consideraciones prácticas de estos dos horarios, respaldado por tablas detalladas y un análisis científico de sus diferencias.

Tamaños de tubería y especificaciones dimensionales

Las dimensiones de las tuberías de rociadores de incendios ASTM A795 son críticas para garantizar la compatibilidad con los accesorios, Tasas de flujo adecuadas, e integridad estructural en sistemas de protección contra incendios. Los tamaños de tubería se expresan en el tamaño nominal de la tubería (NPS), que corresponde al diámetro interno aproximado de la tubería, y el grosor de la pared está definido por el horario. SCH 10 y Sch 40 Las tuberías están disponibles en NPS 1/2 para NPS 10, Pero los espesores de su pared difieren significativamente, impactando su peso, capacidad de presión, y requisitos de instalación.

A continuación se muestra una comparación detallada de SCH 10 y Sch 40 dimensiones de la tubería, pesas, y presiones de prueba, Según lo especificado por ASTM A795 y se hace referencia a los estándares de la industria como ASME B36.10m. Los datos se obtienen de fabricantes confiables como AbterSteel.

Mesa 1: Este tratamiento térmico se lleva a cabo como se especifica en, Pesas, y presiones de prueba para ASTM A795 SCH 10 y Sch 40 Tubería

Fuente: Adaptado de ASTM A795 y ASME B36.10M, Según lo dispuesto por AbterSteel.

Análisis de diferencias dimensionales

La tabla destaca las diferencias clave entre SCH 10 y Sch 40 tubería. SCH 10 Las tuberías tienen paredes más delgadas, resultando en un peso más bajo por unidad de longitud, lo que los hace más fáciles de manejar e instalar. Por ejemplo, un SCH NP de 2 pulgadas 10 la tubería tiene un grosor de pared de 0.109 pulgadas y pesa 2.64 lb / ft, Mientras que el mismo tamaño en SCH 40 tiene un grosor de pared de 0.154 pulgadas y pesa 3.65 lb / ft. Esta diferencia se vuelve más pronunciada en tamaños más grandes, como NP de 8 pulgadas, Donde Sch 10 pesa 16.94 LB/FT en comparación con SCH 40 28.55 lb / ft.

SCH 40 tubería, con sus paredes más gruesas, ofrecer una mayor integridad estructural y resistencia a la presión, haciéndolos adecuados para aplicaciones que requieren mayor resistencia. sin embargo, El mayor peso puede complicar la instalación y aumentar los costos del material.. Ambos horarios se prueban con presiones hidrostáticas similares para tamaños más pequeños. (p.ej., 700–1000 psi para NPS 1/2 a 4), Pero Sch 40 Las tuberías pueden tener presiones de prueba ligeramente más bajas en tamaños más grandes (p.ej., 850 PSI para NPS 5 y 6) Debido a sus paredes más gruesas, que proporcionan fuerza inherente.

La elección entre Sch 10 y Sch 40 Depende de los requisitos específicos del sistema de rociadores de incendios, incluyendo calificaciones de presión, tasas de flujo, y restricciones de instalación. SCH 10 Las tuberías a menudo se usan en baja- a sistemas de presión media, Mientras que Sch 40 Se prefieren tuberías para entornos de alta presión o de alta carga.

Requisitos de material y recubrimiento

Las tuberías ASTM A795 están hechas de acero al carbono, con propiedades químicas y mecánicas específicas definidas para los grados A y B. El grado A es adecuado para aplicaciones generales, Mientras que el grado B, con su tratamiento térmico posterior a la soldado, ofrece una mayor fuerza y ​​durabilidad. El estándar requiere que las tuberías sean negras (sin recubrimiento) o galvanizado en caliente para proporcionar resistencia a la corrosión. La galvanización implica sumergir la tubería en zinc fundido para crear un recubrimiento protector con un peso mínimo de 1.5 oz/ft² (0.46 kg/m²), Asegurar la durabilidad en entornos interiores y exteriores.

Resistencia a la corrosión y especificaciones de recubrimiento

El proceso de galvanización es fundamental para las tuberías de rociadores de incendios, ya que protege contra el óxido y la corrosión, que puede comprometer la capacidad de la tubería para entregar agua de manera efectiva. ASTM A795 especifica que el recubrimiento de zinc debe estar libre de defectos como las áreas no recubiertas, ampollas, depósitos de flujo, o pesados ​​depósitos de zinc que podrían interferir con el rendimiento de la tubería. Por ejemplo, No se permiten bultos o proyecciones en el recubrimiento, Como podrían obstruir el flujo de agua o afectar la compatibilidad de ajuste.

SCH 10 y Sch 40 Las tuberías se benefician de la galvanización, Pero las paredes más delgadas de Sch 10 Las tuberías hacen que la calidad del recubrimiento sea particularmente importante. Una pared más delgada es más susceptible a la penetración de la corrosión., Por lo tanto, la capa de zinc debe aplicarse de manera uniforme para garantizar la protección a largo plazo. SCH 40 tubería, con sus paredes más gruesas, ofrecer una capa adicional de durabilidad, ya que el acero en sí proporciona más material para resistir la corrosión antes de la falla.

Revestimientos alternativos, como laca negra, epoxy, o recubrimientos antimicrobianos como recubrimiento de educación física, puede aplicarse en función de los requisitos del proyecto. Estos recubrimientos mejoran la resistencia a la corrosión inducida por microbianos (micrófono), que puede ser una preocupación en los sistemas de agua estancados. Fabricantes como Bull Moose Tube y Wheatland Tube ofrecen recubrimientos patentados que exceden los requisitos de ASTM A795, proporcionando protección adicional para ambos SCH 10 y Sch 40 tubería.

Propiedades mecánicas

Las propiedades mecánicas de las tuberías ASTM A795, incluyendo fuerza de rendimiento, resistencia a la tracción, alargamiento, y la dureza, son críticos para garantizar el rendimiento bajo presión y estrés térmico. Tuberías de grado B, con sus costuras de soldadura tratadas con calor, exhibir resistencia a la tracción superior (típicamente 60,000 PSI mínimo) en comparación con el grado A (48,000 PSI mínimo). Esto hace que el Grado B Sch 40 tuberías particularmente adecuadas para sistemas de alta presión, donde las paredes más gruesas y las propiedades de material mejoradas proporcionan mayores márgenes de seguridad.

SCH 10 tubería, Mientras más ligero, tienen clasificaciones de presión más bajas debido a sus paredes más delgadas. sin embargo, Sus propiedades mecánicas son suficientes para la mayoría de las aplicaciones de rociadores de incendios, especialmente en sistemas con presiones operativas más bajas. La elección entre Sch 10 y Sch 40 debe considerar el equilibrio entre la fuerza del material, peso, y costo, con Sch 40 ofreciendo una mayor robustez a expensas de un aumento de los costos de material y de instalación.

Pruebas y control de calidad

ASTM A795 exige pruebas rigurosas para garantizar la calidad y confiabilidad de las tuberías de rociadores de incendios. Se especifican dos métodos de prueba primarios: Pruebas hidrostáticas y pruebas eléctricas no destructivas (END). Las pruebas hidrostáticas implican llenar la tubería con agua y someterla a alta presión para detectar fugas o debilidades en la pared de la tubería. END, Un método alternativo, utiliza corrientes eléctricas para identificar defectos sin dañar la tubería, ofreciendo tiempos de prueba más rápidos y menos interrupción de los horarios de construcción.

Pruebas hidrostáticas

La prueba hidrostática es una medida de control de calidad crítica para ambos SCH 10 y Sch 40 tubería. Las presiones de la prueba, como se muestra en la Tabla 1, gama de 700 a 1000 psi para la mayoría de los tamaños, Asegurar que las tuberías puedan resistir las presiones encontradas en los sistemas de rociadores de incendios. SCH 10 tubería, con sus paredes más delgadas, requiere pruebas cuidadosas para garantizar que cumplan con estos requisitos de presión sin deformación o falla. SCH 40 tubería, con sus paredes más gruesas, inherentemente proporcionar una mayor resistencia a la presión, pero todavía están sujetos a las mismas pruebas rigurosas para garantizar la consistencia.

Pruebas eléctricas no destructivas (END)

NDT es particularmente valioso en la industria de los rociadores de incendios, Como lo permite, Prueba no invasiva de soldaduras y material de tubería. Este método es especialmente efectivo para detectar defectos en el área de soldadura de REG (resistencia eléctrica soldada) tubería, que son comunes en ambos sch 10 y Sch 40 configuraciones. ASTM A795 requiere que cada tubería se pruebe individualmente si se usa NDT, Asegurar que no se detecten defectos. El uso de NDT se está volviendo cada vez más común debido a su eficiencia y confiabilidad, particularmente para proyectos a gran escala donde el tiempo es un factor crítico.

Prueba de aplanamiento

La prueba de aplanamiento es otro requisito clave de ASTM A795, diseñado para evaluar la ductilidad y la solidez de la tubería. La prueba implica aplanar la tubería entre las placas paralelas en tres etapas:

1. Ductilidad de la soldadura: La tubería se aplana hasta que la distancia entre las placas es inferior a dos tercios del diámetro exterior original, Verificar las grietas o los descansos en la soldadura.
2. Ductilidad exclusiva de la soldadura: La tubería se aplana hasta que la distancia es inferior a un tercio del diámetro exterior original, Asegurar que el cuerpo de la tubería permanezca intacto.
3. Solvencia: La tubería se aplana hasta que se rompe o las paredes opuestas se encuentran, Verificar la integridad general del material.

Ambos Sch 10 y Sch 40 Las tuberías deben pasar esta prueba, Pero las paredes más delgadas de Sch 10 Las tuberías los hacen más susceptibles a la deformación, requerir que la fabricación precisa cumpla con los requisitos del estándar. SCH 40 tubería, con su mayor grosor, Por lo general, exhibir un mejor rendimiento en la prueba de aplanamiento, Reflejando su integridad estructural mejorada.

Análisis de rendimiento: SCH 10 vs. SCH 40

La elección entre Sch 10 y Sch 40 Las tuberías ASTM A795 dependen de varios factores, incluida la presión del sistema, requisitos de flujo, Restricciones de instalación, y consideraciones presupuestarias. A continuación se muestra una comparación detallada de sus características de rendimiento, Apoyado por el análisis científico.

Capacidad de presión y carga

SCH 40 tubería, con sus paredes más gruesas, tener calificaciones de presión más altas y capacidades de carga que SCH 10 tubería. Por ejemplo, En una tubería NPS de 4 pulgadas, el Sch 40 grosor de la pared de 0.237 pulgadas proporciona una fuerza significativamente mayor que el SCH 10 grosor de la pared de 0.120 longitud. Esto hace que Sch 40 tuberías ideales para sistemas o aplicaciones de alta presión que requieren arriostramiento sísmico, donde la tubería debe resistir las fuerzas laterales durante un terremoto.

SCH 10 tubería, Mientras que menos robusto, son suficientes para bajo- a sistemas de presión media, tales como sistemas de rociadores de incendios residenciales o ligeros. Sus paredes más delgadas reducen los costos y el peso del material., haciéndolos más fáciles de manejar e instalar. sin embargo, Pueden requerir apoyo adicional en entornos de alta carga para evitar la deformación.

Características de flujo

El diámetro interno de una tubería afecta su capacidad de flujo, lo cual es crítico para entregar agua de manera eficiente en un sistema de rociadores de incendios. SCH 10 tubería, con sus paredes más delgadas, tener un diámetro interno ligeramente mayor que SCH 40 tuberías de los mismos NP. Por ejemplo, un SCH NP de 2 pulgadas 10 La tubería tiene un diámetro interno de aproximadamente 2.157 longitud, en comparación con 2.067 pulgadas para Sch 40. Esta diferencia da como resultado un caudal ligeramente más alto para SCH 10 tubería, que puede ser ventajoso en los sistemas donde la maximización de la entrega de agua es una prioridad.

sin embargo, La diferencia en la capacidad de flujo a menudo es mínima y puede no justificar la elección de SCH 10 sobre Sch 40 En sistemas de alta presión, donde la integridad estructural es primordial. Los ingenieros deben calcular la velocidad de flujo requerida utilizando fórmulas como:

$Q = A CDOT V$Q = A⋅V

tubo de acero de inmersión en caliente:

• $Q$ 

  Q es la velocidad de flujo (m³/h),

• $A$ 

  A es el área transversal de la tubería (m²),

• $v$ 

  v es la velocidad del flujo de agua (milisegundo).

El diámetro interno más grande de SCH 10 Las tuberías aumentan

$A$A, potencialmente permitiendo más alto

$Q$Q para lo mismo

$v$v, Pero esto debe estar equilibrado con las limitaciones de presión de la tubería.

Consideraciones de costo e instalación

SCH 10 Las tuberías son generalmente más rentables que SCH 40 tuberías debido a su menor contenido de material y peso. Esto puede dar lugar a ahorros significativos en proyectos a gran escala, donde se requieren miles de pies de tubería. Adicionalmente, el peso más ligero de Sch 10 Las tuberías reducen los costos de mano de obra y simplifican la instalación, particularmente en los sistemas aéreos donde el trabajo pesado es una preocupación.

SCH 40 tubería, Mientras que más caro, ofrecer una mayor durabilidad y a menudo se especifican en proyectos donde la confiabilidad a largo plazo es crítica, como en instalaciones industriales o edificios de gran altura. Las paredes más gruesas también permiten roscar, ranura, o soldadura, proporcionando una mayor flexibilidad en los métodos de unión en comparación con SCH 10 tubería, que generalmente se limitan a accesorios de giro lisos o de giro liso debido a sus paredes más delgadas.

Resistencia a la corrosión y longevidad

Ambos Sch 10 y Sch 40 Las tuberías se benefician de la galvanización en caliente, que proporciona una barrera robusta contra la corrosión. sin embargo, las paredes más delgadas de Sch 10 Las tuberías los hacen más vulnerables a la penetración de la corrosión con el tiempo, particularmente en ambientes con alta humedad o exposición química. SCH 40 tubería, con su mayor grosor material, ofrecer una vida útil más larga en tales condiciones, Como el acero puede soportar más corrosión antes de la falla.

Revestimientos patentados, mejorar la resistencia a la corrosión de ambos horarios, Pero su impacto es más significativo para SCH 10 tubería, donde las paredes más delgadas dependen en gran medida de la integridad del recubrimiento. El mantenimiento e inspecciones regulares son esenciales para ambos horarios para garantizar el rendimiento a largo plazo, particularmente en sistemas expuestos a agua estancada o condiciones ambientales duras.

Aplicaciones prácticas y consideraciones de la industria

ASTM A795 SCH 10 y Sch 40 Las tuberías se utilizan en una amplia gama de sistemas de protección contra incendios, Desde edificios residenciales hasta grandes instalaciones industriales. SCH 10 Las tuberías se usan comúnmente en aplicaciones comerciales y residenciales ligeras, donde se priorizan las clasificaciones de presión más bajas y los ahorros de costos. Por ejemplo, Un pequeño edificio de oficinas con un sistema de rociadores de tubería húmeda puede usar SCH 10 tuberías para entregar agua de manera eficiente mientras minimiza los costos de instalación.

SCH 40 Se prefieren tuberías en sistemas de alta presión, como el diluvio o los sistemas de preacción en plantas industriales, donde las tuberías deben soportar presiones más altas y posibles cargas sísmicas. Sus paredes más gruesas también las hacen adecuadas para aplicaciones que requieren rosca o soldadura, como en las redes de tuberías complejas con múltiples accesorios.

Normas de la industria, como NFPA 13 (Estándar para la instalación de sistemas de rociadores), Especifique el uso de tuberías ASTM A795 para protección contra incendios, con Sch 10 y Sch 40 siendo los horarios más comunes. Los contratistas deben garantizar el cumplimiento de los códigos de incendios locales, que puede imponer requisitos adicionales a la selección de tuberías, instalación, y pruebas.

ASTM A795 SCH 10 y Sch 40 Las tuberías de rociadores de incendios son componentes críticos de los sistemas de protección contra incendios, cada uno ofrece distintas ventajas basadas en sus características dimensionales y de rendimiento. SCH 10 tubería, con sus paredes más delgadas y menor peso, son rentables y adecuados para bajos- a aplicaciones de presión media, ofreciendo tasas de flujo ligeramente más altas debido a sus diámetros internos más grandes. SCH 40 tubería, con sus paredes más gruesas, proporcionar resistencia superior y resistencia a la presión, haciéndolos ideales para entornos de alta presión o de alta carga.

La elección entre Sch 10 y Sch 40 depende de una evaluación cuidadosa de los requisitos del sistema, incluyendo calificaciones de presión, necesidades de flujo, Restricciones de instalación, y consideraciones presupuestarias. Ambos horarios se benefician de los rigurosos estándares de ASTM A795 para la calidad del material, galvanizado, y pruebas, Asegurar la confiabilidad en las aplicaciones de protección contra incendios. Al comprender las especificaciones técnicas y las diferencias de rendimiento descritas en este artículo., Los ingenieros y contratistas pueden tomar decisiones informadas para optimizar la seguridad y la eficiencia de sus sistemas de rociadores de incendios.