A795 Ống phun lửa bằng thép | SCH 10 và sch 40 vòi phun lửa

Giới thiệu về ống phun lửa ASTM A795

Hệ thống phun nước chữa cháy rất quan trọng để bảo vệ cuộc sống và tài sản, và các đường ống được sử dụng trong các hệ thống này phải đáp ứng các tiêu chuẩn chính xác để đảm bảo độ tin cậy trong điều kiện khắc nghiệt. ASTM A795 chỉ định các yêu cầu cho cả ống hàn và dây thép liền kề màu đen và nóng. Những đường ống này được thiết kế để vận chuyển nước, khí, hoặc phương tiện dập tắt khác trong ướt, khô, Phương hiệu, hoặc hệ thống phun nước Deluge. Tiêu chuẩn bao gồm các đường ống trong NPS 1/2 để NPS 10, với độ dày tường được xác định bởi các lịch trình như SCH 10 và sch 40, mà chỉ ra khả năng của đường ống để chịu được áp lực, sự ăn mòn, và ứng suất nhiệt.

Tiêu chuẩn ASTM A795 nhấn mạnh chất lượng vật liệu, độ chính xác chiều, và thử nghiệm nghiêm ngặt để đảm bảo an toàn và hiệu suất. Hai lớp được chỉ định: Lớp A và Lớp B. Ống cấp B trải qua điều trị nhiệt sau chiến dịch ở mức tối thiểu 1000 ° F (540° C) để loại bỏ martensite chưa được, một cấu trúc vi mô giòn có thể làm tổn hại đến tính toàn vẹn của đường ống. Điều trị này giúp tăng cường sức mạnh và độ bền của đường ống, làm cho lớp B đặc biệt phù hợp cho các ứng dụng yêu cầu. Ngoài ra, ASTM A795 bắt buộc lớp phủ bảo vệ, chẳng hạn như mạ kẽm nhúng nóng, để cung cấp khả năng chống ăn mòn, với trọng lượng lớp phủ kẽm tối thiểu của 1.5 oz/ft² (0.46 kg/m2) Để đảm bảo tuổi thọ trong môi trường khắc nghiệt.

SCH 10 và sch 40 Ống khác nhau chủ yếu ở độ dày tường của chúng, ảnh hưởng đến xếp hạng áp lực của họ, cân nặng, và sự phù hợp cho các ứng dụng phòng cháy chữa cháy cụ thể. SCH 10 Ống được coi là nhẹ, với những bức tường mỏng hơn, Trong khi Sch 40 Ống có tường dày hơn, Cung cấp sức mạnh và sức cản áp lực lớn hơn. Bài viết này đi sâu vào các thông số kỹ thuật, Số liệu hiệu suất, và những cân nhắc thực tế của hai lịch trình này, được hỗ trợ bởi các bảng chi tiết và phân tích khoa học về sự khác biệt của chúng.

Kích thước ống và thông số kỹ thuật kích thước

Kích thước của ống phun lửa ASTM A795 rất quan trọng để đảm bảo khả năng tương thích với các phụ kiện, tốc độ dòng chảy thích hợp, và tính toàn vẹn cấu trúc trong hệ thống phòng cháy chữa cháy. Kích thước ống được thể hiện bằng kích thước ống danh nghĩa (NPS), tương ứng với đường kính bên trong gần đúng của đường ống, và độ dày tường được xác định bởi lịch trình. SCH 10 và sch 40 ống có sẵn trong NPS 1/2 để NPS 10, Nhưng độ dày tường của chúng khác nhau đáng kể, tác động đến trọng lượng của họ, công suất áp lực, và yêu cầu cài đặt.

Dưới đây là so sánh chi tiết về SCH 10 và sch 40 Kích thước ống, trọng lượng, và áp lực kiểm tra, theo quy định của ASTM A795 và được tham chiếu từ các tiêu chuẩn ngành như ASME B36.10M. Dữ liệu có nguồn gốc từ các nhà sản xuất đáng tin cậy như Abtersteel.

Bàn 1: Kích thước, Trọng lượng, và áp lực kiểm tra cho ASTM A795 SCH 10 và sch 40 ống

Nguồn: Thích nghi từ ASTM A795 và ASME B36.10M, Theo quy định của ABTERSteel.

Phân tích sự khác biệt về chiều

Bảng nêu bật sự khác biệt chính giữa SCH 10 và sch 40 ống. SCH 10 Ống có tường mỏng hơn, dẫn đến trọng lượng thấp hơn trên mỗi đơn vị chiều dài, giúp chúng dễ dàng hơn để xử lý và cài đặt. Ví dụ, NPS 2 inch SCH 10 ống có độ dày tường của 0.109 inch và nặng 2.64 lb/ft, Trong khi cùng kích thước trong sch 40 có độ dày tường của 0.154 inch và nặng 3.65 lb/ft. Sự khác biệt này trở nên rõ rệt hơn ở kích thước lớn hơn, chẳng hạn như NP 8 inch, Trường hợp Sch 10 Cân 16.94 LB/FT so với SCH 40 28.55 lb/ft.

SCH 40 ống, với những bức tường dày hơn của họ, Cung cấp tính toàn vẹn cấu trúc và khả năng chống áp lực lớn hơn, làm cho chúng phù hợp cho các ứng dụng yêu cầu sức mạnh cao hơn. Tuy nhiên, Trọng lượng tăng có thể làm phức tạp việc cài đặt và tăng chi phí vật liệu. Cả hai lịch trình đều được kiểm tra áp suất thủy tĩnh tương tự cho các kích thước nhỏ hơn (ví dụ., 700–1000 psi cho NPS 1/2 đến 4), Nhưng Sch 40 Ống có thể có áp lực thử nghiệm thấp hơn một chút ở kích thước lớn hơn (ví dụ., 850 PSI cho NPS 5 và 6) Do những bức tường dày hơn của chúng, cung cấp sức mạnh vốn có.

Sự lựa chọn giữa sch 10 và sch 40 phụ thuộc vào các yêu cầu cụ thể của hệ thống phun nước lửa, bao gồm xếp hạng áp lực, tốc độ dòng chảy, và các ràng buộc cài đặt. SCH 10 Ống thường được sử dụng ở mức thấp- đến các hệ thống áp suất trung bình, Trong khi Sch 40 Ống được ưu tiên cho môi trường áp suất cao hoặc tải cao.

Yêu cầu vật liệu và lớp phủ

Các đường ống ASTM A795 được làm từ thép carbon, với các tính chất hóa học và cơ học cụ thể được xác định cho các lớp A và B. Lớp A phù hợp cho các ứng dụng chung, Trong khi lớp b, với điều trị nhiệt sau khi hàn, cung cấp sức mạnh và độ bền nâng cao. Tiêu chuẩn yêu cầu các đường ống có màu đen (không tráng) hoặc mạ kẽm nhúng nóng để cung cấp khả năng chống ăn mòn. Mạ kẽm liên quan đến việc nhúng ống vào kẽm nóng chảy để tạo ra một lớp phủ bảo vệ với trọng lượng tối thiểu của 1.5 oz/ft² (0.46 kg/m2), Đảm bảo độ bền trong cả môi trường trong nhà và ngoài trời.

Kháng ăn mòn và thông số kỹ thuật của lớp phủ

Quá trình mạ điện rất quan trọng đối với các ống phun lửa, vì nó bảo vệ chống lại rỉ sét và ăn mòn, có thể thỏa hiệp khả năng cung cấp nước của đường ống một cách hiệu quả. ASTM A795 chỉ định rằng lớp phủ kẽm phải không có khuyết tật như khu vực không tráng, vỉ, Tiền gửi thông lượng, hoặc tiền gửi kẽm nặng có thể can thiệp vào hiệu suất của đường ống. Ví dụ, không được phép cho các cục hoặc dự đoán trong lớp phủ, vì chúng có thể cản trở dòng nước hoặc ảnh hưởng đến khả năng tương thích phù hợp.

SCH 10 và sch 40 cả hai đường ống đều được hưởng lợi từ việc mạ điện, Nhưng những bức tường mỏng hơn của sch 10 Ống làm cho chất lượng lớp phủ đặc biệt quan trọng. Một bức tường mỏng hơn dễ bị xâm nhập ăn mòn hơn, Vì vậy, lớp kẽm phải được áp dụng đồng đều để đảm bảo bảo vệ lâu dài. SCH 40 ống, với những bức tường dày hơn của họ, cung cấp một lớp độ bền bổ sung, vì bản thân thép cung cấp nhiều vật liệu hơn để chống ăn mòn trước khi thất bại.

Lớp phủ thay thế, chẳng hạn như sơn mài đen, epoxy, hoặc lớp phủ kháng khuẩn như lớp phủ PE, có thể được áp dụng dựa trên các yêu cầu dự án. Những lớp phủ này tăng cường khả năng chống ăn mòn do vi sinh vật (MIC), đó có thể là một mối quan tâm trong hệ thống nước trì trệ. Các nhà sản xuất như Bull Moose Tube và Wheatland Tube cung cấp các lớp phủ độc quyền vượt quá các yêu cầu của ASTM A795, Cung cấp bảo vệ bổ sung cho cả hai SCH 10 và sch 40 ống.

Tính chất cơ học

Tính chất cơ học của đường ống ASTM A795, bao gồm sức mạnh năng suất, độ bền kéo, ly giác, và độ cứng, rất quan trọng để đảm bảo hiệu suất dưới áp suất và ứng suất nhiệt. Ống hạng B., với các đường nối hàn được xử lý nhiệt của chúng, Triển lãm sức mạnh kéo cao (thường 60,000 Tối thiểu PSI) so với lớp A (48,000 Tối thiểu PSI). Điều này làm cho lớp B. 40 Ống đặc biệt phù hợp cho các hệ thống áp suất cao, trong đó các bức tường dày hơn và tính chất vật liệu nâng cao cung cấp tỷ lệ an toàn lớn hơn.

SCH 10 ống, trong khi nhẹ hơn, có xếp hạng áp suất thấp hơn do các bức tường mỏng hơn của chúng. Tuy nhiên, Tính chất cơ học của chúng là đủ cho hầu hết các ứng dụng phun lửa, đặc biệt là trong các hệ thống có áp lực hoạt động thấp hơn. Sự lựa chọn giữa sch 10 và sch 40 Phải xem xét sự cân bằng giữa sức mạnh vật chất, cân nặng, và chi phí, với sch 40 Cung cấp sự mạnh mẽ hơn với chi phí tăng chi phí vật liệu và lắp đặt.

Thử nghiệm và đảm bảo chất lượng

ASTM A795 bắt buộc thử nghiệm nghiêm ngặt để đảm bảo chất lượng và độ tin cậy của ống phun lửa. Hai phương pháp thử nghiệm chính được chỉ định: Thử nghiệm thủy tĩnh và thử nghiệm điện không phá hủy (NDT). Thử nghiệm thủy tĩnh liên quan đến việc lấp đầy đường ống và chịu áp lực cao để phát hiện rò rỉ hoặc điểm yếu trong thành ống. NDT, một phương pháp thay thế, sử dụng dòng điện để xác định các khuyết tật mà không làm hỏng đường ống, Cung cấp thời gian thử nghiệm nhanh hơn và ít gián đoạn hơn đối với lịch trình xây dựng.

Kiểm tra thủy tĩnh

Thử nghiệm thủy tĩnh là một biện pháp kiểm soát chất lượng quan trọng cho cả hai SCH 10 và sch 40 ống. Áp lực thử nghiệm, như thể hiện trong Bảng 1, phạm vi từ 700 đến 1000 psi cho hầu hết các kích cỡ, Đảm bảo rằng các đường ống có thể chịu được những áp lực gặp phải trong hệ thống phun nước chữa cháy. SCH 10 ống, với những bức tường mỏng hơn của họ, yêu cầu kiểm tra cẩn thận để đảm bảo rằng chúng đáp ứng các yêu cầu áp lực này mà không bị biến dạng hoặc thất bại. SCH 40 ống, với những bức tường dày hơn của họ, vốn dĩ cung cấp khả năng chống áp lực lớn hơn, Nhưng họ vẫn phải chịu cùng một thử nghiệm nghiêm ngặt để đảm bảo tính nhất quán.

Thử nghiệm điện không phá hủy (NDT)

NDT đặc biệt có giá trị trong ngành công nghiệp phun nước chữa cháy, vì nó cho phép nhanh chóng, Thử nghiệm không xâm lấn của các mối hàn và vật liệu ống. Phương pháp này đặc biệt hiệu quả để phát hiện các khiếm khuyết trong khu vực hàn của MÌN (điện trở hàn) ống, là phổ biến trong cả hai sch 10 và sch 40 cấu hình. ASTM A795 yêu cầu mỗi ống được kiểm tra riêng lẻ nếu NDT được sử dụng, đảm bảo rằng không có khuyết điểm nào không bị phát hiện. Việc sử dụng NDT ngày càng trở nên phổ biến do hiệu quả và độ tin cậy của nó, đặc biệt đối với các dự án quy mô lớn, nơi thời gian là yếu tố quan trọng.

Dẹt thử nghiệm

Bài kiểm tra phẳng là một yêu cầu quan trọng khác của ASTM A795, được thiết kế để đánh giá độ dẻo và âm thanh của đường ống. Bài kiểm tra liên quan đến việc làm phẳng đường ống giữa các tấm song song trong ba giai đoạn:

1. Độ dẻo của mối hàn: Ống được làm phẳng cho đến khi khoảng cách giữa các tấm nhỏ hơn hai phần ba đường kính bên ngoài ban đầu, Kiểm tra vết nứt hoặc vỡ trong mối hàn.
2. Độ dẻo độc quyền của mối hàn: Ống được làm phẳng thêm cho đến khi khoảng cách nhỏ hơn một phần ba đường kính bên ngoài ban đầu, Đảm bảo cơ thể ống vẫn còn nguyên vẹn.
3. Âm thanh: Ống được làm phẳng cho đến khi nó bị vỡ hoặc các bức tường đối diện gặp nhau, Xác minh tính toàn vẹn tổng thể của vật liệu.

Cả Sch 10 và sch 40 Ống phải vượt qua bài kiểm tra này, Nhưng những bức tường mỏng hơn của sch 10 đường ống làm cho chúng dễ bị biến dạng hơn, yêu cầu sản xuất chính xác để đáp ứng các yêu cầu tiêu chuẩn. SCH 40 ống, với độ dày lớn hơn của chúng, thường thể hiện hiệu suất tốt hơn trong bài kiểm tra phẳng, phản ánh tính toàn vẹn cấu trúc nâng cao của họ.

Phân tích hiệu suất: SCH 10 vs. SCH 40

Sự lựa chọn giữa sch 10 và sch 40 Đường ống ASTM A795 phụ thuộc vào một số yếu tố, bao gồm áp lực hệ thống, yêu cầu dòng chảy, Các ràng buộc cài đặt, và cân nhắc ngân sách. Dưới đây là so sánh chi tiết về đặc điểm hiệu suất của họ, được hỗ trợ bởi phân tích khoa học.

Áp lực và khả năng tải

SCH 40 ống, với những bức tường dày hơn của họ, có xếp hạng áp suất cao hơn và khả năng chịu tải trọng hơn SCH 10 ống. Ví dụ, trong ống NPS 4 inch, sch 40 Độ dày tường của 0.237 inch cung cấp sức mạnh lớn hơn đáng kể so với sch 10 Độ dày tường của 0.120 inch. Điều này làm cho Sch 40 Ống lý tưởng cho các hệ thống hoặc ứng dụng áp suất cao cần có niềng răng địa chấn, nơi đường ống phải chịu được các lực bên trong một trận động đất.

SCH 10 ống, trong khi ít mạnh mẽ hơn, đủ cho thấp- đến các hệ thống áp suất trung bình, chẳng hạn như hệ thống phun nước chữa cháy thương mại dân cư hoặc hạng nhẹ. Bức tường mỏng hơn của chúng làm giảm chi phí vật liệu và cân nặng, làm cho chúng dễ dàng hơn để xử lý và cài đặt. Tuy nhiên, Họ có thể yêu cầu hỗ trợ bổ sung trong môi trường tải cao để ngăn ngừa biến dạng.

Đặc điểm dòng chảy

Đường kính bên trong của đường ống ảnh hưởng đến khả năng dòng chảy của nó, Điều này rất quan trọng để cung cấp nước hiệu quả trong hệ thống phun nước chữa cháy. SCH 10 ống, với những bức tường mỏng hơn của họ, có đường kính bên trong lớn hơn một chút so với sch 40 ống của cùng một NP. Ví dụ, NPS 2 inch SCH 10 Ống có đường kính bên trong xấp xỉ 2.157 inch, so với 2.067 inch cho sch 40. Sự khác biệt này dẫn đến tốc độ dòng chảy cao hơn một chút đối với SCH 10 ống, có thể là lợi thế trong các hệ thống trong đó tối đa hóa việc cung cấp nước là ưu tiên.

Tuy nhiên, Sự khác biệt về khả năng dòng chảy thường là tối thiểu và có thể không biện minh cho việc chọn SCH 10 trên Sch 40 trong các hệ thống áp suất cao, trong đó tính toàn vẹn cấu trúc là tối quan trọng. Các kỹ sư phải tính toán tốc độ dòng yêu cầu bằng cách sử dụng các công thức như:

$Q = a cdot v$Q = A⋅V

Ở đâu:

• $Q$ 

  Q là tốc độ dòng chảy (m³/h),

• $A$ 

  A là khu vực cắt ngang của đường ống (m²),

• $v$ 

  v Vận tốc của dòng nước có phải không (bệnh đa xơ cứng).

Đường kính bên trong lớn hơn của SCH 10 Ống tăng

$A$A, có khả năng cho phép cao hơn

$Q$Q cho cùng một

$v$v, Nhưng điều này phải được cân bằng với các giới hạn áp suất của đường ống.

Cân nhắc về chi phí và cài đặt

SCH 10 Ống thường có hiệu quả chi phí hơn SCH 40 ống do hàm lượng vật liệu và trọng lượng thấp hơn của chúng. Điều này có thể dẫn đến tiết kiệm đáng kể trong các dự án quy mô lớn, nơi cần hàng ngàn feet ống. Ngoài ra, trọng lượng nhẹ hơn của sch 10 Ống giảm chi phí lao động và đơn giản hóa việc cài đặt, Đặc biệt trong các hệ thống trên cao, nơi việc nâng nặng là một mối quan tâm.

SCH 40 ống, trong khi đắt hơn, Cung cấp độ bền lớn hơn và thường được chỉ định trong các dự án trong đó độ tin cậy lâu dài là rất quan trọng, chẳng hạn như trong các cơ sở công nghiệp hoặc các tòa nhà cao tầng. Các bức tường dày hơn cũng cho phép xâu chuỗi, rãnh, hoặc hàn, Cung cấp tính linh hoạt hơn trong các phương pháp tham gia so với SCH 10 ống, thường được giới hạn ở các phụ kiện cuối cùng hoặc cuối cùng do các bức tường mỏng hơn của chúng.

Kháng ăn mòn và tuổi thọ

Cả Sch 10 và sch 40 Ống được hưởng lợi từ việc mạ điện nhúng nóng, cung cấp một rào cản mạnh mẽ chống ăn mòn. Tuy nhiên, những bức tường mỏng hơn của sch 10 Ống làm cho chúng dễ bị xâm nhập ăn mòn theo thời gian, đặc biệt trong môi trường có độ ẩm cao hoặc tiếp xúc hóa học. SCH 40 ống, với độ dày vật liệu lớn hơn của chúng, Cung cấp một cuộc sống phục vụ lâu hơn trong các điều kiện như vậy, Như thép có thể chịu được sự ăn mòn nhiều hơn trước khi thất bại.

Lớp phủ độc quyền, Tăng cường khả năng chống ăn mòn của cả hai lịch trình, Nhưng tác động của chúng có ý nghĩa hơn đối với SCH 10 ống, nơi các bức tường mỏng hơn phụ thuộc rất nhiều vào tính toàn vẹn của lớp phủ. Bảo trì và kiểm tra thường xuyên là điều cần thiết cho cả hai lịch trình để đảm bảo hiệu suất dài hạn, đặc biệt trong các hệ thống tiếp xúc với nước tù đọng hoặc điều kiện môi trường khắc nghiệt.

Ứng dụng thực tế và các cân nhắc trong ngành

ASTM A795 Sch 10 và sch 40 Ống được sử dụng trong một loạt các hệ thống phòng cháy chữa cháy, Từ các tòa nhà dân cư đến các cơ sở công nghiệp lớn. SCH 10 Ống thường được sử dụng trong các ứng dụng thương mại và dân cư nhẹ, Trường hợp xếp hạng áp lực thấp hơn và tiết kiệm chi phí được ưu tiên. Ví dụ, Một tòa nhà văn phòng nhỏ với hệ thống phun nước ống ướt có thể sử dụng SCH 10 ống để cung cấp nước hiệu quả trong khi giảm thiểu chi phí lắp đặt.

SCH 40 Ống được ưa thích trong các hệ thống áp suất cao, chẳng hạn như hệ thống Deluge hoặc Preacction trong các nhà máy công nghiệp, Trường hợp các đường ống phải chịu được áp lực cao hơn và tải địa chấn tiềm năng. Những bức tường dày hơn của chúng cũng làm cho chúng phù hợp cho các ứng dụng yêu cầu luồng hoặc hàn, chẳng hạn như trong các mạng đường ống phức tạp với nhiều phụ kiện.

Tiêu chuẩn công nghiệp, chẳng hạn như NFPA 13 (Tiêu chuẩn cho việc lắp đặt hệ thống phun nước), Chỉ định việc sử dụng các đường ống ASTM A795 để bảo vệ hỏa hoạn, với sch 10 và sch 40 là lịch trình phổ biến nhất. Các nhà thầu phải đảm bảo tuân thủ mã lửa địa phương, có thể áp đặt các yêu cầu bổ sung về lựa chọn đường ống, cài đặt, và thử nghiệm.

ASTM A795 Sch 10 và sch 40 Các ống phun nước chữa cháy đều là thành phần quan trọng của hệ thống phòng cháy chữa cháy, Mỗi người cung cấp các lợi thế khác nhau dựa trên các đặc điểm hiệu suất và chiều của chúng. SCH 10 ống, với những bức tường mỏng hơn và trọng lượng thấp hơn, có hiệu quả về chi phí và phù hợp cho thấp- đến các ứng dụng áp suất trung bình, Cung cấp tốc độ dòng chảy cao hơn một chút do đường kính bên trong lớn hơn của chúng. SCH 40 ống, với những bức tường dày hơn của họ, Cung cấp sức mạnh vượt trội và sức cản áp lực, Làm cho chúng trở nên lý tưởng cho môi trường áp suất cao hoặc tải cao.

Sự lựa chọn giữa sch 10 và sch 40 phụ thuộc vào việc đánh giá cẩn thận các yêu cầu hệ thống, bao gồm xếp hạng áp lực, nhu cầu dòng chảy, Các ràng buộc cài đặt, và cân nhắc ngân sách. Cả hai lịch trình đều được hưởng lợi từ các tiêu chuẩn nghiêm ngặt của ASTM A795 về chất lượng vật liệu, mạ điện, và thử nghiệm, Đảm bảo độ tin cậy trong các ứng dụng phòng cháy chữa cháy. Bằng cách hiểu các thông số kỹ thuật và sự khác biệt về hiệu suất được nêu trong bài viết này, Các kỹ sư và nhà thầu có thể đưa ra quyết định sáng suốt để tối ưu hóa sự an toàn và hiệu quả của hệ thống phun nước chữa cháy của họ.