Seleccionar las dimensiones correctas de las tuberías de acero es uno de los pasos más importantes al comprar o diseñar sistemas de tuberías. Las descripciones de tamaño incorrectas pueden provocar errores en los pedidos, retrasos en la instalación, aumento de costos y problemas de compatibilidad.
Las dimensiones de las tuberías de acero no están definidas únicamente por el diámetro exterior. También involucran el espesor de la pared, el tamaño nominal, la designación del programa y los estándares de fabricación. Comprender cómo funcionan juntos estos parámetros ayuda a los ingenieros, contratistas y equipos de adquisiciones a especificar el producto adecuado para aplicaciones de petróleo y gas, petroquímica, generación de energía, construcción e industriales.
Esta guía explica los elementos clave de las dimensiones de las tuberías de acero, incluidos NPS, DN, números de cédula, ASME B36.10, ASME B36.19 y los métodos correctos para describir los tamaños de las tuberías.
¿Qué define las dimensiones de las tuberías de acero?
Una especificación completa de tubería de acero normalmente contiene tres dimensiones principales:
Diámetro exterior (DE)
Espesor de pared (PE)
Longitud de la tubería
Estas dimensiones determinan:
Capacidad de soportar presión
Peso de la tubería
Características del flujo
Consumo de materiales
Costos de transporte e instalación.
Por ejemplo:
DE 114,3 mm × PESO 6,02 mm × Longitud 6 m
o
NPS 4" Sch 40
Ambas descripciones se refieren a un tamaño de tubería específico pero lo expresan de manera diferente.
Estándares de dimensiones de tuberías de acero
Las dimensiones internacionales de las tuberías de acero están estandarizadas principalmente por dos especificaciones ASME.
ASME B36.10
ASME B36.10 cubre dimensiones para:
tubos de acero al carbono
Tubos de acero aleado
Tuberías sin costura
Tuberías soldadas
Se utiliza comúnmente para:
Oleoductos
Gasoductos de gas natural
Sistemas de vapor
Transmisión de agua
Tuberías de procesos industriales
La norma especifica el diámetro exterior, el espesor de la pared, los números de cédula y el peso para varios tamaños de tubería.
ASME B36.19
ASME B36.19 se aplica específicamente a tuberías de acero inoxidable.
Incluye:
Tubería sin costura inoxidable
Tubería soldada de acero inoxidable
La mayoría de las dimensiones son similares a ASME B36.10, pero el acero inoxidable introduce las cédulas 5S, 10S, 40S y 80S, donde la "S" identifica el espesor de la pared de acero inoxidable.
Para tamaños de tubería más grandes (normalmente NPS 10 y superiores), el Schedule 40S tiene paredes más delgadas que el acero al carbono Schedule 40, por lo que es esencial especificar el estándar correcto al realizar el pedido.
Comprender el cronograma de tuberías
Un programa de tuberías (SCH) identifica el espesor de la pared en lugar del diámetro exterior.
Para un NPS determinado:
El diámetro exterior permanece constante.
Los números de programa más altos indican paredes más gruesas.
Las paredes más gruesas proporcionan una mayor resistencia a la presión.
Los horarios comunes incluyen:
Sch 5
Sch 10
Sch 20
Sch 30
Sch 40
Sch 60
Sch 80
Sch 100
Sch 120
Sch 140
Sch 160
Para el acero inoxidable, los programas comunes son:
Escuela 5S
Sch 10S
Sch 40S
Sch 80S
La selección del cronograma depende de la presión de operación, la temperatura, el margen de corrosión y los requisitos del código de diseño.
¿Por qué son tan comunes el Anexo 40 y el Anexo 80?
Entre todas las series de espesores de pared, las cédulas 40 y 80 son las especificadas con mayor frecuencia porque satisfacen una amplia gama de requisitos de presión industrial.
Estos programas están disponibles en numerosos estándares de materiales, que incluyen:
ASTM A106
ASTM A53
API 5L
ASTM A312
ASTM A333
Dependiendo de la aplicación, se puede suministrar el mismo número de cédula en acero al carbono, acero aleado o acero inoxidable.
NPS vs DN: ¿Cuál es la diferencia?
En todo el mundo se utilizan habitualmente dos sistemas de denominación.
NPS (tamaño nominal de tubería)
NPS es la designación norteamericana expresada en pulgadas.
Ejemplos:
NPS 2
NPS 4
NPS 8
NPS no representa el diámetro exterior real para tamaños de tubería más pequeños.
DN (diámetro nominal)
DN es la designación métrica internacional expresada en milímetros.
Ejemplos:
DN50
DN100
DN200
DN proporciona una referencia estandarizada para combinar tuberías, válvulas y accesorios, aunque no es el diámetro medido exacto.
¿Por qué el NPS no coincide con el diámetro exterior real?
Para tamaños de tubería de NPS 1/8 a NPS 12, el tamaño nominal no es igual al diámetro exterior real. Este sistema de denominación se originó a partir de prácticas históricas de fabricación de tuberías y se ha conservado para su estandarización.
A medida que aumentan los tamaños de las tuberías, la relación entre el tamaño nominal y el diámetro real se vuelve más sencilla, pero el tamaño nominal sigue siendo la convención internacional aceptada.
Clases de peso de tubos de acero
Antes de que los números del Anexo se adoptaran ampliamente, el espesor de la pared de la tubería se identificaba comúnmente mediante clases de peso:
STD (Peso estándar)
XS (Extrafuerte)
XXS (Doble Extra Fuerte)
Aunque los números del Anexo son ahora más comunes, estas designaciones todavía se utilizan en algunas especificaciones y documentos de proyecto.
Formas comunes de especificar dimensiones de tuberías de acero
Los tubos de acero se pueden describir en varios formatos aceptados:
Método 1: diámetro exterior × espesor de pared
Ejemplo:
88,9 × 5,49 milímetros
114,3 × 6,02 milímetros
Método 2: NPS × Horario
Ejemplo:
NPS 3 Sch 40
NPS 6 Sch 80
Método 3: NPS × Clase de peso
Ejemplo:
NPS 4 ETS
NPS6 XS
Método 4: diámetro exterior × peso
Comúnmente utilizado en América del Norte:
3½" × 16,8 libras/pie
Este método indica directamente tanto el diámetro de la tubería como el peso unitario.
Elegir el tamaño de tubería correcto
Antes de realizar un pedido, verifique:
Estándar dimensional aplicable (ASME B36.10 o B36.19)
Material de la tubería
Diámetro exterior
Espesor de pared o Horario
Longitud de la tubería
Requisitos de presión
Método de fabricación (sin costura o soldado)
Proporcionar especificaciones completas minimiza los errores de adquisición y garantiza la compatibilidad con accesorios, bridas y válvulas.
Conclusión
Comprender las dimensiones de las tuberías de acero es esencial para seleccionar la solución de tuberías correcta. Si bien el diámetro exterior, el espesor de la pared, la cédula, el NPS y el DN pueden parecer complejos al principio, trabajan juntos para definir el rendimiento, la capacidad de presión y la compatibilidad de una tubería. Al seguir estándares reconocidos internacionalmente como ASME B36.10 y ASME B36.19, los compradores e ingenieros pueden comunicar las especificaciones con precisión, reducir los errores en los pedidos y garantizar un funcionamiento confiable en sistemas de tuberías de petróleo y gas, petroquímicos, generación de energía, construcción e industriales.
Preguntas frecuentes
1. ¿Qué determina las dimensiones de los tubos de acero?
Las dimensiones de las tuberías de acero se definen por el diámetro exterior (OD), el espesor de la pared (WT) y la longitud de la tubería, junto con estándares como ASME B36.10 o ASME B36.19.
2. ¿Cuál es la diferencia entre NPS y DN?
NPS es el tamaño nominal de tubería basado en pulgadas que se utiliza principalmente en América del Norte, mientras que DN es el diámetro nominal métrico utilizado internacionalmente.
3. ¿El Anexo indica el diámetro de la tubería?
No. El horario representa el espesor de la pared. Las tuberías con el mismo NPS tienen el mismo diámetro exterior pero diferentes espesores de pared según el programa.
4. ¿Cuál es la diferencia entre ASME B36.10 y ASME B36.19?
ASME B36.10 cubre tuberías de acero al carbono y aleados, mientras que ASME B36.19 especifica dimensiones para tuberías de acero inoxidable, incluidas las cédulas 5S, 10S, 40S y 80S.
5. ¿Cómo se deben especificar los tamaños de las tuberías de acero?
Los métodos más comunes son OD × WT, NPS × Horario o NPS × Clase de peso, según los requisitos del proyecto y las prácticas regionales.
