A795 Tubo di irrigazione antincendio in acciaio | SCH 10 e sch 40 Sprinkler di fuoco

Introduzione al tubo di irrigatore del fuoco ASTM A795

I sistemi di sprinkler di fuoco sono fondamentali per salvaguardare vite e proprietà, e i tubi utilizzati in questi sistemi devono soddisfare gli standard esatti per garantire l'affidabilità in condizioni estreme. ASTM A795 Specifica i requisiti per i tubi in acciaio saldati e senza soluzione di continuità in nero che per la protezione antincendio. Questi tubi sono progettati per trasportare acqua, gas, o altri media estinguiti in bagni, Asciutto, preazione, o Sistemi di irrigazione del diluvio. I tubi di copertura standard in NPS 1/2 per NPS 10, con spessori della parete definiti da programmi come sch 10 e sch 40, che determina la capacità del tubo di resistere alla pressione, corrosione, e stress termico.

Lo standard ASTM A795 enfatizza la qualità del materiale, precisione dimensionale, e test rigorosi per garantire sicurezza e prestazioni. Vengono specificati due gradi: Grado A e grado B. I tubi di grado B sono sottoposti a trattamento termico post-salvataggio ad un minimo di 1000 ° F (540° C) per eliminare la martensite non temicata, Una fragile microstruttura che può compromettere l'integrità dei tubi. Questo trattamento migliora la resistenza e la durata del tubo, Rendere il grado B particolarmente adatto per applicazioni esigenti. Inoltre, ASTM A795 impone i rivestimenti protettivi, come la zincatura a caldo, Per fornire resistenza alla corrosione, con un peso minimo di rivestimento di zinco di 1.5 Oz/ft² (0.46 kg/m²) per garantire la longevità in ambienti difficili.

SCH 10 e sch 40 I tubi differiscono principalmente nello spessore della parete, che influenza le loro valutazioni di pressione, peso, e idoneità per specifiche applicazioni di protezione antincendio. SCH 10 I tubi sono considerati leggeri, con pareti più sottili, Mentre Sch 40 I tubi hanno pareti più spesse, Offrire una maggiore resistenza alla forza e alla pressione. Questo articolo approfondisce le specifiche tecniche, Metriche di performance, e considerazioni pratiche di questi due programmi, supportato da tabelle dettagliate e un'analisi scientifica delle loro differenze.

Dimensioni del tubo e specifiche dimensionali

Le dimensioni dei tubi dell'irrigatore del fuoco ASTM A795 sono fondamentali per garantire la compatibilità con i raccordi, portate adeguate, e integrità strutturale nei sistemi di protezione antincendio. Le dimensioni del tubo sono espresse in dimensioni nominali del tubo (NPS), che corrisponde al diametro interno approssimativo del tubo, e lo spessore della parete è definito dal programma. SCH 10 e sch 40 I tubi sono disponibili in NPS 1/2 per NPS 10, Ma i loro spessori del muro differiscono in modo significativo, influire sul loro peso, Capacità di pressione, e requisiti di installazione.

Di seguito è riportato un confronto dettagliato di sch 10 e sch 40 dimensioni delle tubazioni, pesi, e pressioni di prova, Come specificato da ASTM A795 e citato da standard del settore come ASME B36.10m. I dati provengono da produttori affidabili come Abtersteel.

tavolo 1: Dimensioni, Pesi, e pressioni di prova per ASTM A795 SCH 10 e sch 40 Pipes

fonte: Adattato da ASTM A795 e ASME B36.10m, come previsto da Abtersteel.

Analisi delle differenze dimensionali

La tabella evidenzia le differenze chiave tra sch 10 e sch 40 tubi. SCH 10 I tubi hanno pareti più sottili, con conseguente peso inferiore per unità di lunghezza, Il che li rende più facili da gestire e installare. Per esempio, uno sch nps da 2 pollici 10 Il tubo ha uno spessore della parete di 0.109 pollici e pesa 2.64 lb/ft, mentre le stesse dimensioni in sch 40 ha uno spessore della parete di 0.154 pollici e pesa 3.65 lb/ft. Questa differenza diventa più pronunciata in dimensioni più grandi, come NP da 8 pollici, dove sch 10 pesa 16.94 lb/ft rispetto a sch 40 28.55 lb/ft.

SCH 40 tubi, con le loro pareti più spesse, offrire una maggiore integrità strutturale e resistenza alla pressione, renderli adatti per applicazioni che richiedono una maggiore resistenza. tuttavia, L'aumento del peso può complicare l'installazione e aumentare i costi del materiale. Entrambi i programmi sono testati su pressioni idrostatiche simili per dimensioni più piccole (per esempio., 700–1000 psi per NPS 1/2 A 4), Ma sch 40 I tubi possono avere pressioni di prova leggermente più basse in dimensioni più grandi (per esempio., 850 psi per NPS 5 e 6) A causa delle loro pareti più spesse, che forniscono una forza intrinseca.

La scelta tra sch 10 e sch 40 Dipende dai requisiti specifici del sistema di irrigazione antincendio, comprese le valutazioni della pressione, portate, e vincoli di installazione. SCH 10 I tubi sono spesso usati in basso- ai sistemi di media pressione, Mentre Sch 40 I tubi sono preferiti per ambienti ad alta pressione o ad alto carico.

Requisiti di materiale e rivestimento

I tubi ASTM A795 sono realizzati in acciaio al carbonio, con proprietà chimiche e meccaniche specifiche definite per i gradi A e B. Il grado A è adatto per applicazioni generali, mentre il grado B, con il suo trattamento termico post-salvato, Offre resistenza e durata migliorate. Lo standard richiede che i tubi siano neri (non rivestito) o galvanizzato a caldo per fornire resistenza alla corrosione. La zincatura implica immergere il tubo in zinco fuso per creare un rivestimento protettivo con un peso minimo di 1.5 Oz/ft² (0.46 kg/m²), Garantire la durata in ambienti sia interni che esterni.

Resistenza alla corrosione e specifiche di rivestimento

Il processo di galvanizzazione è fondamentale per i tubi dell'irrigatore del fuoco, mentre protegge dalla ruggine e dalla corrosione, che può compromettere la capacità del tubo di fornire acqua in modo efficace. ASTM A795 Specifica che il rivestimento di zinco deve essere privo di difetti come le aree non rivestite, vesciche, depositi di flusso, o depositi di zinco pesanti che potrebbero interferire con le prestazioni del tubo. Per esempio, Non sono consentite grumi o proiezioni nel rivestimento, poiché potrebbero ostruire il flusso d'acqua o influenzare la compatibilità.

SCH 10 e sch 40 I tubi beneficiano entrambi della galvanizzazione, Ma le pareti più sottili di sch 10 i tubi rendono la qualità del rivestimento particolarmente importante. Una parete più sottile è più suscettibile alla penetrazione della corrosione, Quindi lo strato di zinco deve essere applicato uniformemente per garantire una protezione a lungo termine. SCH 40 tubi, con le loro pareti più spesse, offrire un ulteriore livello di durata, Poiché l'acciaio stesso fornisce più materiale per resistere alla corrosione prima del fallimento.

Rivestimenti alternativi, come lacca nera, resina epossidica, o rivestimenti antimicrobici come il rivestimento PE, può essere applicato in base ai requisiti del progetto. Questi rivestimenti migliorano la resistenza alla corrosione indotta da microbici (MICROFONO), che può essere una preoccupazione nei sistemi idrici stagnanti. I produttori come Bull Moose Tube e Wheatland Tube offrono rivestimenti proprietari che superano i requisiti ASTM A795, Fornire ulteriore protezione per entrambi i SCH 10 e sch 40 tubi.

Proprietà meccaniche

Le proprietà meccaniche dei tubi ASTM A795, compresa la resistenza alla snervamento, resistenza alla trazione, allungamento, Vengono prodotti diversi tipi di acciaio in base alle proprietà meccaniche e fisiche richieste per la loro applicazione, sono fondamentali per garantire le prestazioni sotto pressione e stress termico. Tubi di grado B., con le loro cuciture di saldatura trattate con calore, mostra una resistenza alla trazione superiore (tipicamente 60,000 PSI Minimo) Rispetto al grado A (48,000 PSI Minimo). Questo rende il grado B sch 40 tubi particolarmente adatti per sistemi ad alta pressione, Dove le pareti più spesse e le proprietà del materiale migliorate forniscono maggiori margini di sicurezza.

SCH 10 tubi, Mentre più leggero, avere valutazioni di pressione più basse a causa delle loro pareti più sottili. tuttavia, Le loro proprietà meccaniche sono sufficienti per la maggior parte delle applicazioni di irrigazione antincendio, Soprattutto nei sistemi con pressioni operative più basse. La scelta tra sch 10 e sch 40 deve considerare l'equilibrio tra la resistenza del materiale, peso, e costo, con sch 40 Offrire una maggiore robustezza a spese di aumento del materiale e costi di installazione.

Test e garanzia di qualità

ASTM A795 impone test rigorosi per garantire la qualità e l'affidabilità dei tubi dell'irrigatore del fuoco. Sono specificati due metodi di test primari: Test idrostatici e test elettrici non distruttivi (NDT). Il test idrostatico prevede il riempimento del tubo con acqua e lo sottopongono ad alta pressione per rilevare perdite o debolezze nella parete del tubo. NDT, un metodo alternativo, Utilizza correnti elettriche per identificare i difetti senza danneggiare il tubo, Offrire tempi di test più veloci e meno interruzioni per gli orari delle costruzioni.

La prova idrostatica

Il test idrostatico è una misura di controllo della qualità critica per entrambi 10 e sch 40 tubi. Le pressioni di prova, come mostrato in Tabella 1, gamma da 700 A 1000 psi per la maggior parte delle dimensioni, Garantire che i tubi possano resistere alle pressioni incontrate nei sistemi di irrigazione antincendio. SCH 10 tubi, con le loro pareti più sottili, richiedono test attenti per garantire che soddisfino questi requisiti di pressione senza deformazione o fallimento. SCH 40 tubi, con le loro pareti più spesse, fornire intrinsecamente una maggiore resistenza alla pressione, Ma sono ancora soggetti allo stesso test rigoroso per garantire coerenza.

Test elettrici non distruttivi (NDT)

NDT è particolarmente prezioso nel settore degli sprinkler, come consente rapido, Test non invasivi di saldature e materiale del tubo. Questo metodo è particolarmente efficace per rilevare difetti nell'area di saldatura di ERW (resistenza elettrica saldata) tubi, che sono comuni in entrambi i sch 10 e sch 40 configurazioni. ASTM A795 richiede che ogni tubo venga testato singolarmente se viene utilizzato NDT, Garantire che nessun difetti non venga rilevato. L'uso di NDT sta diventando sempre più comune a causa della sua efficienza e affidabilità, in particolare per progetti su larga scala in cui il tempo è un fattore critico.

Prova di spianatura

Il test di appiattimento è un altro requisito chiave di ASTM A795, progettato per valutare la duttilità e la solidità del tubo. Il test prevede appiattire il tubo tra piastre parallele in tre fasi:

1. Duttilità della saldatura: Il tubo è appiattito fino a quando la distanza tra le piastre è inferiore a due terzi del diametro esterno originale, Controllare crepe o pause nella saldatura.
2. Duttilità esclusiva della saldatura: Il tubo è ulteriormente appiattito fino a quando la distanza è inferiore a un terzo del diametro esterno originale, Garantire che il corpo del tubo rimanga intatto.
3. Solidità: Il tubo è appiattito fino a quando si rompe o le pareti opposte si incontrano, verificare l'integrità complessiva del materiale.

Entrambi Sch 10 e sch 40 I tubi devono superare questo test, Ma le pareti più sottili di sch 10 i tubi li rendono più suscettibili alla deformazione, richiedere una produzione precisa per soddisfare i requisiti dello standard. SCH 40 tubi, con il loro maggiore spessore, in genere mostrano prestazioni migliori nel test di appiattimento, riflettendo la loro integrità strutturale migliorata.

Analisi delle prestazioni: SCH 10 contro. SCH 40

La scelta tra sch 10 e sch 40 I tubi ASTM A795 dipendono da diversi fattori, compresa la pressione del sistema, Requisiti di flusso, vincoli di installazione, e considerazioni di bilancio. Di seguito è riportato un confronto dettagliato delle loro caratteristiche di prestazione, Supportato dall'analisi scientifica.

Capacità di pressione e carico

SCH 40 tubi, con le loro pareti più spesse, hanno valutazioni di pressione più elevate e capacità portanti di carico rispetto a SCH 10 tubi. Per esempio, In un tubo NPS da 4 pollici, il sch 40 Spessore del muro di 0.237 pollici fornisce una resistenza significativamente maggiore rispetto allo sch 10 Spessore del muro di 0.120 inches. Questo fa sch 40 tubi ideali per sistemi o applicazioni ad alta pressione che richiedono un rinforzo sismico, dove il tubo deve resistere alle forze laterali durante un terremoto.

SCH 10 tubi, Mentre meno robusto, sono sufficienti per il basso- ai sistemi di media pressione, come sistemi di irrigazione antincendio residenziale o leggera. Le loro pareti più sottili riducono i costi e il peso del materiale, semplificandoli da gestire e installare. tuttavia, Possono richiedere supporto aggiuntivo in ambienti ad alto carico per prevenire la deformazione.

Caratteristiche del flusso

Il diametro interno di un tubo influisce sulla sua capacità di flusso, Il che è fondamentale per la consegna in modo efficiente dell'acqua in un sistema di irrigazione antincendio. SCH 10 tubi, con le loro pareti più sottili, avere un diametro interno leggermente più grande di sch 40 tubi degli stessi NP. Per esempio, uno sch nps da 2 pollici 10 Il tubo ha un diametro interno di approssimativamente 2.157 inches, rispetto a 2.067 pollici per sch 40. Questa differenza si traduce in una portata leggermente più elevata per sch 10 tubi, che può essere vantaggioso nei sistemi in cui la massimizzazione della consegna dell'acqua è una priorità.

tuttavia, La differenza nella capacità di flusso è spesso minima e potrebbe non giustificare la scelta di SCH 10 su sch 40 nei sistemi ad alta pressione, dove l'integrità strutturale è fondamentale. Gli ingegneri devono calcolare la portata richiesta utilizzando formule come:

$Q = A CDOT V$Q = a⋅v

Dove:

• $Q$ 

  Q è la portata (m³/h),

• $A$ 

  A è l'area trasversale del tubo (m²),

• $v$ 

  v è la velocità del flusso d'acqua (SM).

Il diametro interno più grande di sch 10 I tubi aumentano

$A$A, potenzialmente consentire più alto

$Q$Q per lo stesso

$v$v, Ma questo deve essere bilanciato contro le limitazioni di pressione del tubo.

Considerazioni sui costi e sull'installazione

SCH 10 I tubi sono generalmente più convenienti di sch 40 tubi dovuti al loro contenuto e peso del materiale inferiore. Ciò può comportare risparmi significativi in ​​progetti su larga scala, dove sono richiesti migliaia di piedi di tubo. Inoltre, il peso più leggero di sch 10 I tubi riducono i costi del lavoro e semplifica l'installazione, in particolare nei sistemi aerei in cui il sollevamento pesante è una preoccupazione.

SCH 40 tubi, sebbene più costoso, offrire una maggiore durata e sono spesso specificati nei progetti in cui l'affidabilità a lungo termine è fondamentale, come in strutture industriali o edifici grattacieli. Le pareti più spesse consentono anche il filo, grooving, o saldatura, Fornire una maggiore flessibilità nei metodi di unione rispetto a SCH 10 tubi, che sono in genere limitati ai raccordi frizzanti o in semplice e logoro grazie alle loro pareti più sottili.

Resistenza alla corrosione e longevità

Entrambi Sch 10 e sch 40 I tubi beneficiano della zincatura a caldo, che fornisce una robusta barriera contro la corrosione. tuttavia, le pareti più sottili di sch 10 I tubi li rendono più vulnerabili alla penetrazione della corrosione nel tempo, in particolare in ambienti con alta umidità o esposizione chimica. SCH 40 tubi, con il loro maggiore spessore materiale, offrire una durata di servizio più lunga in tali condizioni, Poiché l'acciaio può resistere a una maggiore corrosione prima del fallimento.

Rivestimenti proprietari, Migliora la resistenza alla corrosione di entrambi i programmi, Ma il loro impatto è più significativo per sch 10 tubi, Dove le pareti più sottili si basano fortemente sull'integrità del rivestimento. Manutenzione e ispezioni regolari sono essenziali per entrambi gli orari per garantire prestazioni a lungo termine, in particolare nei sistemi esposti ad acqua stagnante o condizioni ambientali difficili.

Applicazioni pratiche e considerazioni del settore

ASTM A795 SCH 10 e sch 40 I tubi sono utilizzati in una vasta gamma di sistemi di protezione antincendio, Dagli edifici residenziali alle grandi strutture industriali. SCH 10 I tubi sono comunemente usati in applicazioni commerciali e residenziali leggere, dove sono i rami di pressione più bassi e risparmi sui costi. Per esempio, Un piccolo edificio per uffici con un sistema di irrigazione a tubo bagnato può utilizzare sch 10 tubi per fornire acqua in modo efficiente riducendo al minimo i costi di installazione.

SCH 40 I tubi sono preferiti nei sistemi ad alta pressione, come il diluvio o i sistemi di previsione negli impianti industriali, dove i tubi devono resistere a pressioni più elevate e potenziali carichi sismici. Le loro pareti più spesse li rendono anche adatti per applicazioni che richiedono filettatura o saldatura, come nelle reti di tubazioni complesse con più raccordi.

Standard del settore, come NFPA 13 (Standard per l'installazione di sistemi di irrigazione), Specificare l'uso dei tubi ASTM A795 per la protezione antincendio, con sch 10 e sch 40 Essere gli orari più comuni. Gli appaltatori devono garantire la conformità ai codici antincendio locali, che può imporre requisiti aggiuntivi alla selezione dei tubi, installazione, e test.

ASTM A795 SCH 10 e sch 40 I tubi dell'irrigatore antincendio sono entrambi componenti critici dei sistemi di protezione antincendio, Ognuno che offre vantaggi distinti in base alle loro caratteristiche dimensionali e prestazionali. SCH 10 tubi, con le loro pareti più sottili e un peso più basso, sono convenienti e adatti per il basso- alle applicazioni di media pressione, Offrire portate leggermente più elevate a causa dei loro diametri interni più grandi. SCH 40 tubi, con le loro pareti più spesse, fornire resistenza di resistenza e pressione superiori, rendendoli ideali per ambienti ad alta pressione o ad alto carico.

La scelta tra sch 10 e sch 40 dipende da un'attenta valutazione dei requisiti di sistema, comprese le valutazioni della pressione, bisogni di flusso, vincoli di installazione, e considerazioni di bilancio. Entrambi gli orari beneficiano degli standard rigorosi di ASTM A795 per la qualità del materiale, zincatura, e test, Garantire l'affidabilità nelle applicazioni di protezione antincendio. Comprendendo le specifiche tecniche e le differenze di prestazione delineate in questo articolo, Ingegneri e appaltatori possono prendere decisioni informate per ottimizzare la sicurezza e l'efficienza dei loro sistemi di irrigazione antincendio.