Tubo de aspersão de fogo de aço A795 | SCH 10 e sch 40 aspersor de fogo

Introdução ao tubo ASTM A795 Fire Sprinkler

Os sistemas de aspersão de incêndio são críticos para proteger vidas e propriedades, e os tubos usados ​​nesses sistemas devem atender aos padrões exigentes para garantir a confiabilidade em condições extremas. ASTM A795 Especifica os requisitos para tubos de aço soldados e sem costura em preto e a quente, projetados para proteção contra incêndio. Esses tubos são projetados para transportar água, gás, ou outra mídia extinta em molhado, seco, Preção, ou sistemas de aspersão de dilúvio. O padrão cobre tubos em NPs 1/2 para NPS 10, com espessuras de parede definidas por cronogramas como sch 10 e sch 40, que ditam a capacidade do tubo de suportar a pressão, corrosão, e estresse térmico.

O padrão ASTM A795 enfatiza a qualidade do material, Precisão dimensional, e testes rigorosos para garantir a segurança e o desempenho. Duas séries são especificadas: Grau A e Grau B. Os tubos de grau B passam por tratamento térmico pós-soldado no mínimo de 1000 ° F (540° C) para eliminar martensita não sobre, Uma microestrutura quebradiça que pode comprometer a integridade do tubo. Este tratamento aumenta a força e a durabilidade do tubo, Tornando o grau B particularmente adequado para aplicações exigentes. Além disso, ASTM A795 exige revestimentos de proteção, como galvanização a quente, para fornecer resistência à corrosão, com um peso mínimo de revestimento de zinco de 1.5 oz/ft² (0.46 kg/m²) para garantir a longevidade em ambientes severos.

SCH 10 e sch 40 Os tubos diferem principalmente na espessura da parede, que afeta suas classificações de pressão, peso, e adequação para aplicações específicas de proteção contra incêndio. SCH 10 Tubos são considerados leves, com paredes mais finas, enquanto sch 40 Tubos têm paredes mais grossas, oferecendo maior força e resistência à pressão. Este artigo investiga as especificações técnicas, Métricas de desempenho, e considerações práticas desses dois horários, Suportado por tabelas detalhadas e uma análise científica de suas diferenças.

Tamanhos de tubo e especificações dimensionais

As dimensões dos tubos de aspersão de incêndio ASTM A795 são críticos para garantir a compatibilidade com os acessórios, Taxas de fluxo adequadas, e integridade estrutural em sistemas de proteção contra incêndio. Os tamanhos dos tubos são expressos no tamanho nominal do tubo (NPS), que corresponde ao diâmetro interno aproximado do tubo, e a espessura da parede é definida pelo cronograma. SCH 10 e sch 40 Tubos estão disponíveis no NPS 1/2 para NPS 10, Mas suas espessuras de parede diferem significativamente, impactando seu peso, capacidade de pressão, e requisitos de instalação.

Abaixo está uma comparação detalhada de SCH 10 e sch 40 dimensoes do tubo, pesos, e pressões de teste, Conforme especificado pela ASTM A795 e referenciado a partir de padrões do setor como asme B36.10m. Os dados são provenientes de fabricantes confiáveis ​​como Abtersteel.

Mesa 1: Dimensões, Pesos, e pressões de teste para ASTM A795 SCH 10 e sch 40 Tubos

Fonte: Adaptado da ASTM A795 e ASME B36.10M, Conforme fornecido por Abtersteel.

Análise de diferenças dimensionais

A tabela destaca as principais diferenças entre sch 10 e sch 40 tubos. SCH 10 Tubos têm paredes mais finas, resultando em menor peso por unidade de comprimento, o que os torna mais fáceis de manusear e instalar. Por exemplo, Um NPS SCH de 2 polegadas 10 tubo tem uma espessura de parede de 0.109 polegadas e pesa 2.64 lb / pé, enquanto o mesmo tamanho em sch 40 tem uma espessura da parede de 0.154 polegadas e pesa 3.65 lb / pé. Essa diferença se torna mais pronunciada em tamanhos maiores, como NPs de 8 polegadas, onde sch 10 pesa 16.94 lb/ft em comparação com Sch 40's 28.55 lb / pé.

SCH 40 tubos, com suas paredes mais grossas, oferecer maior integridade estrutural e resistência à pressão, tornando -os adequados para aplicações que exigem maior força. No entanto, O aumento do peso pode complicar a instalação e aumentar os custos do material. Ambos os horários são testados para pressões hidrostáticas semelhantes para tamanhos menores (por exemplo., 700–1000 psi para NPs 1/2 Para 4), mas sch 40 Os tubos podem ter pressões de teste ligeiramente mais baixas em tamanhos maiores (por exemplo., 850 PSI para NPS 5 e 6) Devido às suas paredes mais grossas, que fornecem força inerente.

A escolha entre sch 10 e sch 40 Depende dos requisitos específicos do sistema de aspersão de incêndio, incluindo classificações de pressão, Taxas de fluxo, e restrições de instalação. SCH 10 Os tubos são frequentemente usados ​​em baixo- para sistemas de pressão média, enquanto sch 40 Os tubos são preferidos para ambientes de alta pressão ou de alta carga.

Requisitos de material e revestimento

Os tubos ASTM A795 são feitos de aço carbono, com propriedades químicas e mecânicas específicas definidas para os graus A e B. Grau A é adequado para aplicações gerais, enquanto grau b, com seu tratamento térmico pós-soldado, oferece força e durabilidade aprimoradas. O padrão exige que os tubos sejam pretos (não revestido) ou galvanizado para fornecer resistência à corrosão. A galvanização envolve mergulhar o tubo em zinco fundido para criar um revestimento protetor com um peso mínimo de 1.5 oz/ft² (0.46 kg/m²), Garantir a durabilidade em ambientes internos e externos.

Especificações de resistência e revestimento de corrosão

O processo de galvanização é fundamental para os tubos de aspersão de fogo, como protege contra ferrugem e corrosão, o que pode comprometer a capacidade do tubo de entregar a água de maneira eficaz. ASTM A795 especifica que o revestimento de zinco deve estar livre de defeitos como áreas não revestidas, bolhas, depósitos de fluxo, Ou depósitos pesados ​​de zinco que podem interferir no desempenho do tubo. Por exemplo, caroços ou projeções no revestimento não são permitidos, como eles poderiam obstruir o fluxo de água ou afetar a compatibilidade de ajuste.

SCH 10 e sch 40 Os tubos se beneficiam da galvanização, Mas as paredes mais finas de Sch 10 Tubos tornam a qualidade do revestimento particularmente importante. Uma parede mais fina é mais suscetível à penetração de corrosão, Portanto, a camada de zinco deve ser aplicada uniformemente para garantir a proteção de longo prazo. SCH 40 tubos, com suas paredes mais grossas, oferecer uma camada adicional de durabilidade, Como o próprio aço fornece mais material para resistir à corrosão antes da falha.

Revestimentos alternativos, como laca preta, epóxi, ou revestimentos antimicrobianos como revestimento de PE, pode ser aplicado com base nos requisitos do projeto. Esses revestimentos aumentam a resistência à corrosão induzida por microbianos (MICROFONE), o que pode ser uma preocupação em sistemas de água estagnada. Fabricantes como Bull Moose Tube e Wheatland Tube oferecem revestimentos proprietários que excedem os requisitos ASTM A795, Fornecendo proteção adicional para ambos 10 e sch 40 tubos.

Propriedades mecânicas

As propriedades mecânicas dos tubos ASTM A795, incluindo força de escoamento, resistência à tração, alongamento, Diferentes tipos de aço são produzidos de acordo com as propriedades mecânicas e físicas necessárias para sua aplicação, são críticos para garantir o desempenho sob pressão e estresse térmico. Tubos de grau B., com suas costuras de solda tratadas termicamente, exibir força de tração superior superior (tipicamente 60,000 PSI Mínimo) comparado ao grau A (48,000 PSI Mínimo). Isso faz de grau B sch 40 tubos particularmente adequados para sistemas de alta pressão, onde as paredes mais grossas e as propriedades aprimoradas do material fornecem maiores margens de segurança.

SCH 10 tubos, enquanto mais leve, tem classificações de pressão mais baixa devido às paredes mais finas. No entanto, Suas propriedades mecânicas são suficientes para a maioria das aplicações de aspersão de fogo, especialmente em sistemas com pressões operacionais mais baixas. A escolha entre sch 10 e sch 40 deve considerar o equilíbrio entre a força do material, peso, e custo, com sch 40 oferecendo maior robustez à custa do aumento dos custos de material e instalação.

Testes e garantia de qualidade

ASTM A795 exige testes rigorosos para garantir a qualidade e a confiabilidade dos tubos de aspersão de fogo. Dois métodos de teste primários são especificados: testes hidrostáticos e testes elétricos não destrutivos (NDT). O teste hidrostático envolve encher o tubo com água e submetê -lo à alta pressão para detectar vazamentos ou fraquezas na parede do tubo. NDT, um método alternativo, usa correntes elétricas para identificar defeitos sem danificar o tubo, Oferecendo tempos de teste mais rápidos e menos interrupção nos horários de construção.

Teste hidrostático

O teste hidrostático é uma medida de controle de qualidade crítica para ambos os SCH 10 e sch 40 tubos. As pressões do teste, como mostrado na Tabela 1, variam de 700 Para 1000 psi para a maioria dos tamanhos, garantindo que os tubos possam suportar as pressões encontradas em sistemas de aspersão de fogo. SCH 10 tubos, com suas paredes mais finas, requer testes cuidadosos para garantir que eles atendam a esses requisitos de pressão sem deformação ou falha. SCH 40 tubos, com suas paredes mais grossas, inerentemente proporcionar uma maior resistência à pressão, Mas eles ainda estão submetidos aos mesmos testes rigorosos para garantir consistência.

Testes elétricos não destrutivos (NDT)

NDT é particularmente valioso na indústria de aspersores de incêndio, como permite rápido, Teste não invasivo de soldas e material de tubo. Este método é especialmente eficaz para detectar defeitos na área de solda de ERW (resistência elétrica soldada) tubos, que são comuns em ambos 10 e sch 40 configurações. ASTM A795 exige que cada tubo seja testado individualmente se o NDT for usado, garantindo que nenhum defeito não seja detectado. O uso do NDT está se tornando cada vez mais comum devido à sua eficiência e confiabilidade, particularmente para projetos em larga escala, onde o tempo é um fator crítico.

Teste de nivelamento

O teste de achatamento é outro requisito -chave do ASTM A795, projetado para avaliar a ductilidade e a solidez do tubo. O teste envolve achatar o tubo entre placas paralelas em três estágios:

1. Ductilidade da solda: O tubo é achatado até que a distância entre as placas seja inferior a dois terços do diâmetro externo original, verificando rachaduras ou quebras na solda.
2. Ductilidade exclusiva da solda: O tubo é mais achatado até que a distância seja menor que um terço do diâmetro externo original, garantir que o corpo do tubo permaneça intacto.
3. Solidez: O tubo é achatado até quebrar ou as paredes opostas se encontram, Verificando a integridade geral do material.

Ambos Sch 10 e sch 40 Os tubos devem passar neste teste, Mas as paredes mais finas de Sch 10 tubos os tornam mais suscetíveis à deformação, exigindo manufatura precisa para atender aos requisitos do padrão. SCH 40 tubos, com sua maior espessura, normalmente exibem melhor desempenho no teste de achatamento, refletindo sua integridade estrutural aprimorada.

Análise de desempenho: SCH 10 contra. SCH 40

A escolha entre sch 10 e sch 40 Os tubos ASTM A795 depende de vários fatores, incluindo pressão do sistema, Requisitos de fluxo, restrições de instalação, e considerações orçamentárias. Abaixo está uma comparação detalhada de suas características de desempenho, Suportado por análise científica.

Pressão e capacidade de carga

SCH 40 tubos, com suas paredes mais grossas, ter classificações de pressão mais altas e capacidades de porte de carga do que sch 10 tubos. Por exemplo, em um tubo NPS de 4 polegadas, o sch 40 espessura da parede de 0.237 polegadas fornecem força significativamente maior que o sch 10 espessura da parede de 0.120 polegadas. Isso faz Sch 40 Tubos ideais para sistemas ou aplicações de alta pressão que requerem suporte sísmico, onde o tubo deve suportar forças laterais durante um terremoto.

SCH 10 tubos, enquanto menos robusto, são suficientes para baixo- para sistemas de pressão média, como sistemas de aspersão de incêndio residenciais ou comerciais leves. Suas paredes mais finas reduzem os custos e peso do material, tornando -os mais fáceis de manusear e instalar. No entanto, Eles podem exigir suporte adicional em ambientes de alta carga para evitar a deformação.

Características de fluxo

O diâmetro interno de um tubo afeta sua capacidade de fluxo, O que é fundamental para entregar a água com eficiência em um sistema de aspersão de incêndio. SCH 10 tubos, com suas paredes mais finas, tem um diâmetro interno um pouco maior do que sch 40 tubos do mesmo NPS. Por exemplo, Um NPS SCH de 2 polegadas 10 O tubo tem um diâmetro interno de aproximadamente 2.157 polegadas, comparado com 2.067 polegadas para sch 40. Essa diferença resulta em uma taxa de fluxo um pouco mais alta para SCH 10 tubos, o que pode ser vantajoso em sistemas em que maximizar a entrega da água é uma prioridade.

No entanto, A diferença na capacidade de fluxo geralmente é mínima e pode não justificar a escolha do SCH 10 sobre Sch 40 em sistemas de alta pressão, onde a integridade estrutural é fundamental. Os engenheiros devem calcular a taxa de fluxo necessária usando fórmulas como:

$Q = A CDOT V$Q = a⋅v

tubo de aço de imersão a quente:

• $Q$ 

  Q é a taxa de fluxo (m³/h),

• $UMA$ 

  UMA é a área de seção transversal do tubo (m²),

• $v$ 

  v é a velocidade do fluxo de água (EM).

O maior diâmetro interno de sch 10 Os tubos aumentam

$UMA$UMA, potencialmente permitindo mais alto

$Q$Q Para o mesmo

$v$v, Mas isso deve ser equilibrado nas limitações de pressão do tubo.

Considerações de custo e instalação

SCH 10 Tubos geralmente são mais econômicos do que sch 40 tubos devido ao menor conteúdo e peso do material. Isso pode resultar em economias significativas em projetos em larga escala, onde são necessários milhares de pés de tubo. Além disso, o peso mais leve de Sch 10 Tubos reduz os custos de mão -de -obra e simplifica a instalação, particularmente em sistemas aéreos onde o levantamento pesado é uma preocupação.

SCH 40 tubos, enquanto mais caro, oferecer maior durabilidade e geralmente são especificados em projetos em que a confiabilidade a longo prazo é crítica, como em instalações industriais ou arranha-céus. As paredes mais grossas também permitem rosquear, grooving, ou soldagem, proporcionando maior flexibilidade na união de métodos em comparação com SCH 10 tubos, que são tipicamente limitados a acessórios de rolagem ou simples de ponta devido às suas paredes mais finas.

Resistência à corrosão e longevidade

Ambos Sch 10 e sch 40 Os tubos se beneficiam da galvanização a quente, que fornece uma barreira robusta contra a corrosão. No entanto, as paredes mais finas de Sch 10 Os tubos os tornam mais vulneráveis ​​à penetração de corrosão ao longo do tempo, particularmente em ambientes com alta umidade ou exposição química. SCH 40 tubos, com sua maior espessura do material, oferecer uma vida de serviço mais longa em tais condições, Como o aço pode suportar mais corrosão antes da falha.

Revestimentos proprietários, Aumente a resistência à corrosão de ambos os horários, Mas o impacto deles é mais significativo para SCH 10 tubos, onde as paredes mais finas dependem muito da integridade do revestimento. Manutenção e inspeções regulares são essenciais para ambos os horários para garantir o desempenho a longo prazo, particularmente em sistemas expostos a água estagnada ou condições ambientais adversas.

Aplicações práticas e considerações do setor

ASTM A795 SCH 10 e sch 40 Os tubos são usados ​​em uma ampla gama de sistemas de proteção contra incêndio, De edifícios residenciais a grandes instalações industriais. SCH 10 Os tubos são comumente usados ​​em aplicações comerciais e residenciais leves, onde classificações de pressão mais baixa e economia de custos são priorizadas. Por exemplo, Um pequeno prédio de escritórios com um sistema de sprinklers de tubo úmido pode usar sch 10 Tubos para entregar a água com eficiência, minimizando os custos de instalação.

SCH 40 Os tubos são preferidos em sistemas de alta pressão, como dilúvio ou sistemas de pré -reação em plantas industriais, onde os tubos devem suportar pressões mais altas e possíveis cargas sísmicas. Suas paredes mais grossas também as tornam adequadas para aplicações que exigem rosca ou soldagem, como em redes de tubulação complexas com vários acessórios.

Padrões da indústria, como nfpa 13 (Padrão para a instalação de sistemas de aspersão), Especifique o uso de tubos ASTM A795 para proteção contra incêndio, com sch 10 e sch 40 sendo os horários mais comuns. Os contratados devem garantir a conformidade com os códigos de incêndio locais, o que pode impor requisitos adicionais na seleção de tubos, instalação, e testes.

ASTM A795 SCH 10 e sch 40 Tubos de aspersão de incêndio são componentes críticos dos sistemas de proteção contra incêndio, Cada oferecendo vantagens distintas com base em suas características dimensionais e de desempenho. SCH 10 tubos, com suas paredes mais finas e menor peso, são econômicos e adequados para baixo- a aplicações de pressão média, oferecendo taxas de fluxo um pouco mais altas devido a seus diâmetros internos maiores. SCH 40 tubos, com suas paredes mais grossas, fornecer força superior e resistência à pressão, tornando-os ideais para ambientes de alta pressão ou de alta carga.

A escolha entre sch 10 e sch 40 depende de uma avaliação cuidadosa dos requisitos do sistema, incluindo classificações de pressão, necessidades de fluxo, restrições de instalação, e considerações orçamentárias. Ambos os cronogramas se beneficiam dos padrões rigorosos da ASTM A795 para a qualidade do material, galvanização, e testes, Garantir a confiabilidade em aplicações de proteção contra incêndio. Ao entender as especificações técnicas e as diferenças de desempenho descritas neste artigo, Engenheiros e contratados podem tomar decisões informadas para otimizar a segurança e a eficiência de seus sistemas de aspersão de incêndio.