Esta es la relación fundamental que debe tener en cuenta: el *schedule* y el espesor de pared de la tubería de acero inoxidable están vinculados, pero no son intercambiables. Un mismo número de *schedule* da lugar a un espesor de pared diferente para cada NPS. Por su parte, el NPS es simplemente la designación del tamaño nominal utilizada para identificar la tubería; está asociado a un diámetro exterior fijo y no guarda relación alguna con el espesor de pared. Confundir ambos conceptos es uno de los errores más frecuentes al realizar pedidos de tuberías; por ello, esta guía explica qué significa realmente el *schedule* en tuberías de acero inoxidable, proporciona una tabla completa de referencia y detalla cómo elegir la opción adecuada para su aplicación.
Las cédulas de tubería de acero inoxidable se rigen por la norma ASME B36.19M, la cual utiliza un sufijo «S» —5S, 10S, 40S, 80S— para diferenciarlas de las cédulas de acero al carbono y de aleación definidas en la norma ASME B36.10M. Ocasionalmente se encuentran especificaciones de tubería de acero inoxidable sin la «S» (simplemente «Sch 40»); sin embargo, técnicamente esa designación corresponde al acero al carbono, mientras que para la tubería de acero inoxidable la referencia correcta es la serie S.
Los cuatro cronogramas que encontrarás con mayor frecuencia:
SCH 5S: posee la pared más delgada de la serie estándar S; es común en aplicaciones sanitarias y de baja presión, donde el bajo peso es más importante que la capacidad de soportar presión.
SCH 10S: presenta un mayor espesor de pared; se utiliza ampliamente en tuberías de acero inoxidable de uso general, especialmente en tuberías soldadas para sistemas de procesos y de agua.
SCH 40S: es la especificación más común para tuberías de acero inoxidable; equivale al "peso estándar" y es adecuada para una amplia gama de aplicaciones estructurales y de presión.
SCH 80S: cuenta con un mayor espesor de pared para servicios de mayor presión o para situaciones que requieren un margen adicional contra la corrosión durante la vida útil de la tubería.
Lo fundamental es comprender que "SCH 40S" no representa una dimensión fija, sino una categoría de espesor de pared que varía según el tamaño de la tubería (aspecto que se detalla más adelante). Precisamente por ello, consultar una tabla —y no un único valor numérico— es la única forma fiable de verificar las dimensiones.
La siguiente tabla enumera el diámetro exterior (DE) y el espesor de pared en pulgadas para tamaños NPS de 1/2" a 12", según la norma ASME B36.19M, abarcando las cuatro cédulas de acero inoxidable más utilizadas.
|
NPS |
OD (in) |
SCH 5S (in) |
SCH 10S (in) |
SCH 40S (in) |
SCH 80S (in) |
|
1/2" |
0.840 |
0.065 |
0.083 |
0.109 |
0.147 |
|
3/4" |
1.050 |
0.065 |
0.083 |
0.113 |
0.154 |
|
1" |
1.315 |
0.065 |
0.109 |
0.113 |
0.179 |
|
1-1/4" |
1.660 |
0.065 |
0.109 |
0.140 |
0.191 |
|
1-1/2" |
1.900 |
0.065 |
0.109 |
0.145 |
0.200 |
|
2" |
2.375 |
0.065 |
0.109 |
0.154 |
0.218 |
|
2-1/2" |
2.875 |
0.083 |
0.120 |
0.203 |
0.276 |
|
3" |
3.500 |
0.083 |
0.120 |
0.216 |
0.300 |
|
4" |
4.500 |
0.083 |
0.120 |
0.237 |
0.337 |
|
5" |
5.563 |
0.109 |
0.134 |
0.258 |
0.375 |
|
6" |
6.625 |
0.109 |
0.134 |
0.280 |
0.432 |
|
8" |
8.625 |
0.109 |
0.148 |
0.322 |
0.500 |
|
10" |
10.750 |
0.134 |
0.165 |
0.365 |
0.500 |
|
12" |
12.750 |
0.156 |
0.180 |
0.375 |
0.500 |
Datos según la norma ASME B36.19M. Existen tres rangos que difieren de los valores equivalentes para acero al carbono de la norma B36.10M: SCH 10S en NPS 14–22, SCH 40S en NPS 12 y SCH 80S en NPS 10 y 12 (como se observa en los valores de 0,500" indicados anteriormente); confirme siempre qué norma se aplica antes de realizar un pedido. Esta tabla está organizada por cédula (*schedule*) para que pueda consultar directamente el espesor de pared; para conocer el conjunto completo de dimensiones —diámetro interior, peso unitario y todos los tamaños de cédula superiores a NPS 12—, consulte nuestra tabla de dimensiones y pesos de tubería de acero inoxidable.
|
Cronograma |
Espesor de pared |
Typical Characteristics |
Características típicas |
|
SCH 5S |
El más fino |
Menor peso, menor coste de material y menor margen de tolerancia para corrosión o desgaste |
Tuberías sanitarias, transferencia de fluidos a baja presión, líneas de instrumentación |
|
SCH 10S |
De ligero a medio |
Buen equilibrio entre peso y resistencia para una construcción soldada |
Tuberías de proceso general, líneas de agua y bebidas, HVAC |
|
SCH 40S |
Estándar |
El de mayor disponibilidad en inventario y más especificado; margen sólido para uso general |
Tuberías de proceso, tuberías estructurales y mecánicas, uso industrial general |
|
SCH 80S |
Pesado |
Espesor de pared adicional para soportar mayores presiones o para proporcionar un margen extra por corrosión |
Líneas de alta presión, procesamiento químico, tuberías con requisitos de larga vida útil |
Vale la pena reiterar este punto por sí solo, ya que es la causa de la mayoría de los errores en las fichas técnicas: el *schedule* no es un espesor de pared fijo, sino una categoría de espesor de pared que varía en función del tamaño de la tubería.
Tomemos como ejemplo el SCH 40S:
Una tubería de 2 pulgadas SCH 40S tiene un diámetro exterior (DE) de 2,375 pulgadas y un espesor de pared de 0,154 pulgadas.
Una tubería de 4 pulgadas SCH 40S tiene un diámetro exterior (DE) de 4,500 pulgadas y un espesor de pared de 0,237 pulgadas.
Tienen el mismo *schedule* y la misma designación en el plano, pero el espesor de pared real es más de un 50 % mayor en la tubería de 4 pulgadas. Al calcular el peso, el área de flujo o la capacidad de presión, siempre se requiere la combinación específica de NPS y *schedule*, no solo el número de *schedule* por sí solo. Esta es también la razón por la que las tablas de *schedule* de tuberías se presentan en formato de tabla y no como un valor único de consulta: no existe una forma simplificada de evitar la relación entre el NPS y el *schedule*.
Elegir un horario no es simplemente cuestión de seleccionar una cifra de la tabla. Es necesario considerar varios factores en conjunto:
Presión de trabajo: las presiones operativas más elevadas generalmente requieren una cédula (schedule) de mayor espesor, calculada mediante la fórmula de diseño aplicable en lugar de determinarse por costumbre.
Temperatura: la tensión admisible del acero inoxidable disminuye a temperaturas elevadas, lo que puede llevar a un diseño con mayor espesor de pared, incluso si la presión es moderada.
Tamaño de la tubería / NPS: dado que el espesor de pared varía según el tamaño dentro de una misma cédula, la cédula adecuada para una línea de 2 pulgadas no será necesariamente la correcta para una línea de 10 pulgadas destinada al mismo servicio.
Grado del material: los grados 304/304L y 316/316L poseen propiedades mecánicas y de resistencia a la corrosión diferentes; esto influye tanto en el cálculo de la tensión admisible como en el margen de corrosión que se desee incorporar.
Norma de diseño aplicable: las tuberías de proceso, las tuberías de calderas y las tuberías estructurales se rigen por códigos distintos (ASME B31.3, B31.1, entre otros), cada uno con su propio criterio respecto al espesor mínimo de pared y la tensión admisible.
En resumen: el *schedule* (serie o espesor nominal) es un dato de entrada para el cálculo de presión y servicio, no el cálculo en sí mismo.
Elegir un *schedule* basándose únicamente en lo que "se suele utilizar" para un determinado diámetro de tubería puede llevar a una especificación excesiva (con el consiguiente sobrecoste y peso añadido) o, lo que es peor, a una especificación insuficiente para las condiciones reales de operación. En caso de duda, parta de la presión y temperatura de diseño para determinar el espesor de pared mínimo requerido y, a continuación, seleccione el *schedule* más bajo que cumpla o supere dicho valor; en el caso concreto de las tuberías de acero inoxidable sin costura, también es necesario tener en cuenta la tolerancia de fabricación del espesor de pared.