Schedula Tubazioni: cos’è e come si calcola

Le dimensioni e lo spessore delle tubazioni sono tra gli elementi più importanti da considerare durante la progettazione di un impianto industriale. Il calcolo della schedula dei tubi, i parametri che permettono di determinare lo spessore del tubo, è infatti indispensabile per garantire che la parete della conduttura sia in grado di sopportare la pressione di esercizio e la temperatura del fluido che transita al suo interno.

Possiamo quindi definire questo parametro come uno degli elementi fondamentali per garantire la sicurezza dell’intera linea di piping e per evitare eventuali perdite o rotture che potrebbero arrecare danni all’impianto industriale e alle persone che lavorano al suo interno. Per questo motivo la schedula è generalmente prevista dai principali comandi dei software di piping, che includono funzionalità specifiche per la definizione semplificata degli elenchi dei materiali con i rispettivi riferimenti normativi (ASME, UNI ecc.).

I professionisti coinvolti nella progettazione di un impianto industriale devono analizzare nel dettaglio l’idea fornita dal committente e scegliere con attenzione i materiali più idonei a sostenere le condizioni di pressione e temperatura che contraddistinguono questa tipologia di impianto. La scelta dei giusti materiali da utilizzare per la sua realizzazione incide infatti sulla buona riuscita del progetto, garantendo la sicurezza e l’affidabilità di ogni componente.

Scopriamo insieme il significato tecnico della schedula dei tubi e i numeri di schedula standard previsti per definire lo spessore delle pareti delle tubazioni.

Cos’è e come si calcola la schedula dei tubi

Questo parametro fa riferimento a un sistema di classificazione standard utilizzato per definire le dimensioni delle tubazioni: gli spessori delle pareti necessari per sostenere la pressione del fluido. La conduttura dovrà essere infatti abbastanza robusta per svolgere il compito previsto in fase di progettazione dalla tipologia di impianto industriale che si intende realizzare.

I parametri di ogni sezione delle linee di piping vengono calcolati usando una combinazione di valori relativi alla dimensione del tubo e allo spessore della sua parete, con l’obiettivo di ottenere il numero di schedula più idoneo. Il pipe schedule (abbreviato SCH) viene calcolato per ottenere una relazione uniforme pari a 1000 volte l’espressione p/S (SCH=1000*p/S) dove “p” indica la pressione interna e “S” la tensione massima ammissibile dal materiale scelto.

Per calcolare la schedula dei tubi viene utilizzata la formula di Barlow, pari a: t=pD/2S + c, dove “t” indica lo spessore, “c” il sovraspessore di corrosione e “D” il diametro interno. Combinando i dati si avrà quindi p=2(t-c)S/D, da cui è possibile ottenere il numero di schedula in funzione della parete della tubazione: SCH=2000*(t-c)/D.

Software per calcolare la schedula dei tubi

I moderni software di piping 3D includono funzionalità in grado di generare i vari elenchi di materiali necessari alla costruzione di un impianto industriale. Includono inoltre comandi che permettono di definire nel dettaglio le specifiche di linea, che possono variare rispetto alle condizioni di processo (fluido, temperatura e pressione) e da cui sarà possibile stabilire i materiali da utilizzare per la costruzione delle varie linee o classi di linea.

Tra i migliori applicativi per la modellazione tridimensionale delle tubazioni ci sono i software di piping 3D di ESAin, che consentono, inoltre, di definire una “branch table”, una tabella di intersezioni dove per ogni tipologia di diametro vengono forniti anche i vari componenti di derivazione (come ad esempio manicotti e pezzi a T) da utilizzare per la realizzazione di eventuali stacchi. A ciò si aggiunge la possibilità di definire velocemente gli eventuali parametri tecnici necessari per la costruzione delle linee, come ad esempio la lunghezza commerciale massima prevista e gli specifici procedimenti di saldatura richiesti.

I software di ESAin prevedono funzionalità specifiche per la definizione della “tabella spessori”, contenente i valori degli spessori e la schedula dei componenti scelti: è inoltre possibile consultare un archivio delle classi di spessori, da utilizzare per assegnare uno spessore e una denominazione per ogni singolo diametro nominale.

Normative e tabelle per la dimensione e lo spessore dei tubi

L’ASME (American Society of Mechanical Engineers) e l’ANSI (American National Standards Institute) sono le principali organizzazioni che stabiliscono le linee guida standard da seguire per la progettazione, la costruzione e la manutenzione degli impianti industriali. Forniscono inoltre le informazioni sulla pressione interna sopportabile dalle tubazioni: la normativa italiana UNI, invece, fa riferimento alla pressione nominale.

Lo spessore del tubo è quindi definito utilizzando lo standard ASME applicabile: anche se può essere definito in mm o pollici, i parametri dello standard ASME vengono generalmente usati come metodo di identificazione durante l’acquisto dei materiali. Sono poi previsti degli standard specifici per la realizzazione delle linee di piping di alcune tipologie di impianti industriali: sono un esempio quelli petroliferi, in cui gli standard comuni sono l’ASME B36.10 (acciaio saldato e senza saldatura) e l’ASME B36.19 (acciaio inossidabile).

Pressioni nominali certificate e tabelle di equivalenza

La schedula dei tubi è rappresentata da una lettera che indica lo spessore della parete: “STD” indica uno spessore standard, “XS” uno maggiore (extra-forte) e “XXS” uno più elevato (doppio extra-forte) mentre i numeri associati (5,10,20,30,40 ecc.) rappresentano rispettivamente uno spessore specifico sempre più grande.

Rispetto alle norme ASME possiamo individuare diverse tipologie di pressioni nominali certificate, che possono tuttavia variare rispetto al materiale scelto, alla temperatura di esercizio e ad altri fattori specifici che caratterizzano un determinato impianto industriale:

- 5S, caratterizzata da uno spessore sottile e generalmente utilizzata nelle applicazioni che prevedono un basso livello di pressione.
- 10S, le pressioni nominali certificate per questa tipologia sono generalmente basse e possono variare rispetto al materiale scelto.
- 40S, è tra le tipologie più diffuse e utilizzate: sono caratterizzate da pressioni nominali certificate più elevate rispetto alle schedule precedenti.
- 80S, sono progettate per applicazione caratterizzate da alti valori di pressione e temperatura.
- 160S, una schedula pesante usata per le applicazioni ad altissima pressione.

Nella tabella successiva è presente un’utile tabella di equivalenza tra la schedula, le dimensioni nominali e lo spessore dei tubi, che potrai scaricare cliccando sul pulsante in basso.

Scarica la tabella di equivalenza