Номинальный размер трубы ( NPS ) — это североамериканский набор стандартных размеров труб, используемых при высоких или низких давлениях и температурах. [1] «Номинальный» относится к трубе в неспецифических терминах и определяет диаметр отверстия с помощью безразмерного числа (например, «2-дюймовая номинальная стальная труба» состоит из многих разновидностей стальных труб с единственным критерием — наружным диаметром 2,375 дюйма (60,3 мм)). Конкретная труба идентифицируется по диаметру трубы и другому безразмерному числу для толщины стенки, называемому Schedule (Sched. или Sch., например — «труба диаметром 2 дюйма, Schedule 40»). NPS часто неправильно называют национальным размером трубы из-за путаницы с американским стандартом для трубной резьбы, « национальным трубным прямым », который также сокращается как «NPS». Европейским и международным обозначением, эквивалентным NPS, является DN ( диаметр номинальный /номинальный диаметр/Nennweite), в котором размеры измеряются в миллиметрах, см . ISO 6708. [2] Термин NB ( номинальный проход ) также часто используется взаимозаменяемо с DN.
В марте 1927 года Американская ассоциация стандартов уполномочила комитет стандартизировать размеры труб и труб из кованой стали и кованого железа . В то время использовался только небольшой выбор толщин стенок: стандартный вес (STD), сверхпрочный (XS) и двойной сверхпрочный (XXS), основанный на системе размеров железных труб (IPS) того времени. Однако эти три размера не подходили для всех применений. Кроме того, в 1939 году появилась надежда, что обозначения STD, XS и XXS будут постепенно упразднены номерами спецификаций, однако эти первоначальные термины все еще широко используются сегодня (хотя иногда их называют стандартными, сверхтяжелыми (XH) и двойными сверхтяжелыми (XXH) соответственно). С тех пор, как были созданы первоначальные спецификации, было много пересмотров и дополнений в таблицах размеров труб на основе использования в отрасли и стандартов API , ASTM и других. [3]
Трубы из нержавеющей стали, которые стали более распространенными в середине 20-го века, позволили использовать более тонкие стенки труб с гораздо меньшим риском выхода из строя из-за коррозии. К 1949 году были созданы более тонкие спецификации 5S и 10S, которые были основаны на требованиях к давлению, измененных до ближайшего числа BWG , и позже появились другие размеры «S». Из-за их тонких стенок меньшие размеры «S» не могут быть соединены вместе в соответствии с кодом ASME [4] , а должны быть сварены плавлением , спаяны, прокатаны или соединены пресс-фитингами.
На основе NPS и спецификации трубы [5] наружный диаметр трубы (OD) и толщину стенки можно получить из справочных таблиц, таких как приведенные ниже, которые основаны на стандартах ASME B36.10M и B36.19M. Например, NPS 14 Sch 40 имеет OD 14 дюймов (360 мм) и толщину стенки 0,437 дюйма (11,1 мм). Однако значения NPS и OD не всегда равны, что может создать путаницу.
Причина расхождения для NPS от 1 ⁄ 8 до 12 дюймов заключается в том, что эти значения NPS изначально были установлены для получения того же внутреннего диаметра (ID) на основе стандарта толщины стенок того времени. Однако по мере развития набора доступных толщин стенок ID изменился, и NPS стал лишь косвенно связан с ID и OD.
Для заданного NPS OD остается фиксированным, а толщина стенки увеличивается с графиком. Для заданного графика OD увеличивается с NPS, в то время как толщина стенки остается постоянной или увеличивается. Используя уравнения и правила в ASME B31.3 Process Piping, можно показать, что номинальное давление уменьшается с увеличением NPS и постоянным графиком. [a]
В некоторых спецификациях используются шкалы труб, называемые стандартной стенкой (STD), особо прочной (XS) и двойной особо прочной (XXS), хотя на самом деле они относятся к более старой системе, называемой размером железной трубы (IPS). Номер IPS совпадает с номером NPS. STD идентичен SCH 40S, а 40S идентичен 40 для NPS 1 ⁄ 8 до NPS 10 включительно. XS идентичен SCH 80S, а 80S идентичен 80 для NPS 1 ⁄ 8 до NPS 8 включительно. Стенка XXS толще, чем у шкалы 160 от NPS 1 ⁄ 8 дюйма до NPS 6 дюймов включительно, а шкала 160 толще, чем у XXS для NPS 8 дюймов и больше.
Когда труба сварена или согнута, наиболее распространенным методом проверки засоров, несоосности, овальности и соответствия размеров сварного шва является пропускание круглого шарика через трубную катушку или контур. Если необходимо измерить внутренний размер трубы, то сварной шов следует вычесть, если сварка применима. Обычно допуск зазора для шарика не должен превышать 1 миллиметра (0,039 дюйма). Допустимая овальность любой трубы измеряется по внутреннему размеру трубы, обычно допускается овальность от 5% до 10%. Если не проводится никаких других испытаний для проверки овальности или засоров, это испытание следует рассматривать как стандартное требование . Испытание на поток нельзя использовать вместо испытания на засор или шар. Размеры труб по графику см. в таблице размеров труб, Спецификация ASME B36.10M или B36.19M.
Трубы из нержавеющей стали чаще всего доступны в стандартных размерах по весу (отмечены обозначением S ; например, NPS Sch 10S ). Однако трубы из нержавеющей стали также могут быть доступны в других сортаментах.
Как трубы из поливинилхлорида (ПВХ), так и трубы из хлорированного поливинилхлорида (ХПВХ) изготавливаются в размерах NPS.
DN не совсем соответствует размеру в миллиметрах, поскольку ISO 6708 определяет его как безразмерную спецификацию, лишь косвенно связанную с диаметром. Размеры ISO 6708 предоставляют метрическое название для существующих дюймовых размеров, что приводит к корреляции 1:1 между размерами NPS и DN. ISO 6708 не включает значения для «DN 6» или «DN 8», однако ASME B36.10M перечисляет «DN 6» и «DN 8». Кроме того, европейский стандарт EN 12 516-1 (Промышленные клапаны. Расчетная прочность корпуса. Часть 1. Метод табуляции для стальных корпусов клапанов) определяет размеры «DN 6» и «DN 8», соответственно, их эквиваленты NPS 1 ⁄ 8 "и NPS 1 ⁄ 4 ".
Допуск: Допуск на внешний диаметр трубы составляет + 1 ⁄ 64 (0,0156) дюйма ( 0,40 мм), − 1 ⁄ 32 (0,0312) дюйма ( 0,79 мм). [9]
Согласно ASME B36.10M -2018 толщина стенки трубы округляется до ближайшего значения 0,01 мм (0,00039 дюйма) при переводе толщины стенки из дюймов в миллиметры.