Tamanho do tubo IPS explicado: diâmetros externos, equivalentes métricos e escolha de acessórios

Dois instaladores, uma bobina de tubo PVDF de 2 pol. e uma caixa de adaptadores de flange DN 50. Tudo chega dentro do prazo e nada cabe: o tubo mede 60,3 mm na parte externa, enquanto o adaptador é usinado para um diâmetro externo de 50 mm. Nenhum dos rótulos está errado. As peças simplesmente pertencem a dois sistemas de dimensionamento diferentes, e o IPS é o que atrai a maioria das equipes de projeto.

Aqui está a resposta curta primeiro. IPS (Iron Pipe Size) é uma designação nominal norte-americana. De 1/2 polegada para cima, o número no nome não corresponde ao diâmetro externo nem ao furo. O que ele corrige é o diâmetro externo, herdado diretamente do tubo de aço: 1 pol. IPS tem sempre 33,4 mm de diâmetro externo, 2 pol. é sempre 60,3 mm, 4 pol. é sempre 114,3 mm, qualquer que seja a espessura da parede. O tubo termoplástico métrico funciona ao contrário - DN 50 significa um diâmetro externo de 50 mm. Os dois sistemas não são intercambiáveis ​​em nenhum tamanho, e misturá-los dentro de uma lista de materiais é o motivo mais comum para a falha de uma primeira junta de fusão ou para o vazamento de um flange no comissionamento.

O que se segue é o que o número IPS realmente controla, como ele se alinha com os tamanhos métricos e como manter tubos, conexões e válvulas dimensionalmente consistentes em um único trabalho.

O que IPS realmente significa e por que o número é enganoso

A IPS surgiu da prática de tubos de ferro e aço do século XIX. Os fabricantes padronizaram o diâmetro externo para que roscas, acoplamentos e flanges de diferentes moinhos se encaixassem; quando uma parede mais pesada era necessária para maior pressão, eles engrossavam a parede para dentro e deixavam o diâmetro externo intacto. Essa única decisão ainda rege o sistema e explica por que tubos Schedule 40 e Schedule 80 do mesmo tamanho nominal são aparafusados ​​na mesma conexão, embora tenham furos visivelmente diferentes.

O tubo termoplástico aplica a mesma lógica com um vocabulário diferente. A espessura da parede é definida pela classe de pressão – expressa como SDR ou como pressão nominal como 1,0 MPa ou 1,6 MPa – enquanto o diâmetro externo permanece fixo. Um tubo PPH com diâmetro externo de 63 mm carrega aproximadamente uma parede de 5,7 mm na classe de 1,6 MPa e aproximadamente uma parede de 3,6 mm em 1,0 MPa. Mesmo diâmetro externo, mesmas conexões, furo diferente, fluxo diferente.

Leia a terceira coluna com atenção. Um tubo de "1 polegada" tem 33,4 mm de diâmetro, mais de um terço maior do que o nome sugere, enquanto um tubo de 1/2 polegada tem 21,3 mm em vez de 12,7 mm. Quem converter o valor nominal direto para milímetros errará nos dois sentidos, na mesma ordem.

Os tamanhos IPS e métricos não são substitutos em nenhum diâmetro

O atalho tentador é tratar 2 polegadas como 50 mm e seguir em frente. Os tamanhos métricos mais próximos dos termoplásticos estão próximos, mas o erro ocorre em ambas as direções, o que é precisamente o que torna a suposição perigosa: abaixo de 1-1/4 no tubo IPS é ligeiramente maior que o equivalente métrico, e de 1-1/2 para cima é ligeiramente menor. Uma equipe que “corrige” um desenho uma vez e depois reutiliza a regra em outro lugar acabará encomendando as peças erradas.

No local, uma folga de 0,2 mm a 2,7 mm significa que nenhuma junta de fusão e nenhuma junta flangeada pode ser montada a partir de peças incompatíveis. A fusão do soquete depende do diâmetro externo do tubo que entra no furo da conexão dentro da tolerância do fabricante, portanto, um tubo de 60,3 mm não se encaixará em um corte de soquete de 50 mm e um tubo de 50 mm ficará solto em um corte de soquete de 60,3 mm. Os adaptadores de flange não são mais tolerantes, porque o círculo do parafuso, a contagem de furos e as dimensões da face também diferem entre os padrões ANSI Classe 150 e PN 10/16, mesmo quando o furo nominalmente corresponde.

O mesmo tamanho nominal pode ocultar dois furos diferentes

As decisões de dimensionamento raramente param no diâmetro externo. A capacidade de vazão depende do furo, e o furo é definido pela classe de pressão e não pelo tamanho nominal no desenho.

Pegue um tubo com diâmetro externo de 63 mm. Na classe 1,6 MPa a parede tem cerca de 5,7 mm, deixando um furo próximo a 51,6 mm. Na classe de 1,0 MPa a parede cai para aproximadamente 3,6 mm e o furo abre para cerca de 55,8 mm. Isso representa aproximadamente uma diferença de 8% no diâmetro e cerca de 17% a mais de área de fluxo na classe de pressão mais baixa – o suficiente para alterar a velocidade em uma linha e frequentemente o suficiente para alterar o ponto de funcionamento da bomba.

Velocidade é o número a ser observado. Para tubulações termoplásticas, velocidades sustentadas entre aproximadamente 1 e 2,5 m/s mantêm a perda de pressão e o risco de surto gerenciáveis; acima dessa faixa, um fechamento rápido da válvula pode empurrar um pico de pressão além da resistência de curto prazo do material. A relação entre diâmetro, vazão, velocidade e pressão é apresentada com mais detalhes em nossa nota sobre como o diâmetro do tubo, vazão, velocidade e pressão se relacionam , que vale a pena ler antes que o tamanho da linha seja corrigido.

A temperatura adiciona uma segunda correção. As classificações de pressão termoplástica são cotadas em 20 °C, e a pressão de trabalho permitida cai à medida que a temperatura de serviço aumenta, portanto, um tubo de 1,6 MPa a 60 °C não é um tubo de 1,6 MPa. A seleção do diâmetro e a seleção da classe de pressão devem, portanto, ser feitas em conjunto, e não uma após a outra.

Dimensionando conexões e válvulas de acordo com o tubo que você realmente possui

Uma vez definido o sistema de dimensionamento, o restante da lista de materiais deverá segui-lo. As conexões e válvulas são dimensionadas em relação ao diâmetro externo e à parede do tubo, portanto, um trecho construído a partir de componentes métricos PPH não deve ser completado com peças IPS, por mais próximos que os dois nomes pareçam no papel.

Do lado dos tubos, produzimos tubos PPH, PPN e PVDF em diâmetros externos métricos a partir de 20 mm, com a classe de pressão impressa na etiqueta para que o furo possa ser confirmado antes da instalação.

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No lado do encaixe, escolha o tipo de junta antes do tamanho, pois os dois estão interligados. A fusão de soquete hot melt é a opção mais rápida nos tamanhos menores; acessórios de solda de topo curto e de solda de topo estendido atendem a diâmetros maiores e classes de pressão mais altas; adaptadores de flange e anéis de apoio são usados ​​quando um trecho precisa ser quebrado para manutenção ou amarrado em uma válvula flangeada.

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As válvulas acrescentam mais uma decisão. As extremidades de união dupla permitem que uma válvula de esfera seja desparafusada e reparada sem cortar a linha, enquanto as extremidades flangeadas são adequadas para furos maiores e torques mais elevados. De qualquer forma, a conexão final deve ser dimensionada para o mesmo diâmetro externo do tubo entre ela - uma válvula descrita como "2 polegadas" não fará a ponte entre um tubo de 60,3 mm e um tubo de 50 mm.

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Encomende tubos, conexões e válvulas de um sistema unidimensional, uma família de materiais e uma classe de pressão, e o risco de montagem volta ao trabalho artesanal comum.

Uma verificação de dimensionamento de cinco minutos antes de liberar o pedido

1. Confirme o sistema de referência no desenho: indique se a especificação é IPS ou diâmetro externo métrico e escreva a resposta no bloco de título em vez de deixá-la implícita.
2. Meça em vez de presumir. Verifique o diâmetro externo do tubo fornecido com um paquímetro em três pontos ao longo do comprimento e compare-o com o furo da conexão, e não com o tamanho nominal na lista de embalagem.
3. Combine a classe de pressão com a temperatura e pressão de trabalho em conjunto, lembrando que a classificação publicada é de 20 °C.
4. Calcule o diâmetro, depois a área de fluxo e depois a velocidade. Dois tubos com o mesmo diâmetro externo podem diferir em cerca de 17% na área de fluxo quando a espessura da parede muda.
5. Verifique se o tipo de junta está disponível no tamanho necessário e se o equipamento de fusão no local cobre essa faixa de diâmetro.
6. Verifique o padrão do flange. Os flanges ANSI Classe 150 e PN 10/16 diferem no círculo do parafuso e na contagem de furos, mesmo quando as faces parecem semelhantes.

Nenhuma dessas verificações demora muito individualmente. Ignorados juntos, eles são o motivo comum pelo qual um desligamento se estende por um dia enquanto uma peça de reposição é adquirida.

Perguntas frequentes

IPS é o mesmo que NPT?

Não. O IPS descreve uma série de diâmetro externo para tubos, enquanto o NPT descreve uma forma de rosca cortada nesse tubo. Os dois estão relacionados na prática - uma rosca NPT de 1 pol. é cortada em um tubo com diâmetro externo de 33,4 mm - mas um tubo pode ter tamanho IPS sem carregar nenhuma rosca.

Um tubo IPS de 1 pol. tem um furo de 1 pol.?

Quase nunca. No aço Schedule 40, o diâmetro interno de um tubo IPS de 1 pol. é de cerca de 26,6 mm, e no tubo termoplástico o diâmetro interno é definido pelo SDR ou classe de pressão, em vez de por um cronograma fixo. O diâmetro externo é a única dimensão que o tamanho nominal prevê com segurança.

O tubo IPS pode ser unido diretamente ao tubo métrico?

Não por fusão de encaixe ou soldagem de topo, porque os diâmetros externos diferem mais do que qualquer tolerância de fusão permite. Uma transição requer um adaptador feito sob medida ou uma junta flangeada na qual ambos os lados foram especificados com o mesmo padrão de flange desde o início.

Quais tamanhos e materiais estão disponíveis para sistemas métricos?

Nossa linha de tubos abrange β-PPH, PPN e PVDF nas classes de 1,0 MPa, 1,6 MPa e 6 MPa, dependendo do material, apoiado por acessórios correspondentes em soquete hot melt, solda de topo curto e solda de topo estendida, além de válvulas de esfera, borboleta, retenção e de pé com extremidades de união ou flangeadas.

Acertando o tamanho na primeira vez

Se uma especificação tiver chegado com valores IPS e você precisar do equivalente métrico, a rota mais segura é trabalhar a partir do diâmetro externo e da classe de pressão, em vez do número nominal. Envie-nos o desenho, o meio, a temperatura de trabalho e a vazão necessária, e confirmaremos qual tamanho métrico e classe de pressão realmente se ajustam à linha - e quais conexões e válvulas devem ser encomendadas juntamente com ela.

Você pode entrar em contato com nossa equipe técnica através do página de contato , e retornaremos com uma lista de tamanhos que você pode citar diretamente.