Ingénierie de la tuyauterie et des pipelines

Schedule

Épaisseur des parois des tuyaux dans l'industrie pétrolière et gazière : comprendre les « Schedules »

Dans l'industrie pétrolière et gazière, le terme « Schedule » fait référence à un système de catégorisation de l'**épaisseur des parois** des tuyaux en acier. Ce système, établi par l'American Society of Mechanical Engineers (ASME), joue un rôle crucial dans la garantie de l'intégrité et de la sécurité des pipelines, en particulier dans les environnements à haute pression et exigeants.

Comprendre le « Schedule » d'un tuyau est essentiel pour les ingénieurs et les opérateurs afin de :

  • Déterminer la pression admissible du tuyau : Le numéro de Schedule est directement lié à la capacité du tuyau à résister à la pression interne. Des numéros de Schedule plus élevés indiquent des parois plus épaisses et, par conséquent, des pressions admissibles plus élevées.
  • Choisir le tuyau approprié pour des applications spécifiques : Différentes applications dans le domaine du pétrole et du gaz nécessitent des tuyaux avec des pressions admissibles variables, il est donc crucial de choisir le Schedule correct en fonction des conditions de fonctionnement.
  • Assurer la conformité aux normes industrielles : Le système de Schedule est largement reconnu et utilisé comme méthode standardisée pour définir l'épaisseur des parois des tuyaux, favorisant la cohérence et la sécurité dans l'industrie.

Fonctionnement des numéros de Schedule :

Le système de Schedule est basé sur le **diamètre nominal du tuyau (NPS)**, qui fait référence au diamètre intérieur du tuyau. Le numéro de Schedule représente un pourcentage de l'**épaisseur des parois** par rapport au NPS. Par exemple, un tuyau de Schedule 40 a une épaisseur de paroi qui correspond à environ 40% du NPS.

Numéros de Schedule courants dans le domaine du pétrole et du gaz :

  • Schedule 10 : Utilisé pour les applications à basse pression où un support structurel minimal est requis.
  • Schedule 40 : Le Schedule le plus courant utilisé dans le domaine du pétrole et du gaz, offrant un équilibre entre la pression admissible et le coût.
  • Schedule 80 : Adapté aux applications à plus haute pression et offrant une résistance structurelle accrue.
  • Schedule 160 : Utilisé pour les conditions à haute pression et exigeantes, nécessitant une durabilité accrue.
  • XXS (Extra Extra Strong) : Le Schedule le plus élevé, offrant une pression admissible maximale et une épaisseur de paroi maximale, souvent utilisé dans les applications critiques.

Au-delà des chiffres :

Si le numéro de Schedule fournit une indication rapide de l'épaisseur des parois, il est important de noter que :

  • Les épaisseurs de paroi spécifiques peuvent varier en fonction du matériau du tuyau et du fabricant.
  • Les normes industrielles comme ASME B36.10M fournissent des informations détaillées sur les épaisseurs de paroi pour différents matériaux de tuyaux et Schedules.
  • Les ingénieurs doivent tenir compte de facteurs autres que le Schedule lors du choix des tuyaux, notamment la pression de fonctionnement, la température, la résistance à la corrosion et d'autres conditions environnementales.

Conclusion :

Le système de Schedule est un outil essentiel pour comprendre et spécifier l'épaisseur des parois des tuyaux dans l'industrie pétrolière et gazière. Le choix du Schedule approprié garantit la sécurité et l'efficacité des pipelines, contribuant ainsi à une infrastructure énergétique fiable et durable.


Test Your Knowledge

Quiz: Understanding Pipe Wall Thickness in Oil & Gas

Instructions: Choose the best answer for each question.

1. What does the "Schedule" number in oil and gas piping refer to? a) The pipe's inner diameter b) The pipe's outer diameter c) The pipe's wall thickness d) The pipe's material

Answer

c) The pipe's wall thickness

2. Which Schedule number is most commonly used in oil and gas applications? a) Schedule 10 b) Schedule 40 c) Schedule 80 d) Schedule 160

Answer

b) Schedule 40

3. How does the Schedule number relate to the pressure rating of a pipe? a) Higher Schedule numbers indicate lower pressure ratings. b) Higher Schedule numbers indicate higher pressure ratings. c) The Schedule number has no impact on the pressure rating. d) Lower Schedule numbers indicate higher pressure ratings.

Answer

b) Higher Schedule numbers indicate higher pressure ratings.

4. What is the primary organization that establishes standards for pipe wall thickness in the oil and gas industry? a) American Petroleum Institute (API) b) American Society for Testing and Materials (ASTM) c) American Society of Mechanical Engineers (ASME) d) National Institute of Standards and Technology (NIST)

Answer

c) American Society of Mechanical Engineers (ASME)

5. Which of the following factors should engineers consider when choosing the appropriate pipe Schedule? a) Operating pressure b) Temperature c) Corrosion resistance d) All of the above

Answer

d) All of the above

Exercise: Selecting the Right Pipe Schedule

Scenario: You are designing a pipeline to transport natural gas at high pressure (1,000 psi) through a mountainous region. The pipeline will be exposed to extreme temperatures, ranging from -20°F to 120°F.

Task: Based on the information provided, recommend a suitable Schedule number for this pipeline. Explain your reasoning, considering the factors that influence your choice.

Exercice Correction

Given the high operating pressure (1,000 psi) and the need to withstand extreme temperatures, a Schedule 80 or even Schedule 160 pipe would be recommended. Here's why:

  • High Pressure: Schedule 80 and 160 pipes offer significantly higher pressure ratings compared to Schedule 40, ensuring the pipeline can safely handle the 1,000 psi pressure.
  • Temperature Fluctuations: Extreme temperature variations can affect the material properties of the pipe, potentially leading to weakening. Schedule 80 and 160 pipes provide greater structural integrity to withstand these temperature extremes.
  • Safety: In a mountainous region with potential for challenging terrain, selecting a higher Schedule pipe prioritizes safety and minimizes the risk of pipeline failure.

While Schedule 160 offers the highest pressure rating and strength, its added cost might be considered. A thorough analysis of the specific pipe material and the project's budget would help determine the most optimal choice between Schedule 80 and 160.


Books

  • ASME B36.10M - 2023: This is the primary standard for specifying dimensions of steel pipes for the oil and gas industry. It provides comprehensive information on Schedule numbers, wall thicknesses, and other pipe specifications.
  • Piping Handbook: This is a widely used reference book for piping engineers, covering various aspects of pipe design, including Schedule numbers and their applications.
  • Piping Design and Engineering: This book offers a detailed guide to designing and engineering piping systems, including discussions on pipe selection and Schedule considerations.

Articles

  • "Pipe Schedule Explained: What It Is and How to Use It" by Engineering360: A comprehensive article explaining the concept of Schedule numbers and their importance in pipe selection.
  • "Understanding Pipe Schedule Numbers" by Pipe Fittings: An informative article that breaks down the different Schedule numbers and their corresponding applications.
  • "Pipe Schedule Chart" by The Pipe Store: A chart summarizing different Schedule numbers, their wall thicknesses, and their pressure ratings.

Online Resources

  • ASME website: The official website of the American Society of Mechanical Engineers, where you can find access to standards like ASME B36.10M.
  • Pipe Flow Tech: This website offers numerous resources on pipe design and engineering, including detailed information on Schedule numbers and pipe specifications.
  • Engineering Toolbox: This website provides a wealth of engineering information, including a dedicated section on pipe schedules and their applications.

Search Tips

  • "Pipe schedule ASME B36.10M": To find specific information on Schedule numbers according to the ASME standard.
  • "Pipe schedule chart PDF": To discover downloadable charts summarizing different Schedule numbers and their properties.
  • "Pipe schedule for oil and gas": To focus your search on resources specifically related to the oil and gas industry.

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Planification et ordonnancement du projet
Estimation et contrôle des coûts
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