Schedule n’est pas une épaisseur de paroi – Sch 40 ne dit rien sans le NPS

Règle pratique

« Sch 40 » sans le NPS n’est pas une cote.

D’où vient la règle ?

Le numéro de schedule vient d’une formule approximative des années 1930 : schedule ≈ 1000 · p / S, avec la pression de service p et la contrainte admissible S en psi. Un tube censé supporter 40 psi pour une contrainte admissible de 1000 psi était « schedule 40 » – et comme cela donne une autre épaisseur de paroi pour chaque diamètre nominal, chaque schedule a sa propre valeur en millimètres par NPS. Aujourd’hui, la formule est une explication, pas une règle de dimensionnement : les épaisseurs de paroi sont fixées dans le tableau de la norme et ont été adaptées plusieurs fois à la pratique de fabrication.

Qu’est-ce qui est techniquement exact ?

Schedule (Sch 5, 10, 20, 30, 40, 60, 80, 100, 120, 140, 160) est un indice qui renvoie à une épaisseur de paroi fixe par NPS. Sch 40 signifie 3,91 mm en NPS 2 (60,3 mm), 6,02 mm en NPS 4 (114,3 mm), 10,31 mm en NPS 12 (323,9 mm). Sch 80, pour le même NPS 2, fait 5,54 mm, en NPS 4 8,56 mm. S’y ajoutent les anciennes classes de poids STD (standard), XS (extra strong) et XXS : STD coïncide avec Sch 40 jusqu’à NPS 10, XS avec Sch 80 jusqu’à NPS 8 – à partir de NPS 12, ils divergent (NPS 12 : STD 9,53 mm, Sch 40 10,31 mm). Pour l’acier inoxydable (B36.19M) s’ajoutent les séries minces Sch 5S, 10S, 40S, 80S, dont les valeurs diffèrent en partie de celles « sans S ».

Une épaisseur de paroi n’est donc définie que par le NPS et le schedule – et la commande d’un tube en pouces exige les deux, plus le matériau (ASTM A106 Gr. B, A312 TP316L …).

Où s’arrête la règle ?

• Sch 40 n’est pas « moyen » et Sch 80 n’est pas « le double » : de NPS 2 à NPS 12, la paroi Sch 40 passe de 3,9 à 10,3 mm, et le rapport Sch 80 sur Sch 40 se situe entre 1,4 et 1,7 selon le NPS.
• STD = Sch 40 et XS = Sch 80 ne valent que jusqu’à NPS 10 et NPS 8 respectivement – appliquer l’égalité à partir de NPS 12, c’est commander la mauvaise paroi.
• La conversion vers le monde EN est une question de dimensions, pas d’agrément : 60,3 × 3,6 (EN 10220) est le voisin dimensionnel de NPS 2 Sch 40 (3,91 mm), mais le matériau, les tolérances et les essais suivent d’autres normes.
• Les raccords selon l’ASME B16.9 et les brides selon la B16.5 se commandent avec le schedule du tube, pour que les épaisseurs de paroi concordent à la soudure – là encore : NPS et schedule, jamais l’un sans l’autre.

Que dit la norme ?

L’ASME B36.10M fixe, pour les tubes en acier soudés et sans soudure, les diamètres extérieurs par NPS et les épaisseurs de paroi par schedule ; l’ASME B36.19M fait de même pour les tubes en acier inoxydable avec les séries S. Les numéros de schedule y sont des colonnes de tableau, pas des grandeurs avec lesquelles on calcule. L’EN 10220 ne connaît pas de schedule : par diamètre extérieur, elle donne une série échelonnée d’épaisseurs de paroi que l’on peut combiner librement (en 60,3 mm par exemple 2,9 · 3,2 · 3,6 · 4,0 · 4,5 · 5,0 mm et au-delà).

DIN/EN et ASME/ASTM

Deux systèmes, la même séparation du diamètre et de la paroi, mais un maniement différent : l’EN indique l’épaisseur de paroi directement en mm et permet les combinaisons ; l’ASME indique un indice et fixe la combinaison. Les diamètres extérieurs de la série en pouces sont pratiquement identiques à ceux de la série EN, les épaisseurs de paroi ne le sont pas – NPS 2 Sch 40 (3,91 mm) ne tombe sur aucun palier EN (3,6 ou 4,0 mm). Quand on soude un tube EN sur un raccord ASME, c’est l’épaisseur de paroi au joint qu’il faut vérifier, pas le DN.

Exemple chiffré

Un client commande « tube 2 pouces schedule 40 », un autre « tube 60,3 × 3,6 EN 10216-2 P235GH » (gamme principale). Les deux veulent un tube de 60,3 mm de diamètre extérieur ; le premier a une paroi de 3,91 mm selon la B36.10M, le second de 3,6 mm. Pour une bride DN 50 PN 16, les deux conviennent ; pour un raccord 2" Sch 40 selon l’ASME B16.9, seul le premier convient sans décalage à la soudure. En NPS 12, la différence entre STD (9,53 mm) et Sch 40 (10,31 mm) est régulièrement oubliée lors de la vérification des listes de matériel – exactement le cas pour lequel la règle est faite.

Vérifié aujourd’hui

Feu : exacte (catégorie A). Selon la norme, schedule est un indice ; l’épaisseur de paroi ne résulte que du NPS et du schedule. La formule historique 1000·p/S est une origine, pas une règle.

Pour aller plus loin

• Les tubes en acier expliqués : EN 10216/10217, sans soudure ou soudé, catégories d’essai TC1/TC2 – tubes, section « systèmes de dimensions : EN 10220 et NPS/schedule »
• EN 1092-1 ou ASME B16.5 : les normes de brides comparées – EN 1092-1 ou ASME B16.5
• DN n’est pas un diamètre – pourquoi DN 50 ne mesure jamais 50 mm – la règle sœur métrique
• Tubes en acier ASME B36.10M – tableau des dimensions par NPS et schedule – tubes acier selon ASME B36.10M : dimensions par NPS et schedule
• Tubes inox ASME B36.19M – tableau des dimensions par NPS et schedule – tubes inox selon ASME B36.19M : dimensions par NPS et schedule