Содержание страницы
Труба — длинное цилиндрическое, пустотелое тело, промышленное изделие на основе профиля постоянного сечения и диаметра для провода разных веществ, таких как жидкости, растворы, газы, пар и др.
Трубы изготавливаются из металлов и сплавов, органических материалов (пластмасс, смол), бетона, керамики, стекла, древесины и их комбинации.
Геометрические параметры труб имеют определяющее значение при расчете функциональности всей трубопроводной сети. Трубопроводная система состоит из многочисленных веток, распределительных пунктов, резервуаров, дублирующих линий, насосного оборудования, регуляторов давления.
Размер стальной трубы в нормативных документах определяют следующим образом:
- Диаметр наружный, Дн. Измеряется в миллиметрах.
- Диаметр внутренний, Дв. Измеряется в миллиметрах, или вычисляется по формуле, Дв = Дн — 2×S, где S — толщина стенки.
- Диаметр условного прохода (DN, Ду) — условная величина внутреннего диаметра в миллиметрах , выбирается из стандартного ряда на основе Дв. Основная размерная величина.
- Толщина стенки, S, в миллиметрах. От толщины стенок зависит номинальное давление (PN).
- Длина трубы.
Если выбрать неверный размер, например внутренний диаметр, система не сможет работать должным образом. Труба, меньшего размера, чем требуется, приведет к превышению нормативного давления. Трубопроводная сеть будет постоянно испытывать перегрузки и может лопнуть от давления, а оборудование быстро придет в аварийное состояние. Слишком большой диаметр трубы, наоборот, повлечет за собой отсутствие напора и большие расходы на регулирующие и насосные устройства.
Диаметр не является единственной характеристикой, по которой различаются трубы, не менее важным параметром является метод их производства и материал трубы, что также является ключевым моментом при их выборе.
Материал труб
Для изготовления труб используют следующие материалы:
- Металлы и сплавы
- Сталь;
- Чугун различных марок;
- Медь и её сплавы: бронза и латунь. Для водопровода и отопления используется раскислённая только фосфором медь марки M1Ф и её европейский аналог Cu-DHP (CW024A) и M1Р.
- Полимеры
- Поливинилхлорид (сокр. ПВХ) и другие на основе соединений хлора;
- Поливинилдифторид (сокр. ПВДФ (PVDF)) и другие на основе соединений фтора;
- Полиэтилен (сокр. ПЭ), различают ПЭ-80, ПЭ-100 и т. п.;
- Сшитый Полиэтилен (сокр. PEX), различают PEXa,PEXb,PEXc в зависимости от способа сшивки;
- Стеклопластик;
- Полипропилен;
- Полибутен;
- Фаолит;
- Виолен;
- Поликарбонат.
- На основе бетона, других материалов
- керамические;
- асбестоцементные часто используются в качестве футляров для прокладки различных трубопроводов, телефонных и других линий, прокладываемых под землёй;
- бетонные;
- железобетонные используются для дренажа сточных, талых, ливневых вод.
- Комбинированные материалы
- Алюминиевые металлополимерные трубы состоят из внутреннего рабочего слоя полиэтилена теплостойкого PERT или PEX, промежуточного несущего слоя алюминия и внешнего защитного слоя полиэтилена, с использованием клеящих веществ;
- Медные металлополимерные трубы состоят из внутреннего рабочего слоя меди толщиной 0.3 мм и внешнего защитного слоя полимерного материала толщиной 2—3 мм без использования клеящих веществ;
- Стальные с внутренним цементным и наружным защитным гидроизоляционным покрытием от коррозии, также для защиты от коррозии применяют эмалированное покрытие;
- Металлополимерные трубы — композитные трубы, состоящие из двух или более компонентов, например, полимерного тела трубы и металлического армирующего каркаса.
Классификация стальных труб по наружному диаметру (Dн)
| Категория диаметров | Размеры, мм. |
| Малые | 10; 10,2; 12; 13; 14; (15); 16; (17); 18; 19; 20; 21,3; 22; (23); 24; 25; 26; 27; 28; 30;
32; 33; 33,7; 35; 36; 38; 40; 42; 44,5; 45; 48; 48,3; 51; 53; 54; 57; 60; 63,5; 70; 73; 76; 88; 89; 95; 102; 108. |
| Средние | 114; 127; 133; 140; 152; 159; 168; 177,8; 180; 193,7; 219; 244,5; 273; 325; 355,6;
377; 406,4; 426; (478); 530. |
| Большие | 530; 630; 720; 820; 920; 1020; 1120; 1220; 1420. |
Малый внешний диаметр стальных труб используется для строительства водопроводных систем в квартирах, домах и прочих помещениях.
Средний диаметр стальных труб применяется для строительства городских водопроводов, а также в промышленных системах сбора сырой нефти.
Большие по диаметру стальные трубы необходимы для строительства магистральных газо- и нефтепроводов.
Диаметр труб (DN, Ду)
Традиционно диаметр труб у нас измеряют в миллиметрах. Труба имеет два диаметра — внутренний и внешний и характеризуется толщиной стенки. В зависимости от стандарта, по которому изготовлена труба, когда говорят о размерах труб, в одних случаях имеется ввиду наружный диаметр, в других внутренний.
Труба может использоваться при разном давлении. Для более высокого давления необходима большая прочность, что обеспечивается толщиной стенки трубы. При этом наружный диаметр трубы оставляют фиксированным. По другому не получится соединять отрезки труб, возникнут сложности с резьбой, фитингами и т.д. Так что наружный диаметр — это только внешний параметр. Поэтому было введено такое понятие, как условный проход (Ду) или, по новому — номинальный диаметр (DN).
Что такое Ду?
Ду – образовано от двух слов: Диаметр и Условный. Ду = DN. Ду тоже самое что DN. Просто DN более международный стандарт. Ду – русскоязычный вариант DN. В настоящее время, нужно категорически отказаться от такого наименования, как Ду.
Что такое DN?
DN — Cтандартизованное представление диаметра. ГОСТ 28338-89 и ГОСТ Р 52720
Номинальный диаметр DN (диаметр условного прохода; условный проход; номинальный размер; условный диаметр; номинальный проход) — величина, которая примерно соответствует внутреннему диаметру трубы в миллиметрах. Это основная размерная характеристика водогазопроводных труб, соединительных частей к ним и запорной арматуры.
При строительстве трубопроводов подбирают материалы с тем же средним значением DN. Такая система на всех участках будет иметь одинаковую скорость потока, это значит, что гидравлические потери будут незначительны, а для поддержания давления не потребуется дополнительная аппаратура.
Стенки трубы при одинаковом наружном размере имеют разную толщину, т.е. просвет меняется. Чтобы стандартизировать это ввели условный проход. Условный проход трубы определяется ГОСТом 28338-89. Реальные размеры округляются до ближайшего номинального по стандартизированной таблице.
Пример
Внутренний диаметр каждой трубы зависит от толщины её стенок. Стальные трубы по условиям технологии их производства имеют постоянные наружные диаметры. Чтобы увеличить прочность трубопровода, работающего при высоких давлениях, увеличивают толщину стенки трубы, поэтому внутренние диаметры труб отличаются от условных проходов.
Труба с наружным диаметром 159 мм:
- при толщине стенки 9 мм имеет внутренний диаметр 141 мм;
- при толщине стенки 7 мм имеет внутренний диаметр 145 мм;
- при толщине стенки 5 мм имеет внутренний диаметр 149 мм;
но обозначается DN150.
DN150 будет обозначать внутренний диаметр примерно 150 мм.
Все существующие элементы водопроводных и газопроводных трубопроводов маркированы в соответствии с перечнем стандартных величин. Реальный размер внутреннего сечения трубы или арматуры может быть больше или меньше. Он округляется до ближайшего нормативного значения.
Ряды номинальных диаметров элементов трубопровода установлены в ГОСТ 28338-89 «Соединения трубопроводов и арматура. Номинальные диаметры. Ряды»:
Таблица рядов условных проходов трубы (Ду) или номинальных диаметров (DN)
|
Ряд условных проходов трубы (Ду) или номинальных диаметров (DN) |
||||||
| 2,5 | 3 | 4 | 5 | 6 | 10 | 12 |
| 15 | 16 | 20 | 25 | 32 | 40 | 50 |
| 63 | 65 | 80 | 100 | 125 | 150 | 160 |
| 175 | 200 | 250 | 300 | 350 | 400 | 450 |
| 500 | 600 | 700 | 800 | 900 | 1000 | 1200 |
| 1400 | 1600 | 1800 | 2000 | 2200 | 2400 | 2600 |
| 2800 | 3000 | 3200 | 3400 | 3600 | 3800 | 4000 |
Например, если реальный внутренний диаметр равен 14 мм, то пишем как: DN15. Если внутренний диаметр 22мм. то принимаем значение DN20. То есть выбираем ближайшее по значению число из списка стандарта: ГОСТ 28338-89.
Таблица диаметров стальных и полимерных труб
|
Наружный диаметр(Dh), трубы, в мм по ГОСТ и DIN / EN |
|||||
| Условный проход (Dy) трубы, в мм | Диаметр резьбы трубы (G), в дюймах | Наружный диаметр трубы D, мм | |||
| DIN/ EN | Трубы стальные водогазопроводные | Стальные электросварные и бесшовные трубы | Полимерные трубы ПЭ, ПП, ПВХ | ||
| 10 | 3/8″ | 17,2 | 17 | 16 | 16 |
| 15 | 1/2″ | 21,3 | 21,3 | 20 | 20 |
| 20 | 3/4″ | 26,9 | 26,8 | 26 | 25 |
| 25 | 1″ | 33,7 | 33,5 | 32 | 32 |
| 32 | 1 1/4″ | 42,4 | 42,3 | 42 | 40 |
| 40 | 1 1/2″ | 48,3 | 48 | 45 | 50 |
| 50 | 2″ | 60,3 | 60 | 57 | 63 |
| 65 | 2 1/2″ | 76,1 | 75,5 | 76 | 75 |
| 80 | 3″ | 88,9 | 88,5 | 89 | 90 |
| 90 | 3 1/2″ | 101,6 | 101,3 | 102 | 110 |
| 100 | 4″ | 114,3 | 114 | 108 | 125 |
| 125 | 5″ | 139,7 | 140 | 133 | 140 |
| 150 | 6″ | 168,3 | 165 | 159 | 160 |
| 160 | 6 1/2″ | 177,8 | — | 180 | 180 |
| 200 | 8″ | 219,1 | — | 219 | 225 |
| 225 | 9″ | 244,5 | — | 245 | 250 |
| 250 | 10″ | 273 | — | 273 | 280 |
| 300 | 12″ | 323,9 | — | 325 | 315 |
| 400 | 16″ | 406,4 | — | 426 | 400 |
| 500 | 20″ | 508 | — | 530 | 500 |
| 600 | 24″ | 609,6 | — | 630 | 630 |
| 800 | 32″ | 812,8 | — | 820 | 800 |
| 1000 | 40″ | 1016 | — | 1020 | 1000 |
| 1200 | 48″ | 1219,2 | — | 1220 | 1200 |
Номинальное давление трубы (PN)
Номинальное (условное) давление (PN или Ру) – максимальное избыточное давление в системе при температуре рабочей среды 20° С, позволяющее обеспечить эксплуатационный срок службы отдельных элементов соединительной арматуры и трубопровода. Обозначения и значения условного давления должны соответствовать номиналам, указанным в ГОСТ 26349-84.
PN (ранее в СССР и РФ — «Ру») это не единица давления, а скорее «класс прочности по внутреннему давлению» трубопроводов и арматуры, кроме того ряды PN отличаются габаритными и присоединительными размерами при одинаковых DN (Ду).
Имеет единицу измерения: кгс/cм2. Обозначение кгс означает кг × с (килограмм умноженное на с). с=1. с характеризует как бы коэффициент силы. То есть умножая килограмм(массу) на силу мы конвертируем массу в силу. Это такая поправка для дотошных физиков. Если Вы обозначите кг/cм2 в принципе тоже не ошибетесь, если будите полагать что массу мы воспринимаем как силу. Также такая единица как кг/cм2 ошибочна тем, что давление образована из двух единиц (сила и площадь). Масса это другой параметр. Потому что масса только на поверхности земля создает ту силу которая давит на землю(сила тяготения). Значение с=1 на поверхности земля. И если Вы улетите на другую планету, то сила гравитации будет другая, и масса будет создавать другую силу. И на другой планете коэффициент с=1 будет равен другому значению. Например, с=0,5 создаст давление в два раза меньше.
Для чего нужен PN ?
Значение PN нужно для того, чтобы указать прибору предел давления, которое нельзя превышать для нормальной работы прибора, для которого это значение задано. То есть при проектировании, проектант должен за ранее знать, на какое максимальное давление рассчитан прибор.
Например, если прибору дали значение PN25 это означает, что прибор рассчитан на эксплуатацию с давлением не превышающим 25 кгс/см2. Что примерно равно 15 Бар.
1 кгс/см2 = 0.98 Бар. Грубо говоря значение PN примерно равно Бару или атмосфере.
Например, если прибору дали значение PN16 то оно рассчитано на давление не превышающую 16 Бар.
Определение PN по стандарту
Наибольшее избыточное рабочее давление при температуре рабочей среды 293 К (20 °С), при котором обеспечивается заданный срок службы (ресурс) корпусных деталей арматуры, имеющих определенные размеры, обоснованные расчетом на прочность при выбранных материалах и характеристиках прочности их при температуре 293 К (20 °С).
Российские нормы: ГОСТ 26349-84, ГОСТ 356-80, ГОСТ Р 54432-2011
Европейские нормы: DIN EN 1092-1-2008
Американские нормы: ANSI/ASME B16.5-2009, ANSI/ASME B16.47-2006
| Обозначение номинального (условного) давления | Значение номинального (условного) давления, МПа (кгс/см³) | Обозначение номинального (условного) давления | Значение номинального (условного) давления, МПа (кгс/см³) | ||
|---|---|---|---|---|---|
| PN 0,1 | 0,01 (0,1) | PN 63 | 6,3 (63,0) | ||
| PN 0,16 | 0,016 (0,16) | PN 80 | 8,0 (80,0) | ||
| PN 0,25 | 0,025 (0,25) | PN 100 | 10,0 (100,0) | ||
| PN 0,4 | 0,040 (0,40) | PN 125 | 12,5 (125,0) | ||
| PN 0,63 | 0,063 (0,63) | PN 160 | 16,0 (160,0) | ||
| PN 1 | 0,1 (1,0) | PN 200 | 20,0 (200,0) | ||
| PN 1,6 | 0,16 (1,6) | PN 250 | 25,0 (250,0) | ||
| PN 2,5 | 0,25 (2,5) | PN 320 | 32,0 (320,0) | ||
| PN 4 | 0,4 (4,0) | PN 400 | 40,0 (400,0) | ||
| PN 6,3 | 0,63 (6,3) | PN 500 | 50,0 (500,0) | ||
| PN 10 | 1,0 (10,0) | PN 630 | 63,0 (630,0) | ||
| PN 16 | 1,6 (16,0) | PN 800 | 80,0 (800,0) | ||
| PN 25 | 2,5 (25,0) | PN 1000 | 100,0 (1000,0) | ||
| PN 40 | 4,0 (40,0) |
Как самому определить диаметр трубы?
Чтобы определить диаметр трубы, проще всего измерить ее поперечное сечение. Если есть доступ к срезу — используйте линейку или сантиметровую ленту. Если доступа к резу нет, может помочь рейсфедер.
Если рейсфедера нет, нужна будет сантиметровая лента или рулетка с гибким полотном. Надо измерить длину окружности и полученную цифру записать в миллиметрах. Чтобы вычислить диаметр трубы, надо эту цифру разделить на 3,14 (число π).
Пример измерений:
Например, вы намерили 4,4 см, то есть 44 мм. Делим эту цифру на 3,14, получаем: 44/3,14 = 14 мм — это наружный диаметр трубы. Смотрим в таблицу, где приведены диаметры стальных труб. Больше всего похоже, что труба наша 13,5 мм диаметра, номинальным диаметром 8 мм. Небольшое несоответствие отнесем на неточность измерений.
Условное графическое обозначение диаметров труб
При условных обозначениях в различных схемах и чертежах размер указывается в миллиметрах без указания единиц измерения (мм).
Номинальный диаметр трубопроводов (внутренний) обозначается знаком ∅ или буквами DN перед числом как показано на рисунке а); б);
Согласно ГОСТ 21.602-2016 в проектной документации значение “DN” обозначается в виде зачеркнутого круга “∅”. Но этот же знак используется для параметров типоразмера.
При указании внешнего диаметра трубы и толщины стенки ставиться знак ∅, затем указываются значения диаметра и толщины стенки, как показано на рисунке в) г).
Если в проектах следует обозначить и диаметр и толщину стенки трубы, то нужно указывать так: ф20х2.2 где наружный диаметр равен 20 мм. А внутренний диаметр равен на разницу толщины стенки. В данном случае внутренний диаметр равен 15,6мм. ГОСТ 21.206–2012