Содержание страницы
В различных отраслях промышленности, включая водоснабжение, теплоснабжение, нефтегазовую промышленность, химию и энергетику, трубопроводы служат основой транспортировки жидкостей, газов и паров. При проектировании и эксплуатации трубопроводных систем крайне важными параметрами являются геометрические характеристики труб, в том числе диаметр трубы. Однако в инженерной практике применяется не только фактический (внутренний или наружный) диаметр трубы, но и условный проход (Ду) и номинальный диаметр (DN), что часто вызывает путаницу у начинающих специалистов. Эта статья подробно рассматривает различия между указанными параметрами и их роль в стандартизации и согласовании труб и арматуры.
1. Фактический диаметр трубы: внешний и внутренний
Фактический диаметр трубы — это измеряемая физическая величина, которая может быть:
- Наружным диаметром (Dн) — расстояние между внешними стенками трубы.
- Внутренним диаметром (Dвн) — расстояние между внутренними стенками трубы, определяющее проходное сечение и, соответственно, пропускную способность трубы.
Толщина стенки трубы обозначается как S, и внутренний диаметр можно вычислить как:
Dвн = Dн – 2S
Фактические диаметры и толщины стенок труб зависят от материала изготовления (сталь, медь, полимер, чугун и др.) и условий эксплуатации (давление, температура, среда, нагрузки). В некоторых случаях допускаются отклонения размеров в рамках установленных стандартов.
2. Условный проход Ду
Условный проход, обозначаемый как Ду (в отечественной документации) или DN (в международной практике), — это условный параметр, используемый для типизации размеров трубопроводов и арматуры, не равный точно ни внутреннему, ни наружному диаметру трубы. Он выражается в миллиметрах, но без обозначения единицы измерения (это условная величина, а не точный физический размер).
Например, труба с Ду 50 может иметь:
- наружный диаметр 57 мм при толщине стенки 3 мм (внутренний диаметр — 51 мм),
- или наружный диаметр 60 мм при толщине стенки 5 мм (внутренний диаметр — 50 мм).
Таким образом, Ду — это округлённое значение, используемое для унификации подбора арматуры и соединений.
Совпадение Ду у разных элементов трубопровода гарантирует их механическую и гидравлическую совместимость.
3. Номинальный диаметр DN
DN (nominal diameter, номинальный диаметр) — это международное обозначение условного прохода, закреплённое в стандартах ISO (например, ISO 6708) и EN. В большинстве случаев DN = Ду, но при переходе на европейские или американские стандарты могут возникать расхождения.
- В стандартах ISO и EN DN указывается как округлённая величина номинального внутреннего диаметра.
- DN обозначается целым числом без единиц измерения, например, DN 50, DN 80, DN 100.
Следует помнить, что DN — это не точное значение внутреннего или наружного диаметра трубы, а ориентировочный параметр, принятый для согласования размеров в стандартизированной продукции.
При строительстве трубопроводов подбирают материалы с одним и тем же 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.
4. Связь между Ду, DN и фактическими размерами
| Ду или DN, мм | Наружный диаметр, мм (сталь, ГОСТ 3262-75) | Толщина стенки, мм | Пример реального внутреннего диаметра |
|---|---|---|---|
| 15 | 21,3 | 2,8 | 15,7 мм |
| 25 | 33,5 | 3,2 | 27,1 мм |
| 50 | 57 | 3,5 | 50 мм |
| 100 | 108 | 4 | 100 мм |
Увеличение толщины стенки при постоянном наружном диаметре ведёт к уменьшению проходного сечения, однако Ду или DN остаются прежними.
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 Дy или DN 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 |
5. Использование Ду и DN при проектировании и монтаже
В процессе проектирования трубопроводной системы специалист указывает Ду или DN для всех элементов, включая:
- трубы,
- запорную арматуру,
- компенсаторы,
- фильтры,
- обратные клапаны,
- фланцы и фитинги.
Такой подход обеспечивает взаимозаменяемость и упрощает подбор компонентов. Например, если проектом предусмотрена линия Ду 100, все элементы этой линии должны иметь одинаковый условный проход и соответствующие присоединительные размеры.
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 номинальный диаметр (DN).
Ду — это сокращение от слов «диаметр условный». Оно обозначает то же самое, что и DN (Nominal Diameter), только в русскоязычном варианте. Сегодня правильнее использовать DN, так как это международный стандарт, а обозначение Ду постепенно уходит из употребления.
6. 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.
7. 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
Заключение
- Обозначение DN (Diameter Nominal) пришло из немецкой системы DIN и распространилось в международной практике благодаря унификации инженерных стандартов.
- В некоторых старых российских проектах применялись дюймовые обозначения труб (например, 1″, 2″), что не совпадает с системой Ду — переход между этими системами до сих пор вызывает затруднения.
- В системах из пластика, меди и нержавейки часто указывают только наружный диаметр и толщину стенки (например, 20×2 мм), а условный проход приходится рассчитывать отдельно.
- Современные CAD-системы позволяют автоматически сопоставлять размеры труб и арматуры по параметру DN, что упрощает проектирование крупных объектов.
Понимание различий между фактическим диаметром трубы, условным проходом Ду и номинальным диаметром DN имеет фундаментальное значение для проектировщиков, монтажников и технических специалистов, работающих с трубопроводными системами. Условный проход, как стандартизованный параметр, позволяет эффективно координировать сопряжение труб и арматуры, упрощает процесс закупок и повышает взаимозаменяемость элементов. Несмотря на условный характер этой величины, её роль в инженерной практике неоспорима, и правильное применение Ду и DN является необходимым условием надежности и эффективности любой трубопроводной системы.
Александр работал над проектами по внедрению комплексных решений для диагностики и оптимизации работы металлорежущих станков. Он регулярно публикует статьи о передовых методах резки, наплавки и покрытий, а также освещает новинки в сфере литейного производства и полимерных композиционных материалов — включая технологии контактного формования и сварку.