Гидравлический расчет трубопроводов

Технические характеристики стальных водопроводных труб

Государственные стандарты ВГП касаются и таких технических характеристик, как длина и вес.

Согласно ГОСТу 3262 75, длина готовой продукции может варьироваться в пределах 4-12 м

Принимая во внимание данный параметр, этот вид продукции делят на 2 категории:

• мерная длина или кратная мерной — вся продукция в партии имеет один размер (допустимо отклонение величиной 10 см);
• немерная длина — в партии могут быть изделия разной длины (от 2 до 12 м).

Срез изделия для водопровода следует выполнять под прямым углом. Допустимым скосом торца называют отклонение на 2 градуса.

К оцинкованным изделиям предъявляют особые требования. Это цинковое покрытие должно быть сплошным толщиной не менее 30 мкм. На резьбе и торцах готового продукта могут быть области, не покрытые цинком. Места с пузырчатым покрытием и различные включения (окислы, гартцинк) категорически запрещены — такая продукция считается браком.

По толщине стенки изделия делятся на 3 вида:

• легкие;
• обыкновенные;
• усиленные.

Легкие трубы

Особенностью легких труб является малая толщина стенки. Из всех возможных разновидностей ВГП легкие виды этого сортового металлопроката обладают наименьшей толщиной. Этот показатель варьируется от 1,8 мм до 4 мм и напрямую зависит от наружного диаметра изделия.

Вес 1 метра в этом случае также характеризуется наименьшими показателями. Изделия с наружным диаметром 10,2 мм в количестве 1 м весит всего 0,37 кг. Выбирать тонкостенные изделия следует в том случае, если к объекту предъявляют повышенные требования в вопросах веса. Однако водоснабжение с применением такого металлопроката обладает ограниченной сферой применения. Давление жидкости в таких трубах должно быть не более 25 кг/кв.см. При маркировке изделия с легким весом обозначают буквой “Л”.

Обыкновенные трубы

У металлопроката этого типа обыкновенная толщина стенки. Этот показатель варьируется в пределах 2-4,5 мм. Основное влияние на эту характеристику оказывает диаметр изделия.

Обыкновенные стальные трубы считаются наиболее распространенными, их следует выбирать в тех случаях, когда к прокладыванию водопровода не предъявляют каких-либо особых требований.

В списке преимуществ этого сорта металлопроката следует назвать:

• оптимальный вес — в сравнении с толстостенными такие изделия позволяют сократить общий вес готовой конструкции;
• допустимое давление имеет такой же показатель, как и для тонкостенных (25 кг/кв.м), однако здесь допустимы гидравлические удары;
• средняя стоимость — достигается за счет весового показателя.

При маркировке специального обозначения трубы обыкновенной нет. Буквенное обозначение присвоено только легкой и усиленной продукции.

Усиленные трубы

К изделиям такого типа относят те стальные трубы, которые обладают повышенной толщиной стенки — от 2,5 мм до 5,5 мм. Вес такой готовой конструкции будет сильно отличаться от весовой категории конструкции из легких и даже из обыкновенных изделий.

Однако у таких водогазопроводных систем есть и преимущество — они подходят для объектов с высоким давлением (до 32 кг/кв.см). При маркировке таких труб используется обозначение “У”.

Трубы под резьбу

Качество стальных труб с резьбой контролируется ГОСТом 6357 и должно полностью соответствовать классу точности B.

Для достижения высокого качества изделий резьба должна отвечать нескольким важным требованиям:

• быть четкой и чистой;
• не допускается присутствие заусенцев и рванин;
• на нитках резьбы может присутствовать небольшое количество черноты (если профиль резьбы уменьшается не более чем на 15%);
• согласно ГОСТу, на резьбе могут быть сорванные или неполные нитки (их общая длина не должна превышать 10% от общей);
• газоводопроводная труба может обладать резьбой, полезная длина которой сокращена на 15%.

Условные диаметры труб

ГОСТ 28338-89 чётко регламентирует параметры и маркировку всех трубных изделий, независимо от материала их изготовления. И одним из важных здесь является условный проход тубы. Условным диаметром (просветом, проходом, ДУ) называют внутренний диаметр изделия, который отличается от наружного благодаря толщине стенок изделия.

Понимая и зная величину внутреннего просвета (ДУ) тубы, можно подобрать все соединительные элементы таким образом, чтобы система водопровода (канализации и пр.) имела единый и целостный вид без риска разгерметизации.

Исходя из этого, становится ясно, что условный проход всей продукции для монтажа канализационной или водопроводной магистрали — наиболее важный параметр, который способствует сборке прямой и качественно работающей системы.

Важно: первоначально условный проход трубы маркировался литерами ДУ. Сегодня это значение определяют литерами DN

Отметим, что чаще всего размерные параметры сборных элементов из чугуна или стали маркируются по внутреннему диаметру (условному просвету/ДУ), в то время как прокат из полимеров, меди и иногда стали маркируют по внешнему диаметру.

Размерная сетка трубного проката

Все производимые тубы на современном и в зарубежном производстве изготавливаются в соответствии с размерным рядом, который насчитывает 49 вариантов. При этом диаметр (ДУ) изделий варьируется от 2,5 мм до 4000 мм.

Стоит отметить, что всего лишь три типа туб из всей размерной сетки можно использовать для монтажа гидравлических и пневматических магистралей. Таковыми являются элементы диаметром 16, 63 и 160 мм. Есть также пять типов отрезов круглого сечения, которые не используются в качестве трубной арматуры общего назначения. Это шланги диаметром 0,175 м, 2,6 м, 3,2 м, 3,6 и 3,8 м.

Подобные исключения свидетельствуют о том, что ГОСТ 28338-89 имеет четкий регламент для 40 стандартных и 8 специализированных габаритов трубного проката.

Определение маркировки

Согласно установленных норм и стандартов сегодня условный проход обозначается литерами DN (ранее ДУ), а величина просвета маркируется в мм. Таким образом, если перед нами будет лежать туба с маркировкой DN150, это вовсе не значит, что её внутренний просвет равен этой величине. Такой маркировкой могут отмечать элементы с наружным и внутренним диаметрами 156/149 или элементы с наружным и внутренними сечениями 156/144 мм. Согласно таблице допустимых условных значений в ГОСТ 28338-89 и показатель 144 и показатель 149 мм округляют до условного сечения 150 мм.

А чтобы точно высчитать диаметр условного прохода для трубопровода, можно воспользоваться формулой:

В формуле значение Д(вн) означает внешний диаметр элемента круглого сечения. S — толщина его стенки.

К примеру, имеем отрез сечением DN110 мм с толщиной стенок 6 мм. Необходимо 110 отнять (6х2). Получим точный просвет труб, равный 98 мм.

Условные диаметры для труб из стали

Стальной металлопрокат имеет условные просветы, которые формируются в зависимости от способа производства элементов. Поэтому имеется таблица условных значений, которые сведены к следующим значениям:

• Для туб, изготовленных при использовании технологии горячего проката — 20-500 мм (в соответствии с ГОСТ 8732-78);
• Если изделия были произведены при использовании технологии холодного проката — значения сужаются до 5-250 мм (по ГОСТ 8734-75);
• Сварные тубы с наличием продольного шва — 10-1400 мм (в соответствии с ГОСТ 10704-91);
• Для сварных трубных элементов со швом в виде спирали — 160-2400 мм (ГОСТ 8696-74).

Важно: весь стальной металлопрокат имеет 38-значную размерную сетку с условными числовыми значениями для каждого диаметра. Кроме того, среди ассортимента стальных изделий имеются тубы с четырьмя специальными просветами, которые используются для пневматических и гидравлических магистралей

Условные значения диаметров для труб из полимеров

Параметры полимерных элементов для магистрали (трубопровода) круглого сечения регламентируются ГОСТ 18599-2001, где чётко прописано, что ассортимент изделий может выполняться в 32 типоразмерах. Их диапазон в размерном ряду составляет 10-1600 мм.

При этом все 32 типа размерного ряда пластиковых изделий дополнительно делят на четыре группы по толщине стенки изделия. Та, в свою очередь варьируется в диапазоне 2-70 мм. Сопротивляемость давлению внутри тубы для полимерных прокатов может быть в пределах 0,16-2 МПа.

Таким образом, понимая внутренний условный диаметр каждого элемента, можно максимально точно спроектировать магистраль (трубопровод), определив её внутреннее давление и пропускную способность сети.

Как правильно рассчитать вес трубы самостоятельно: рекомендации

Вычисление массы стальной детали такого типа можно выполнить самостоятельно (без применения государственных стандартов). В первую очередь потребуется определить основные физические и геометрические характеристики металлического проката. Расчет веса круглых деталей несколько отличается от вычисления этого параметра у профильных труб (прямоугольных и квадратных).

Чтобы определить вес метра трубы, имеющей круглое сечение, необходимо измерить ее внутренний и наружный диаметры. Для профильных труб обязательным шагом является определение ширины и высоты. В случае необходимости можно воспользоваться нормативной документацией, находящейся в открытом доступе в интернете. Соответствующие ГОСТы содержат всю нужную информацию о трубах любого типа

Важно запомнить, что для каждой разновидности данных деталей существует соответствующий документ

Для того чтобы определить масcу метра трубы круглого сечения, нужно измерить ее внутренний и наружный диаметры.

Многие показатели (например, длину) можно определить самостоятельно, воспользовавшись строительной рулеткой. Для того чтобы расчет был максимально точным, рекомендуется узнать тип материала, его марку.

Узнать о том, сколько весит труба, можно и без проведения сложных расчетов. ГОСТы, регламентирующие металлические трубопрокатные изделия, содержат специальные таблицы. В них указываются основные показатели, характеризующие деталь (включая массу). А также можно воспользоваться онлайн-калькулятором, в котором заложен алгоритм расчета массы.

Марки полиэтилена

Для производства пластиковых труб используется полиэтилен низкого давления или ПНД. Этот материал известен, как пластик высокой плотности. С целью изготовления такого полиэтилена применяются базовые марки полиэтилена (ПЭНД).

Сырье для изготовления труб ПНД 273-79 второго сорта

В зависимости от типа производства, потребностей, используемого оборудования, любой ПНД классифицируется по качеству. Этот материал бывает 1 сорта, 2 и высшего. По области использования, трубы ПНД в свою очередь делятся на напорные и безнапорные.

• Напорные используются в водопроводных системах принудительной циркуляции;
• Безнапорные применяются для обустройства дренажных и других систем с естественным движением стоков.

Сейчас используются такие марки полиэтилена для производства отводов низкого давления:

• ПЭ 63. Наименее прочные. Их применяют с целью защиты электрического кабеля от воздействия влаги, а также (редко) для протяжки наружного водопровода;
• ПЭ 80. Идеально подходят для канализации. Выдерживают давление от 25 Мпа при нормальной температуре 20 градусов и минимальным SDR 6. Под воздействием высокой температуры, стандартные размеры могут отклоняться от показателей. Максимальное предельное отклонение – 0,3 мм.
• ПЭ 100. Применимы для отопления и для водоснабжения горячей водой. Основным отличием от 80 является высокая прочность и устойчивость к температурным воздействиям. При минимальном СДР, такие патрубки даже большого диаметра отличаются показателями предельного отклонения – 0,5 мм.

Виды стальных труб

Диаметры стальных труб немаловажный, но не единственный критерий. Большую роль в возможности дальнейшей эксплуатации отыгрывает способ изготовления. Существует несколько типов:

• Прямошовные. Для изготовления электросварных труб приходиться использовать листовую сталь. Суть производства проста: материал сгибают до необходимого диаметра, после чего фиксируют конструкцию в таком виде. Для соединения краёв используется обычная сварка. Благодаря этому, ширина шва снижается до минимума. Для контроля качества выпускаемой продукции производитель сверяет соответствие характеристик с регламентированными нормами, установленными в соответствующих разделах: ГОСТ 10704-91, ГОСТ 10705-80 ГОСТ 10706-76.
• Соответствие трубы 10706-26 – отличный показатель, способен немало рассказать о продукте. Как показывает практика, это одно из самых выгодных предложений на рынке, если полагаться на критерий цены/качества. Подобные трубы укрепляются дважды изнутри и снаружи, благодаря чему могут похвастаться долгим эксплуатационным сроком. Размер составляет от 10 до 1420 миллиметров.
• При использовании стали в рулонах получаются спиральношовные трубы. Их шов значительно больше предшественников, что негативно сказывается на характеристиках. Например, такая труба будет в разы хуже справляться с высоким внутренним давлением.
• Бесшовные представители оправданно считаются лучшими. Процесс их изготовления в разы сложнее, но может быть произведён даже без использования высоких температур. Благодаря отсутствию шва, давление распределяется равномерно, отсутствуют слабые места.

Шов – самое уязвимое местоИсточник svarkaed.ru

Чтобы понять, какой вид лучше всего закупать, необходимо определиться с поставленными задачами. Если оказываемая нагрузка будет небольшой, подойдёт и спиральношовный вариант. Если же системе предстоит справляться с действительно тяжёлыми задачами, лучше отдать предпочтение бесшовному аналогу. Экономить не стоит, как говориться: «Скупой заплатит дважды». Лучше сразу сделать всё качественно, нежели потом совершать многочисленные доработки.

Как измерить диаметр трубы

Если вы не профессиональный сантехник, на глаз определить размер трубы вряд ли сможете. А знать этот параметр надо, так как диаметры стальных труб — важный параметр. Эта величина потребуется, например, при замене трубопровода, установке новых фитингов и т.д. Вам нужен будет диаметр. С толщиной стенки определиться проще — чаще всего это 4 мм. Ее параметров достаточно для любого бытового трубопровода: водопровода (холодного или горячего), отопления. Измерить ее можно на спиле. Но если проверяете старые трубы, вполне может быть, что стенки истончились.

Итак, 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.

Измерение диаметра трубы подручными средствами

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).

Как определить диаметр по длине окружности

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.

Таблица размеров стальных труб – какой бывает диаметр у таких труб

Согласно одной из размерных характеристик, стальные трубы отличаются диаметром, то есть, сечением. Классифицирование их по этому показателю и толщине стенок позволяет создавать проекты и расчеты для транспортировки по трубопроводам какой-либо жидкости. В этой статье попробуем разобраться, какие можно встретить диаметры и размеры металлических труб.

Стандартные диаметры труб и системы их измерения

Применение стандартных сечений труб при создании различных типов трубопроводов в значительной степени упрощает разработку специалистами самих проектов.

До того, как разобраться с тем, какими бывают основные размеры труб, и в каких системах они могут быть использованы, следует подробнее разобраться в ведущих размерных характеристиках.

Стоит отметить, что конкретно по вышеуказанным параметрам определяют диаметры труб согласно ТУ и ГОСТам.

Данные значения предельно важны, ведь для определенного диаметра трубы по ГОСТу можно узнать о соответствующей толщине их стенок.

Классификация диаметров

Рассмотрим разновидности диаметров стальных труб:

1. Условный (Ду, Dy) – является внутренним диаметром трубы (мм), или округленной величиной (в дюймах).
2. Номинальный (Дн, Dn).
3. Внешний диаметр. Определение, как правило, проводится по этому параметру: 5-102 мм – трубы небольшого сечения; 102-426 мм – трубы среднего сечения; 426 мм и более – трубы большого сечения.
4. Внутренний диаметр – также считается важным параметром, который применим и к соединительным фитингам.

Кроме огромнейшего количества предлагаемых стальных труб, которые можно найти в продаже, практически во всех сферах строительства в данное время применяются трубы из различных разновидностей пластика. В связи с этим была подготовлена нормативная документация, среди которой присутствует таблица с диаметрами стальных труб и их соответствия аналогам из полимеров.

Благодаря таким таблицам можно с большой точностью подбирать правильную трубу в процессе проектирования какой-либо транспортной системы.

Системы измерения

Соответствие диаметров труб различных видов в обеих единицах измерения можно найти в соответствующей таблице.

При создании систем водо- и газоснабжения в настоящее время все еще достаточно широко применяются стальные трубы. Сечение таких труб измеряется в дюймах, к примеру: 2,4″ или 4″, или в долях: 1 2/3 или 5/8″. В процессе сборки трубопровода, сечение труб которого отмечается в дюймах, вы будете лишены каких-либо трудностей.

Тем не менее, при возникновении необходимости в смене или установке комбинированных систем (стальные вместе с медными или пластиковыми трубами), для корректного определения нужных параметров специалисту как нельзя лучше поможет таблица размеров стальных труб, то есть их сечений. Данные нормативы содержат метрические величины стальных труб и соответствующие им сечения труб из пластика.

Согласно принятым в подавляющем количестве стран стандартам, внутренний диаметр труб измеряется в миллиметрах. Вместе с тем, широко распространено маркирование труб в дюймах, который принято считать равным 2,54 см.

Монтаж системы подачи воды для жилых сооружений, зачастую, подразумевает использование стальных труб с внутренним сечением 15, 20 или 32 мм.

Трубы больших сечений, изготовленные из стали, и из чугуна (безнапорные), применяемые для обустройства систем канализации, имеют сечение, равное 50/100 мм.

Важность подбора правильного диаметра прокладываемых труб

Благодаря точному номинальному диаметру трубы для монтажа водопровода можно узнать количество транспортируемой воды

В бытовых целях быть осведомленным во всех нюансах, связанных с применяемостью диаметров труб в тех или иных ситуациях – очень важно

К примеру, если возникла надобность в проведении обслуживания системы отопления частного дома, сечение труб определяется так, чтобы зимой прогрев всей территории был одинаковым.

Размеры стальных, алюмопластиковых и ПП труб есть возможность с легкостью высчитать без чьей-либо помощи, и даже не пользуясь таблицами соответствия.

Чтобы определить сечение трубы для применения в отопительных системах, можно воспользоваться формулой, которая расшифровывается, как описано ниже.

• D – внутреннее сечение выбранных труб;
• Q – тепловой поток, выражаемый киловаттами;
• V – скорость теплоносителя, м/с;
• DT – разница температур на обоих концах системы, измеряемая в ℃;
• sqrt – квадратный корень.

Таблица размеров металлических труб очень важна при расчетах сечения стальных труб. Так вы сможете четко оптимизировать вашу работу, в процессе не возникнет непредвиденных нюансов, и вы будете уверены в успешности ее осуществления. К тому же, вы потратите свои средства с умом и сэкономите немало рабочего времени.

Разновидности диаметров

Как уже было отмечено, выделяют диаметры:

• наружный – по которому в большинстве случаев идет классификация стальных изделий;
• внутренний – на который нужно ориентироваться, чтобы правильно подобрать различные соединительные элементы.

Кроме того, выделяют:

• условный диаметр, которые представляет собой выражение номинальный размер внутреннего параметра трубы, выраженный в миллиметрах;
• номинальным.

Определение толщины стен трубы, которая вычисляется путем вычитания показателя внутреннего диаметра из показателя внешнего, необходимо для того, чтобы правильно установить допустимую нагрузку на конкретную трубу.

Какую трубу считать малой — средней -большой?

Даже в серьезных источниках мне приходилось наблюдать фразы типа: «Берем любую трубу среднего диаметра и…», но какой этот средний диаметр никто не указывает.

Чтобы разобраться, стоит сначала понять на какой диаметр нужно ориентироваться: он может быть внутренним и внешним. Первый важен при расчете транспортировочной способности воды или газа, а второй для определения возможности выдерживать механические нагрузки.

Внешние диаметры:

• От 426 мм считается большим;

• 102-246 называют средним;

• 5-102 классифицируется, как маленький.

Что касается внутреннего диаметра, то лучше заглянуть в специальную таблицу(см. выше).

Виды стальных труб

Диаметр не является единственной характеристикой, по коей различаются стальные трубы, не менее важным параметром является метод их производства, что также является ключевым моментов при их выборе.

Прямошовные (электросварные). Для их производства применяется листовая сталь (штрипс), которую, при помощи специального оборудования изгибают до требуемого диаметра, после этого края соединяются при помощи сварки. Сварочные работы гарантируют минимальную ширину шва, что позволяет использовать данную продукцию для сооружения водопроводных и газовых магистралей. Чаще всего материалом служит углеродистая или низколегированная сталь

Показатели готовой продукции регламентируются следующими документами: ГОСТ 10704-91, ГОСТ 10705-80 ГОСТ 10706-76.
Нужно обратить внимание на то, что труба которую изготовили в соответствии со стандартом 10706-26, обладает повышенной прочностью среди себе подобных – после того как был сделан первый соединительный шов, он укрепляется дополнительно еще двумя изнутри и двумя снаружи. Нормативные акты указывают диаметры продукции, изготовленной при помощи электросварки

Их размер составляет от 10 до 1420 мм.
Спиральношовные. Для изготовления такого вида продукции используют сталь в рулонах. У данных изделий также есть шов, но по сравнению с предыдущим видом изделия он шире, соответственно и способность выдерживать внутреннее давление у таких труб ниже. Данную продукцию применяют при сооружении систем газопровода. Данный вид труб регламентируется ГОСТом 8696-74.
Бесшовные. Изготовление продукции такого типа заключается в деформации специальных стальных заготовок. Деформация выполняется как с воздействием высоких температур, так и холодным методом (ГОСТ 8732-78, 8731-74 и ГОСТ 8734-75 соответственно). Отсутствие шва является положительным отражением на прочности – внутреннее давление равномерно распределяется по стенкам (не имеет «ослабленных» мест).

Касательно диаметров, то стоит заметить, что нормативные акты контролируют их производство до значения в 250 мм. При приобретении изделий, чей диаметр больше указанного, приходится только довериться добросовестности производителя.

Важно знать! Если вам нужны максимально прочные трубы, оптимальным вариантом будет приобретение бесшовной продукции колодной формовки. Первоначальные характеристики металла не изменяются из-за воздействия температур, что положительно отражается на прочности

Также если ключевым требованием является способность выдерживать внутренние давления, наиболее подходящей на эту роль подойдут изделия круглой формы. Профильные трубы более устойчивы к механическим нагрузкам (они хорошо подходят для изготовления различного рода каркасов, несущих конструкций).