С увеличением диаметра трубы давление

Пропускная способность трубы в гидравлике — объем или масса проходящего за единицу времени вещества через ее сечение.

Этот показатель является важнейшим при расчете и проектировании трубопроводов, транспортирующих различные жидкости и газы.

Правильно подобранные параметры позволяют системе функционировать без перегрузок, а также снизить расходы, связанные с ее устройством или модернизацией.

С увеличением диаметра трубы давление

Для чего определяется пропускная способность?

При расчете водопровода стоит задача определить оптимальный диаметр трубы для обеспечения нормативного потребления воды.

Если сечение слишком мало, это приводит к недостаточному напору в трубах даже при большом давлении, в результате:

  • насосное оборудование быстрее изнашивается,
  • чаще происходят аварии на линии,
  • увеличивается расход энергии.

Для ремонта систем требуются дополнительные траты, что повышает стоимость эксплуатации.

С увеличением диаметра трубы давлениеПорядок измерения диаметров труб по внутренней и наружной окружности Для организации водопровода, отопления или канализации используют трубы разных размеров. Отсутствие маркировки с информацией может стать причиной неправильного выбора фитингов или переходников для…

В гидравлике пропускная способность всей системы рассчитывается по самому узкому месту. Часто трубопроводы сравнивают с электропроводкой, только по трубам бежит вода, а по проводам — электрический ток.

С чего начать?

Отправная точка для расчета системы — определение нормативного расхода воды в зависимости от количества приборов и одновременно включаемых водоразборных точек. Базовые данные указаны в СНиП 2.04.01-85*, для потребляющего воду оборудования технические характеристики можно узнать из паспорта и суммировать с нормативными.

С увеличением диаметра трубы давление

Зная, сколько потребуется воды на различные нужды, подбираются все элементы системы:

  • насосы,
  • коллекторы,
  • трубы,
  • клапана и т.д.

Методы определения пропускной способности

Расчеты ведутся различными методами:

  • По формулам гидравлики. Это достаточно сложный способ, требующий теоретических знаний.
  • По готовым таблицам. Необходимые параметры уже просчитаны и занесены в удобную для пользователей форму.
  • С помощью онлайн калькулятора. Доступный и быстрый способ найти нужные характеристики. Достаточно записать свои данные в окнах программы, и результат будет готов почти мгновенно.

В гидравлике пропускная способность всей системы рассчитывается по самому узкому месту.

Закон Торричелли

  • В формуле итальянского математика и физика Торричелли используется закон сохранения энергии для идеальных жидкостей и газов.
  • Ученый получил соотношение, связывающее скорость молекулы и высоту столба жидкости (напор):
  • U=√2gH, где U— скорость движения молекулы вещества, g— ускорение свободного падения, H — напор.
  • Зная скорость жидкости и нормативный расход, можно определить необходимую площадь S сечения трубы:

S=Q /V, где Q — расход, определенный по СНиП 2.04.01-85*.

Площадь круга связана с диаметром соотношениемS=pD²/4, откуда:

D=2√(S/p)=2√(Q/(Up)), где p — 3,14.

Формула Торричелли справедлива для идеальных жидкостей с нулевой вязкостью или несжимаемых газов. Помимо этого в расчетах не учитываются шероховатость труб, длина коммуникаций и другие параметры, вызывающие гидравлические потери. Полученный результат весьма приблизителен и может использоваться, если принять диаметр больше расчетного на 20-30%.

Таблица пропускной способности труб для жидкостей, газа, водяного пара

Гораздо проще и быстрее использовать таблицы определения пропускной способности трубы в зависимости от диаметра и давления воды, газа, водяного пара. Они содержат уже готовую информацию в очень доступном виде:

С увеличением диаметра трубы давление

Например, нужно определить пропускную способность трубы Æ20 мм при давлении 3 бар (0,3 МПа или 3 атм.). В левом столбце находим 3 бар, на самой верхней строчке указаны диаметры. При пересечении своих данных получаем значение искомого параметра для воды — 9,93 м³/ч.

Если по расчетам нормативного расхода этого достаточно, труба сечением 20 мм полностью удовлетворяет условиям. Если требуется большая проходимость, нужно найти значение для диаметра 32 мм и т.д., пока не будет найден наиболее близкий показатель.

Таблица пропускной способности трубы в зависимости от диаметра (по Шевелеву)

Таблицы Шевелева — советского ученого в области гидравлики — были разработаны для стальных, чугунных (новых и неновых), асбестоцементных, железобетонных, пластиковых и стеклянных труб.

В расчетах учитывались шероховатость различных материалов, вязкость жидкости, трение и даже возраст труб, поскольку через несколько лет эксплуатации коммуникаций наблюдается выпадение осадка и уменьшение внутреннего диаметра.

С увеличением диаметра трубы давлениеТаблица ШевелеваГидравлический расчет с помощью этого метода точен, но для неподготовленного пользователя достаточно сложен. Результат можно получить быстрее, если ввести свои данные в специальные программы в интернете, где применяются таблицы Шевелева.

Таблица пропускной способности труб в зависимости от давления теплоносителя

С увеличением давления растет и пропускная способность системы, но по нелинейному закону. По данной таблице можно найти показатели для различных значений напора труб самых востребованных диаметров:

С увеличением диаметра трубы давлениеТвблица пропускной способности труб

В левой колонке указано давление, в строках — пропускная способность для разных сечений. Например, при диаметре трубы 20 мм и напоре 120 Па/1,2 бар максимальный расход воды через трубу по таблице составляет 472 кг (литра) в час. При этом скорость жидкости менее 15 м/с.

Таблица пропускной способности труб при разной температуре теплоносителя

При расчете тепловых системпропускная способность определяется в т/час или Гкал/час при различных температурных графиках с учетом удельной потери на трение. Для расчета используются рекомендации СП 60.13330.2012, СНиП 41-01-2003.

С увеличением диаметра трубы давление

Например, труба с условным диаметром 50 мм при потере давления 5 кгс/м² обеспечивает проходимость 2,45 т/ч и 0,06 Гкал при температурах 95-70°С. Для температурных графиков 130-70 и 150-70 эти значения 0,15 Гкал и 0,2 Гкал соответственно.

При неизменном расходе теплоносителя с ростом температуры увеличивается количество выделяемой теплоты.

Таблицы пропускной способности напорных канализационных систем

Напорные сети организуются, если приборы расположены ниже уровня колодцев или коллекторов и требуется перекачка стоков на определенную высоту. Гидравлический расчет проводится по СП 31.13330.2012.

С увеличением диаметра трубы давлениеИспользование ремонтной ленты для водопроводных труб от течи При ремонте и установке любых трубопроводов, будь то водопроводная сеть, вентиляция или газопровод, должна использоваться лента для труб, чтобы обеспечить надежную герметизацию всех соединений….

В отличие от безнапорных систем жидкость транспортируется полным сечением. В расчетах используются таблицы Шевелева для напорных трубопроводов и аналогичная методика. Объем стоков берется равным потреблению воды на водоснабжение.

Таблицы пропускной способности безнапорных труб канализации

В самотечных трубопроводах, устроенных с уклоном, стоки движутся благодаря силе тяжести. Сечение полностью не заполняется. При гидравлическом расчете используют таблицы Лукиных для безнапорной канализации.

Диаметр трубы определяется исходя из расчетного объема сточных вод, угла уклона и нормативного наполнения. Учитывается также материал для изготовления элементов.

Пример таблицы для пластиковой трубы сечением 40, 50 и 110 мм:

С увеличением диаметра трубы давлениеТаблицы для гидравлического расчета

Для определения необходимого минимального диаметра задается расход стоков q, уклон i, наполнение h/D от 0,3 до 0,8 (в ливневой канализации допускается h/D=1). Например, нормативный расход 1,9 л/с, уклон 0,03, заполнение 0,3. Данным условиям удовлетворяет пластиковая труба Æ110 мм, скорость стекания 0,884 м/с, что соответствует нормативу.

С увеличением диаметра трубы давление

Таблица пропускных способностей газовых труб в зависимости от давления

При выборе нужного оборудования для ГРС руководствуются прежде всего производительностью, зависящей от пропускной способности входных и выходных газовых труб. Нормативы ограничивают скорость потока газа величиной 25м/с.

Читайте также:  Самодельный твердотопливный котел труба в трубе

Для расчета применяется методика, описанная в Справочнике по проектированию магистральных водопроводов (ред. А.К. Дерцакян), а также таблица:

Пропускная способность определяется при заданном давлении (в левой колонке) и диаметре в вертикальных столбцах.

Методы расчета пропускной способности трубопроводов

Гидравлические расчеты проводятся с целью подбора элементов системы с оптимальными характеристиками для обеспечения бесперебойной работы, уменьшения эксплуатационных расходов и снижения износа оборудования.

Гидравлический расчет трубопровода

Расчеты ведутся с помощью таблиц Шевелева по следующему алгоритму:

  1. Задается нужный расход Q и оптимальная скорость среды на каждом участке.
  2. Подбирается диаметр трубы, определяются потери напора по длине.
  3. Процедура повторяется для всех участков.
  4. Находится удельное значение потери давления на 1 пог. м.
  5. Суммируются все остальные потери от всасывания, местного сопротивления и т.д. Полученное значение должно быть меньше или равно мощности насоса.
  6. Исходя из технических характеристик оборудования определяется расход Qнасоса.
  7. Сравниваются Q и Qнасоса. При приблизительном равенстве значений насос подобран правильно. Если нет, нужно задать новые параметры и посчитать заново.

Расчет пропускной способности канализационных труб

  1. Задается диаметр и угол наклона, при котором сточные воды стекают произвольно, а система постоянно самоочищается (от 0,005 до 0,035 в зависимости от сечения):
  2. Степень наполнения трубы по нормативу 0,6-0,8 и также зависит от диаметра:

Зависимость наполнения от диаметра трубы

По таблицам Лукиных уточняется, соответствует ли выбранный диаметр заданным параметрам. Если есть отклонения, сечение нужно изменить в большую/меньшую сторону. Для более точных расчетов используются графики, формулы и поправочные коэффициенты.

Расчет пропускной способности газопроводов

В соответствии с параметрами проектируемой сети задаются диаметры труб на входе и выходе в ГРС. Затем, сравнивая значения по таблицам, находят такое соотношение, при котором условия максимально соблюдены.

Давление газа в газопроводе: классификация, виды и категории труб Природный газ используется в быту и на производственных предприятиях. Для доставки его к месту назначения применяют трубопроводы. Важнейший показатель для них — давление газа в газопроводе. Эта…

Как рассчитать параметры дымохода

Главные характеристики, которые определяются в ходе расчетов, — длина трубы дымохода и ее рабочее сечение. При неправильном подборе параметров токсичные вещества не удаляются из камеры сгорания и проникают в помещение.

При проектировании используются нормативы СП 7.13130.2013 и СНиП III-Г.11-62. Хотя последний регламент считается недействующим, там содержатся рекомендации, касающиеся именно дымоходов.

Сложные промышленные устройства рассчитываются в профессиональных бюро, для домашних печей применяется более простая методика.

Пример:

  • Задается скорость движения дыма U=2 м/с.
  • За час в топке сгорает примерно В=6 кг дров влажностью 20-25%.
  • Температура разогретого дыма T=140°.

Объем исходящего дыма определяется по формуле:

Vгаз  = (В х Vтоплx (1+Т/273))/3600, м3/с , где Vтопл — объем воздуха, требуемый для сжигания 1 кг дров. В данном случае это 10 м³, для бурого угла 12 м³, для каменного 17 м³.

  • Vгаз=6х10х(1+140/273))/3600=0,025 м³/с.
  • Зная объем исходящего газа и его скорость, можно найти площадь сечения трубы дымохода:
  • S=Vгаз/U=0,025/2=0,0126 м².
  • Диаметр определяется по геометрической формуле:
  • D=2√(S/p)=2√(0,0126/3,14)=0,126 м = 126 мм.
  • Ближайший диаметр трубы с округлением в большую сторону — 150 мм.

Главные характеристики, которые определяются в ходе расчетов, — длина трубы дымохода и ее рабочее сечение. При неправильном подборе параметров токсичные вещества не удаляются из камеры сгорания и проникают в помещение.

Длина дымохода для обеспечения нормальной тяги подбирается по СП 7.13130.2013, где нормируются высота от оголовка до колосниковой решетки печи, конька крыши, а также расстояние до окружающих крупных объектов.

Онлайн калькуляторы

Программы, помогающие определить параметры трубопровода, — большое подспорье для тех, кто мало знаком с гидравликой. Они созданы на базе действующих нормативов и теоретических формул.

Крупные объекты проектируются специализированными организациями, но для расчетов домашних сетей онлайн-калькуляторы могут применяться вполне уверенно. Если есть какие-либо сомнения, за консультацией лучше обратиться к профессионалам.

Заключение

Пропускная способность трубы — важнейшая характеристика, от которой зависит работа всего трубопровода. Для расчетов применяются различные методики с использованием формул, таблиц или программ. Если нет уверенности в собственных силах, обратитесь к специалистам.

Дополнительная информация по теме:

Как определить расход воды по диаметру трубы и давлению?

Между давлением водного потока и трубным диаметром наблюдается прямая зависимость, описываемая законом Бернулли.

Согласно нему при возрастании давления воды скорость течения снижается, и наоборот.

С увеличением диаметра трубы давлениеПри пропускании постоянного водного потока через трубы с различным сечением обнаруживается, что в узких частях давление меньше, чем в широких.

При переходе воды из широкой части в узкую, давление снижается, и наоборот.

В трубах с различным сечением за одинаковый промежуток времени протекает равный объем воды. Поэтому на широких участках она течет медленнее, чем по узким.

Таблица соотношения

Водорасход напрямую зависит от пропускной способности. Это такая величина, которая показывает максимальный объем, проходящий через систему за определенный временной промежуток и при определенном давлении.

Для труб с разным диаметром такая величина разнится. Подробная информация указана в таблице ниже:

С увеличением диаметра трубы давление

Когда нужно проводить вычисления?

Выполнять вычисления необходимо при выборе труб для водопровода. Диаметр должен быть подходящим, чтобы избежать чрезмерного водорасхода и обеспечить нормальный напор.

Такая необходимость появляется при проектировании дома и подведении к нему коммуникаций. При выборе трубы с оптимальным сечением для водопровода нужно обязательно выполнять ряд расчетов. Необходимо узнать максимальные объемы необходимой воды в доме за минуту.

Для этого нужно посмотреть паспортные данные стиральной и посудомоечной машин, узнать их расход. К полученным данным приплюсовать расход воды на кранах (через один прибор протекает примерно 5-6 литров за минуту времени).

Исходя из полученных результатов, нужно приобрести трубу с таким сечением, чтобы этого было достаточно для одновременной работы всех устройств и кранов.

Пошаговая инструкция, как рассчитать водорасход

Произвести подсчеты можно при помощи таблиц. Но полученные результаты будут неточными. Поэтому лучше проводить расчеты на месте, учитывая скорость потока, материал трубопроводных систем и прочие характеристики трубопровода.

Проще всего рассчитать объем расходуемой H2O по следующей формуле:

q=π*d2 /4*V, где:

  • q – расход воды (л/с);
  • V – скорость течения (м/с);
  • d – диаметр (см).

Использовать эту формулу можно и для поиска других неизвестных. Если известен диаметр и расход воды, можно определить скорость потока. А если известны V и q, можно узнать диаметр.

В большинстве стояков напор водного потока равняется 1,5-2,5 атмосфер. А скорость потока обычно составляет 0,8-1,5 м/с. Может быть установлен дополнительный нагнетатель, который меняет параметры внутри системы. Все данные о нем должны быть указаны в техпаспорте.

Минимальное давление в системе должно составлять 1,5 атмосфер – этого достаточно для работы стиральной машины и посудомойки. Чем оно выше, тем быстрее вода движется по трубам, поэтому водорасход повышается.

Для получения более точных результатов применяется формула Дарси-Вейсбаха, которая учитывает возможные изменения напора воды, что приводит к повышению или снижению давления.

Читайте также:  Сантехнические соединения труб для канализации

ΔP=λ*L/D*V2 /2q *ϸ, где:

  • ΔP – потеря давления на сопротивлении движения потока;
  • λ – показатель потерь на трение по всей длине;
  • D – сечение трубы;
  • V — скорость течения;
  • L – длина трубопровода;
  • g – константа = 9,8 м/с2;
  • ϸ — вязкость потока.

Такую формулу обычно используют для выполнения сложных расчетов гидродинамики. В остальных случаях применяются упрощенные варианты.

Частный случай расчета водорасхода – через отверстие крана. Применяется формула:

q=S*V, где:

  • Q – водорасход;
  • S – площадь окружности (отверстия крана), определяется по формуле S= π*r2;
  • V – скорость течения, если она неизвестна, определить ее можно, исходя из формулы V=2g*h, где g – константа, h – высота водного столба над отверстием крана.

Правила расчета

При выполнении вычислений необходимо учитывать следующие правила:

  1. С увеличением диаметра трубы давлениеСледить за правильностью величин. Если одно значение исчисляется в м/с, то другое должно измеряться в л/с (не в кг/час). Иначе произведенные расчеты будут неверными.
  2. Применять правильные значения констант.
  3. Учитывать данные нагнетателя системы, если он используется. Вся информация о его влиянии на параметры системы указывается в техническом паспорте.
  4. Промежуточные вычисления рекомендуется проводить с точными величинами, а конечный результат можно округлить (лучше в большую сторону).

Чтобы облегчить расчеты, можно воспользоваться калькуляторами в режиме онлайн, в которые достаточно только ввести все известные данные.

Заключение

Объем расходуемой воды напрямую зависит от трубного диаметра и давления внутри системы. Чем больше давление, тем быстрее будет протекать вода, что приведет к большому водорасходу. Чем меньше диаметр трубы, тем выше сопротивление воды и меньше скорость ее течения.

Если выбрать неподходящий d, водный напор в системе может быть снижен. Поэтому при установке водных коммуникаций нужно обязательно проводить расчеты. Иначе в будущем могут появиться проблемы с водорасходом.

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Cтраница 1

Увеличение диаметра трубопровода приводит к уменьшению его сопротивления и, следовательно, к уменьшению инерционности линии связи.

Вместе СЃ тем увеличение диаметра трубопровода вызывает повышение емкости, что РїСЂРё заданной РїСЂРѕРїСѓСЃРєРЅРѕР№ способности усилителей мощности РїСЂРёРІРѕРґРёС‚ Рє росту инерционности линий СЃРІСЏР·Рё.  [1]

Увеличение диаметра трубопровода приводит к уменьшению его сопротивления и, следовательно, к уменьшению инерционности линий связи.

Вместе СЃ тем увеличение диаметра трубопровода вызывает увеличение его емкости, что РїСЂРё заданной РїСЂРѕРїСѓСЃРєРЅРѕР№ способности усилителей мощности РїСЂРёРІРѕРґРёС‚ Рє увеличению инерционности линий СЃРІСЏР·Рё.  [2]

Увеличение диаметров трубопроводов с учетом полной их загрузки дает большой эффект.

Так, для сооружения газопровода Саратов — РњРѕСЃРєРІР° диаметром 325 РјРј ( РѕРґРЅРѕРіРѕ РёР· первых РІ нашей стране) потребовалось РЅР° каждые 1000 Рј3 перекачиваемого газа РІ РіРѕРґ 155 РєРі труб, Р° для строительства газопровода Ставрополь — РњРѕСЃРєРІР° диаметром 720 Рё 820 РјРј — лишь 47 РєР·.  [3]

  • Для увеличения диаметра трубопровода СЃ D 150 РјРј РґРѕ D2300 РјРј конструктивно задан ограниченный переходный участок, длина которого L 200 РјРј.  [4]
  • Для увеличения диаметра трубопровода РѕС‚ D, — 150 РјРј РґРѕ D2 300 РјРј конструктивно задан ограниченный переходный участок, длина которого L — 200 РјРј.  [5]
  • Предусматривается всемерное увеличение диаметра трубопроводов, что обеспечивает более высокую РёС… РїСЂРѕРїСѓСЃРєРЅСѓСЋ способность, Рё уменьшение толщины стенки труб, что обеспечивает снижение металлоемкости этих сооружений.  [6]

С увеличением диаметра трубопровода влияние температуры газа становится более значительным. С увеличением диаметра у убывает. На рис.

48 РІРёРґРЅРѕ, что РїСЂРё этом функция Рі / ( 1 — e — v) / y Рё, следовательно, средняя температура РўСЃСЂ возрастают.

В то же время относительное увеличение температуры при компримировании почти не меняется.

Таким образом, СЃ увеличением мощности газопроводов следует проводить уточненные расчеты температурных режимов, РёР±Рѕ значение правильного выбора систем охлаждения возрастает.  [7]

РЎ увеличением диаметра трубопровода снижается коэффициент использования парка автомобилей РёР·-Р·Р° тяжелых условий работы автотранспорта.  [8]

РЎ увеличением диаметра трубопровода возрастают капитальные затраты, причем ускоренно: пропорционально d растет РЅРµ только периметр трубы ти /, РЅРѕ, как правило, еще Рё толщина ее стенок. Технологов интересует диаметр трубопровода, РїСЂРё котором суммарные затраты ( кривая Z) минимальны.  [9]

РЎ увеличением диаметра трубопроводов вероятные взаимные перемещения труб Рё грунта относительно РґСЂСѓРі РґСЂСѓРіР°, как Рё силы, действующие РїСЂРё этом РЅР° покрытие, увеличиваются, РІ то время как несущая способность покрытия СЃ увеличением эксплуатационной температуры уменьшается. Сочетание этих трех факторов — повышение температуры, высокие нагрузки Рё перемещение РјРѕРіСѓС‚ привести Рє нарушению сплошности покрытия.  [10]

РЎ увеличением диаметра трубопровода увеличивается пролет.  [12]

РЎ увеличением диаметра трубопроводов Рё повышением РїСЂРѕРїСѓСЃРєРЅРѕР№ способности транспортируемых продуктов РЅР° выходе РљРЎ повышается температура стенки трубы, что РїСЂРёРІРѕРґРёС‚ Рє ужесточению условий службы изоляционного покрытия. Р’ СЃРІСЏР·Рё СЃ этим РѕРґРЅРёРј РёР· путей повышения несущей способности покрытия Рё повышения его долговечности является понижение температуры газа РЅР° выходе РљРЎ. Это же РІ равной мере относится Рё Рє нефтепроводам, РїРѕ которым перекачивают подогреваемую нефть. Р’ последнем случае задача осложняется тем, что понижение температуры РїСЂРёРІРѕРґРёС‚ Рє повышению вязкости некоторых РІРёРґРѕРІ нефти. Поэтому здесь необходимо идти РїРѕ пути отыскания некоторой оптимальной температуры, что устанавливается соответствующими расчетами.  [13]

РЎ увеличением диаметра трубопровода область раздельно-волновой формы потока расширяется, Р° пузырьково-РїСЂРѕР±РєРѕРІРѕР№ сокращается.  [14]

С увеличением диаметра трубопровода возрастает масса трубы и ее жесткость.

В связи с повышением жесткости удлиняются участки как приподнимаемого трубопровода для прохода очистных и изоляционных машин, так и свисающего в траншею.

Следовательно, возрастают требуемая грузоподъемность и момент устойчивости трубоукладчика.

РџСЂРё этом РіСЂСѓР·РѕРІРѕР№ момент возрастает интенсивнее нагрузки, так как РѕРЅ является функцией РґРІСѓС… переменных ( грузоподъемности Рё вылета), которые зависят РѕС‚ диаметра.  [15]

Страницы:      1    2    3    4

Какое давление выдерживают стальные трубы?

► Виды стальных труб
► Какое давление выдерживают стальные трубы
► Таблица максимального давления нержавеющих труб
► Как правильно подобрать трубы

При проектировании любой трубопроводной системы производят расчет ее номинального давления, предусматривают дополнительный запас прочности для ситуаций, в которых нагрузки могут повышаться, например: гидравлические удары или аварии. В зависимости от полученных величин подбирают трубный прокат и арматуру, которые могут эксплуатироваться в данных условиях на протяжении всего нормативного срока. 

Для организации трубопроводов с небольшими гидравлическими нагрузками и самотечных систем подходят пластиковые трубы. Их применяют для ливневок, канализации, части внутридомовой разводки ХВС и ГВС в температурном режиме до 70 С⁰. Во всех остальных случаях самым надежным материалом является сталь.

Среди эксплуатационных характеристик стальных труб можно выделить основные:

  • Высокая прочность;
  • Стойкость к внутренним и внешним нагрузкам;
  • Термостойкость;
  • Невысокое тепловое расширение;
  • Средний срок службы 10 лет, с использованием антикоррозийных покрытий — до 30;
  • Широкий сортамент.

В различных трубопроводных системах устанавливают нормативы давления. В коммунальных сетях оно невысокое, но неправильный подбор трубы может привести к разрывам или протечкам. В промышленных и магистральных трубопроводах нагрузки гораздо выше, а транспортируемые вещества опаснее, каждая протечка наносит значительный финансовый и экологический ущерб.

Виды стальных труб

Способность выдерживать нагрузки зависит от вида трубного проката. Стальные трубы изготавливают по типовым параметрам с заданными свойствами, соответствующими их типу и классу. За исключением профильных изделий, которые применяют в строительстве, весь сортамент проходит гидравлические испытания. Максимальное давление, которое выдерживает стальная труба, зависит от ряда характеристик:

Способ изготовления:

  • Сварные: прямошовные, спиралешовные, холоднокатаные, горячекатаные;
  • Бесшовные: холоднокатаные, горячекатаные, цельнотянутые.

Диаметр:

  • Малые — до 114 мм;
  • Средние — 114-530 мм;
  • Большие — более 530 мм.

Толщина стенки:

  • Особотонкостенные;
  • Токостенные;
  • Толстостенные;
  • Ососботолстостенные.

Качества сталей:

  • Углеродистые — прочные трубы общего назначения и для промышленных систем;
  • Легированные — трубопроводы специального назначения: коррозионностойкие, термостойкие, криогенные, радиоактивные.

Антикоррозийная обработка:

  • Степень гладкости поверхности;
  • Металлические покрытия: цинк, хром;
  • Полимерные покрытия.

Механический запас прочности зависит от сочетания таких факторов как давление, температура и агрессивность транспортируемого вещества. Например, в тепловых сетях износ оборудования происходит быстрее.

Подбор изделий осуществляют с учетом действующих нагрузок, как правило, это толстостенные горячекатаные изделия. В газопроводах давление рассчитывают исходя из постоянного сжатия и расширения среды.

Какое давление выдерживают стальные трубы

Предельное давление стальной бесшовной трубы определяется по формуле: P = (2 х S хT)/(DхSF)

  • P – давление жидкости;
  • T – толщина стенки в дюймах;
  • D – наружный диаметр трубы (дюйм);
  • SF – коэффициент безопасности;
  • S – запас прочности металла.

В зависимости от назначения изделий устанавливают нормативы допустимого давления, например для ВГП (ГОСТ 3262-75) предусмотрено три норматива Рр: 25 кгс/см², 32 кгс/см² и 50 кгс/см² по требованию потребителя. Этого достаточно для организации распределительных коммунальных сетей. 

Допустимое давление складывается из нескольких величин:

  • Рабочее давление среды на стенки трубопровода;
  • Резкое увеличение при срабатывании предохранительных клапанов или других регулирующих устройств.

Параметры Рр, допустимого напряжения в слоях металла указывают в технической документации каждого вида изделий. Гидравлические испытания проводят согласно регламенту ГОСТ 3845-2017. Каждый экземпляр герметизируют, наполняют испытательной средой (водой или другой жидкостью) и выдерживают в течение установленного времени. При появлении протечек, продукция выбраковывается. 

Сварной шов является наиболее уязвимым местом трубы, его прочность меньше показателей основного металла, кроме этого он быстрее подвергается коррозийный изменениям. Для сетей с высокими внутренними нагрузками выбирают бесшовные изделия.

Кроме этого, действует следующее правило:

  • Чем больше диаметр, а значит объем среды, тем ниже запас прочности;
  • Чем больше толщина стенки, тем выше стойкость к давлению.

В нормативных документах обычно указывают условные значения, например, действительные при температуре 20 С⁰. Но трубопроводы редко прокладывают в подобных условиях, поэтому дополнительно производят ряд вычислений.

Термические воздействия для трубопроводов с Рр 100-320 МПа вычисляют согласно ГОСТ 55600-2013 с учетом на износа, технологических погрешностей, минимальной толщины стенок согласно допускам по разностенности.

Со временем напор внутри сети падает. Это связано с увеличением сопротивления потоку. Новая и гладкая труба обладает высокой пропускной способностью, но по мере накопления осадочных отложений, формирования корродирующих слоев возрастает трение, а гидравлические потери растут. При увеличении давления среды, сопротивление растет в прогрессии.

Таблица максимального давления нержавеющих труб

ДиаметрТолщинаAISI 304-321,316Ti кг/см 2AISI 304L- 316L кг/см 2ДиаметрТолщинаAISI 304-321,316Ti кг/см 2AISI304L- 316L кг/см 2
15 1 116 96 60,3 3,2 92 77
16 1 109 90 60,3 3,6 104 86
16 1,5 163 135 70 1,5 37 31
17,2 1,65 167 139 70 2 50 41
17,2 2 203 168 76,1 1,65 38 31
18 1 97 80 76,1 2 46 38
18 1,5 145 120 76,1 2,6 60 49
19,05 1 91 76 76,1 2,9 66 55
19,05 1,25 114 95 76,1 3,2 73 61
19,05 1,65 151 125 76,1 3,6 82 68
20 1 87 72 83 1,5 31 26
20 1,5 131 108 84 2 41 34
21,3 1,65 135 112 88,9 1,65 32 27
21,3 2 164 136 88,9 2 39 33
21,3 2,6 213 176 88,9 2,6 51 42
22 1 79 66 88,9 2,9 57 47
22 1,5 119 99 88,9 3,2 63 52
25,4 1 69 57 88,9 3,6 71 59
25,4 1,25 86 71 88,9 4 78 65
25,4 1,65 113 94 101,6 1,65 28 23
26,9 1,65 107 89 101,6 2 34 28
26,9 2 130 107 101,6 3 51 43
26,9 2,6 168 140 103 1,5 25 21
28 1 62 52 104 2 34 28
28 1,5 93 77 114,3 1,65 25 21
30 1 58 48 114,3 2 30 25
30 1,5 87 72 114,3 2,6 40 33
32 1 54 45 114,3 2,9 44 37
32 1,5 82 68 114,3 3,2 49 40
33,7 1,65 85 71 114,3 3,6 55 46
33,7 2 103 86 114,3 4 61 51
33,7 2,9 150 124 129 2 27 22
33,7 3,2 165 137 139,7 2 25 21
34 1 51 43 139,7 2,6 32 27
34 1,5 77 64 139,7 3 37 31
38 1 46 38 139,7 4 50 41
38 1,5 69 57 154 2 23 19
40 1 44 36 156 3 34 28
40 1,5 66 54 168,3 2 21 17
42,4 1,65 68 56 168,3 2,6 27 22
42,4 2 82 68 168,3 3 31 26
42,4 2,6 107 89 168,3 3,6 37 31
42,4 2,9 119 99 168,3 4 41 34
42,4 3,2 132 109 204 2 17 14
44,5 1,5 59 49 205 2,5 21 18
44,5 2 78 65 206 3 25 21
48,3 1,65 60 49 219,1 2 16 13
48,3 2 72 60 219,1 2,6 21 17
48,3 2,6 94 78 219,1 3 24 20
48,3 2,9 105 87 219,1 3,6 29 24
48,3 3,2 115 96 219,1 4 32 26
50 1,5 52 43 254 2 14 11
50 2 70 58 256 3 20 17
53 1,5 49 41 273 2 13 11
54 2 65 54 273 2,6 17 14
60,3 1,65 48 40 273 3 19 16
60,3 2 58 48 273 3,6 23 19
60,3 2,6 75 62 273 4 26 21
60,3 2,9 84 69

Как правильно подобрать трубы

При выборе изделий следует учитывать давление, поддерживаемое в системе. Например для внутридомовых сетей ХВС действует норматив до 6 бар, ГВС — до 4,5 бар. В частных домах нормативы рассчитывают индивидуально, оно может достигать 10 бар, но большая часть оборудования предназначена для максимальных нагрузок не более 6,5.

В проекте инженерной сети учитывают ряд других показателей:

  • Зависимость Рр от диаметра труб;
  • Гидравлические потери при изгибах, установке запорных и регулирующих устройств;
  • Количество точек разбора;
  • Мощность насосного оборудования;
  • Другие параметры условий эксплуатации.

Для повышения технических характеристик трубного проката применяют специальные сплавы, например легированные молибденом, антикоррозийные покрытия, предотвращающие формирование отложений. проектирование и подбор материалов согласно действующим стандартам обеспечивает максимальный срок службы и ремонтопригодность трубопроводных систем.

Оцените нашу статью

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector