Какие трубы на какое давление

Ресурс стальной трубы по давлению определяет сферу применения металлопроката. Для водопровода этот показатель один, для газопроводной магистрали – другой. Значение максимального давления определяется несколькими критериями, которые в основном зависят от конструктивных параметров изделия. Влияет на показатель качество используемого сырья и способ его обработки. Какое максимальное давление выдерживают стальные бесшовные и водопроводные трубы и как определить этот параметр?

Максимальное давление для трубы стальной водопроводной

Сразу отметим, что стальные трубы изготавливаются типовыми по стандартам, предусмотренным нормативами ГОСТ. И для каждого изделия значение максимального давления определено очень точно, впрочем, как и другие расчётные параметры. Все эти данные сведены в таблицы, по которым можно легко определить не только запас прочности трубы, но и вес, теплопроводность и другие характеристики.

Применительно к водопроводным трубам из стали предельное давление определяется такими критериями, как:

• способ изготовления – сварная прямошовная, спиралешовная, гофрированная, бесшовная (холодное или горячее деформирование);
• наличие антикоррозионной обработки – оцинкованная, экструдированная, из чёрного металла (без нанесения антикоррозионного покрытия);
• толщина стенки – наиболее важный критерий, от которого напрямую зависит показатель предельного давления стальной трубы;
• качество стали;
• температура воды – тоже важный параметр, который напрямую влияет на ресурс по давлению водопроводной трубы.

В ГОСТ представлены таблицы максимального давления, которое выдерживают стальные водопроводные трубы, при температуре 20 градусов по шкале Цельсия. Чтобы определить расчётное значение на заданные параметры теплоносителя, необходимо применять стандартную формулу.

В типовой таблице для труб из нержавеющей стали приведены уже готовые значения максимального давления в зависимости от диаметра трубы и толщины её стенки. Так, изделие из металла марки Aisi 304-321 316 с содержанием никеля и молибдена с внутренним диаметром 20 мм и толщиной стенки 1,5 мм выдерживает до 131 кг/см2, что составляет 12,8 МПа или 126,8 атмосферы. При тех же физических параметрах для стали Aisi 304L-316L (содержит 2,5 % молибдена) максимальное давление ниже – 108 кг/см2 (10,6 МПа или 104,5 атмосферы).

Параметры водопроводной трубы влияют на показатели максимального давления следующим образом:

• чем больше диаметр сечения, тем ниже запас прочности по давлению;
• с увеличением толщины стенки показатель максимального давления возрастает.

То есть стальные трубы разного диаметра, но с одинаковым значением толщины стенки будут иметь разный запас прочности по давлению.

Какое давление выдерживает труба стальная бесшовная

Для устройства водопроводов и других магистралей широко используются бесшовные стальные трубы. Такая популярность обусловлена прежде всего высокими значениями давления, которое могут выдерживать эти изделия. Различают трубы горячекатаные и изготовленные способом холодной деформации.

Предельное давление стальной бесшовной трубы определяется по формуле:
P = (2 х S хT)/(DхSF), где P – давление жидкости; T – толщина стенки в дюймах; D – наружный диаметр трубы (дюйм); SF – коэффициент безопасности; S – запас прочности металла.

Значение зависит от следующих критериев:

• толщины стенки, которая может быть от 2,5 до 75 мм;
• наружного диаметра (20–550 мм);
• способа производства;
• марки металла, а точнее – от допускаемого напряжения в стали при проведении гидравлического испытания.

По условиям ГОСТ 8731-74, каждую трубу подвергают гидравлическим испытаниям при давлении до 20 МПа (более 200 атмосфер).

Потери давления в стальных трубах

При выборе изделия для определённых нужд необходимо учитывать такое явление, как потери давления в стальных трубах. Это значение определяется по формуле, учитывающей шероховатость внутренней поверхности металла, плотность и температуру транспортируемой жидкости, скорость её перемещения, длину участка трубопровода и размер его внутреннего сечения.

Потеря напора (или давления) в трубе возникает под действием силы трения, когда мельчайшие частицы жидкости задерживаются шероховатостями, выступами на внутренней поверхности. Кроме того, на процесс влияет количество изгибов, поворотов магистрали, изменение диаметра либо геометрии сечения.

Например, новая труба из стали с относительно гладкой внутренней поверхностью создаёт меньшее сопротивление потоку, нежели старая с налётом ржавчины на стенках. Результаты расчётов показывают, что в первом случае потери давления в два раза меньше при малом диаметре прохода. С увеличением размера трубы разница становится менее заметной. Так, в магистралях с внутренним сечением свыше 800 мм показатели потерь в новой и старой трубе отличаются всего на 45 %.

При выборе трубы следует учитывать такую зависимость:

• если увеличить напор в три раза, то потери возрастут в 9 раз;
• если снизить напор в два раза, то потеря давления снизится ровно в 4 раза.

Расчёт допустимого давления в трубах круглого сечения

Допустимым называют такое давление, при котором не учитываются следующие параметры:

• гидростатическое давление жидкости;
• разовое увеличение значений давления при срабатывании предохранительного клапана или иных технических устройств в водопроводной системе.

В ГОСТах и других нормативных документах указывается условное рабочее давление, то есть значение при определённых условиях (например, при температуре 20 градусов). Для того чтобы определить допустимые значения, потребуется сложный гидравлический расчёт.

Для вычислений используют формулу из ГОСТ Р 55600-2013:

где At – коэффициент, учитывающий температуру жидкости (при 200 град. равен 1,0); δ20 – допустимое напряжение металла; С – суммарная прибавка, складывающаяся из допуска на износ и коррозию, из прибавки на технологические погрешности; t- толщина стенки рабочая; De – внутренний диаметр.

При выборе изделий для монтажа на конкретном объекте необходимо учитывать нормы рабочего давления стальной трубы при эксплуатации в разных системах:

• для частных домов этот параметр рассчитывается индивидуально;
• в городских квартирах предельное значение для холодной воды – до 6 бар, для горячей – до 4,5 бар;

В частных строениях при оборудовании дома паровым котлом отопления максимальное давление в стальных трубах может достигать 10 бар. Однако столь высокие значения приводят к удорожанию устанавливаемой системы подачи воды, к быстрому выходу из строя отдельных элементов системы. Поэтому рекомендуют не превышать значения давления в частных домах более 6,5 бар.

Таким образом, при проектировании водопроводной системы необходимо учитывать следующие факторы:

• какое давление держит стальная труба определённого сечения;
• каковы потери давления в трубах с учётом изгибов магистрали, изменений геометрии и других характеристик;
• не превышает ли расчётное давление допустимых параметров, учитывая условия эксплуатации.

Правильный подход к выбору материала для устройства водопровода заключается в проведении инженерного обследования объекта с выполнением последующего гидравлического расчёта и определения оптимальных значений трубы. Только так можно создать надёжную систему водоснабжения с хорошим запасом прочности и долговечности.

Ликбез о давлении в трубопроводах

Трубопроводы – как артерии цивилизации, «подающие» в дома комфорт и хорошее настроение. Проведение коммуникаций – великая наука. Для контроля проведения и работы систем снабжения водой, газом и другими полезными веществами созданы специальные службы. В помощь населению издана масса методических и информативных материалов. Поговорим об одном из самых важных аспектов проведения коммуникаций – что такое расчетное давление трубопровода и как оно влияет на работу системы.

Определение давления

Что такое расчетное, условное и рабочее давление трубопровода? Чем отличаются эти понятия? Давайте разбираться, ведь без осознания таких моментов сложно будет сделать расчет перепада давления в трубопроводе, выбрать подходящие элементы для проведения коммуникаций, а, стало быть, и обеспечить комфортное пребывание в доме.

Итак, запоминайте, что значат следующие термины:

1. Расчетное давление – это максимально избыточное давление внутри системы, появляющееся в результате воздействия транспортируемого по сети вещества. Следует учитывать, что воздействие происходит не только на трубы, а и на каждый элемент, из которого состоят коммуникации. От этого зависит длительность и функциональность эксплуатации системы, а также безопасность членов семейства, проживающих в доме.
2. Условное давление. Этот показатель используют при просчете прочности сосудов и трубопроводов, работающих под давлением при температуре, равной 20 градусам.
3. Рабочее давление представляет собой наружное или внутреннее, неизменно максимально избыточное давление, наблюдаемое при нормальных условиях и стандартных составляющих протекания процессов.
4. Пробное давление – простой показатель, подразумевающий измерения во время испытания конструкций. Важно отследить, как ведут себя элементы системы при повышении/падении давления в трубопроводе. Это – своего рода генеральная «страховка» перед проведением сети.

Что такое трубопровод

Поговорим о том, что собой представляет данные сооружения и какие элементы входят в систему.

Элементы системы

Трубопровод – это конструкция, созданная для перемещения газов, жидкостей либо сыпучих веществ.

Сооружение представляет собой беспрерывную сеть из таких элементов:

• труб,
• крепежей,
• уплотнений,
• средств автоматики,
• запорно-регулирующей арматуры,
• опор,
• прокладок,
• контрольно-измерительных устройств,
• подвесок,
• соединительных деталей,
• антикоррозийных элементов,
• других необходимых материалов.

Из соединительных деталей в ход идут:

Главная миссия соединительных деталей – сочленение элементов, включая такие важные места, как наклоны, повороты, изгибы, колебания в диаметре труб, а также в ситуациях, когда использование сети приостановлено. Соединение деталей осуществляется преимущественно сваркой встык.

Для чего нужны трубопроводы

Львиная доля (около 2/3 частей) от общей протяженности трубопроводов в нашей стране – магистрали. Они – транспорт для нефти, газа к местам потребления или переработки (на производства, в порты и т.д.). После переработки продукты направляются к потребителям также по магистральным системам. В России итоговая протяженность таких конструкций – более 200 тысяч километров. Оставшуюся треть трубопроводов относят к технологическому типу. По ним транспортируют жидкость, газ, пар в готовом виде либо в качестве полуфабрикатов, сырья. Такие сети оборудованы противопожарными и защищающими от воздействия на организм и природу вредных веществ устройствами.

Параметры и качество изделий, задействованных в строительстве трубопроводов, подтверждается посредством паспортов и сертификатов заводом-производителем, конечно, если вы не приобретете ворованный или самопальный товар.

Стоит обратить внимание! Окраска труб разнится и зависит от того, что по ним транспортируется. Так, к примеру, газовые магистрали имеют желтое покрытие, питьевая вода – зеленый цвет, а техническая – черный оттенок. Коммуникации, по которым перемещается пар, окрашивают в красные тона.

Классификация

Что такое трубопровод высокого давления или низкого? Чем они отличаются?

Для начала вспомним, какие в принципе бывают трубопроводы по виду транспортируемых субстанций?

• газопроводы:
  • воздушные,
  • кислородные,
  • хлорные,
  • ацетиленовые,
  • аммиачные;
• водопроводы;
• кислопроводы;
• бензопроводы;
• паропроводы;
• рассолопроводы;
• щелочепроводы;
• нефтепроводы;
• маслопроводы.

Вещества, следующие по коммуникациям, в свою очередь разнятся по агрессивности и делятся на такие группы:

• малоагрессивные либо неагрессивные, приводящие к появлению коррозии внутри системы в течение года со скоростью до 0,1 мм;
• средней агрессивности, провоцирующие коррозию с годовой скоростью 0,1-0,5 мм;
• высокоагрессивные, когда коррозия наступает быстрее среднего показателя.

Расчет толщины стенки трубопровода и выбор материала системы зависит не только от давления, но и от агрессивности транспортируемых продуктов. Для проведения коммуникаций, по которым будут перемещаться среднеагрессивные вещества, используют элементы из углеродистой стали с толстой стенкой, чтобы уберечь сеть от выхода из строя из-за ржавчины (норматив – до 0,5 мм за год). Если через коммуникации перемещают высокоагрессивные продукты, то лучшие материалы для таких магистралей – высоколегированная сталь и цветной металл. Можно также выбрать и биметаллические элементы и даже не металл (с подачи профессионала). Главное – чтобы материал был устойчив перед коррозией или ржавел медленно.

А теперь классификация по давлению трубопроводов (в 1кгс/см²):

• безнапорные (сети, функционирующие без избыточного давления);
• вакуумные (до 1);
• низкого (1-15);
• среднего (16-100);
• высокого (свыше 100).

Это важно знать! Врезка в трубопровод под давлением должна осуществляться соответствующими службами, мастерами, имеющими специальный допуск к таким работам.

Давление в водопроводной системе

Водопроводная сеть – самая популярная в хозяйстве, к тому же ее можно монтировать своими силами – без привлечения государственных контор и редких специалистов.

Какое давление в трубопроводе холодной воды по ГОСТу, как рассчитать этот показатель, чтобы сеть служила исправно долгие годы?

Рассчитывается все относительно просто: основной параметр – наибольший в сети показатель, выведенный при самых неблагоприятных ситуациях в функционировании системы (за исключением моментов гидроударов, когда наблюдается резкий скачок).

Калькуляция статического расчета отличается. Тут показатель напрямую зависит от давления внутри системы в месте наибольшего перепада высот.

Сходятся расчеты в применении такого правила: неизменно учитывайте ситуации при худших обстоятельствах.

Давление в каждой отдельно взятой точке системы должно быть таким, чтобы вода могла беспрепятственно поступать, как в самую высокую, так и в наиболее отдаленную часть сети. Из крана в этой точке живительная влага должна поступать под умеренным давлением – комфортным для пользования.

Свободное давление неизменно должно превышать геодезическую отметку самого высоко расположенного в сети крана.

Минимальные показатели такого плана трубопроводов с питьевой водой (в м):

• одноэтажное строение – 10;
• двухэтажный дом – 12;
• трехэтажное здание – 16;
• каждый этаж выше – плюс 4.

Показатель для мест водоразбора – от 10 метров. Высокие строения, построенные на возвышенностях, оснащают устройством для повышения давления в системе подачи воды.

Стоит обратить внимание! Не забывайте: давление в сети может падать из-за гидравлического сопротивления в сети.

Почему вода в сети двигается? Благодаря таким помощникам, как водонапорные башни, насосы и гидравлические сооружения.

Отдельная тема – организация подачи воды к противопожарным установкам. Тут норма давления, вне зависимости от обстоятельств, – свыше 10 м. Только в исключительных случаях, после согласования с соответствующими инстанциями можно данный показатель снизить, и то не намного.

Теперь вы знакомы с пакетом базовой информации относительно давления внутри трубопроводов. Осталось правильно применить полученные знания во благо собственному семейству либо бизнес-проекту.

Видео: газификация частного дома

Источник

Трубопроводы: Основные виды и категории

Трубопроводы: Основные виды и категории Трубопроводы — виды и категории

Трубопроводом называется устройство предназначенное для транспортировки жидких, газообразных или сыпучих веществ. Основные виды трубопроводов приведены на рисунке ниже.

В зависимости от транспортируемой среды применяются термины: водопровод, газопровод, паропровод, нефтепровод, воздухопровод, маслопровод, кислотопровод,
кислородопровод, бензопровод, молокопровод и т.д.

Основными общими параметрами трубопровода и арматуры являются:

— Условный диаметр прохода DN (Dy), мм,
— Условное давление РN (ру), МПа
— Рабочая температура tp, °С среды.

Различают рабочее давление рр, МПа и пробное давление рпр, МПа.

Магистральные трубопроводы предназначены для транспортировки среды на дальние расстояния. Магистральный трубопровод включает в себя сооружения по подготовке транспортируемой среды, линейную часть, насосные или компрессорные и газораспределительные станции. По рабочему давлению магистральные газопроводы подразделяют на трубопроводы низкого давления — рр 2,5 МПа.

Городские (поселковые) коммунально-сетевые трубопроводы используются для удовлетворения нужд городского населения и небольших промышленных предприятий. Газопроводы городского газового хозяйства в зависимости от назначения подразделяют на транзитные, распределительные и ответвления. Транспортировка газа по городскому газопроводу действующими нормами допускается при рр 0,3 МПа.

Технологическими называют трубопроводы промышленных предприятий, по которым транспортируются сырье, полуфабрикаты и готовые продукты, пар, вода, топливо, реагенты и другие материалы, обеспечивающие выполнение технологического процесса и эксплуатацию оборудования, отработанные реагенты и газы, различные промежуточные продукты, полученные или использованные в технологическом процессе, отходы производства. В зависимости от размещения на промышленном объекте технологические трубопроводы подразделяют на внутрицеховые, соединяющие агрегаты и машины технологических установок цеха, и межцеховые, соединяющие технологические установки разных цехов. Внутрицеховые трубопроводы называются обвязочными, если они устанавливаются непосредственно в пределах отдельных аппаратов, насосов, компрессоров и др. и соединяют их.

Технологические трубопроводы делятся на пять категорий в зависимости от характера транспортируемой среды, рабочего давления и рабочей температуры. Категория трубопровода устанавливается проектом.

Технологические трубопроводы считаются холодными, если они работают при среде, имеющей рабочую температуру tp 50 °С.

В зависимости от условного давления среды трубопроводы подразделяются на вакуумные, работающие при абсолютном давлении среды ниже 0,1 МПа (абс), низкого давления, работающие при давлении среды от 0,1 до 1,6 МПа или от 0 до 1,5 МПа (изб.), среднего давления, работающие при давлении среды от 1,5 до 10 МПа (изб.).

Безнапорными называются трубопроводы, работающие без избыточного давления («самотеком»).

В зависимости от степени агрессивности транспортируемой среды трубопроводы подразделяются на три группы: с неагрессивной и малоагрессивной средой (скорость коррозии менее 0,1 мм/год), со среднеагрессивной средой (скорость коррозии 0,1 — 0,5 мм/год) и с высокоагрессивной средой (скорость коррозии более 0,5 мм/год).

В зависимости от максимального рабочего давления газа газопроводы и газоустановки бывают: низкого давления (при рр

Источник

Трубопровод: классификация, виды и назначение

Мы начинаем серию статей о герметизации трубопроводов. Пилотный выпуск посвящаем трубопроводу в целом, как важнейшему инженерному явлению современного мира. Поговорим о том, что это такое, какие виды бывают, чем различаются. Разберемся в требованиях к прокладке, защите и герметизации трубопровода в зависимости от масштаба и назначения.

КЛАССИФИКАЦИЯ ТРУБОПРОВОДОВ

Трубопровод — это инженерное сооружение разной степени сложности, используемое для транспортировки жидких и газообразных веществ под воздействием давления или естественных ландшафтно-геодезических особенностей. Некоторые виды трубопроводов предназначены для доставки твердых веществ на небольшие расстояния — в рамках одного помещения или здания.

Основная функция большинства трубопроводов — передача вещества или продукта от места добычи до места переработки и потребления. Но есть системы, предназначенные не для подачи, а для удаления или отведения. А именно:
— Канализация — отводит промышленные и бытовые отходы через очистку к утилизации
— Дренаж — служит для удаления воды с поверхности земли и из подземного пространства
— Водовыпуск — удаляет воду из подземных коллекторов, тоннелей, камер и т.д.

ТРУБОПРОВОДЫ КЛАССИФИЦИРУЮТСЯ:

По способу прокладки:
• Наземные и надземные. Разница в том, что надземные сооружают на высоте не менее 25 см от грунта на опорах, балках, эстакадах.
• Подземные. Укладывают в траншеи, канавы, тоннели, дюкеры, искусственные насыпи.
• Подводные — речные, болотные, морские. Проходят по дну водоема или в специально прорытых траншеях.
• Плавающие. Крепятся к поплавкам и укладываются на поверхность воды.

По типу транспортируемого вещества:
• Водопровод — снабжает водой, включая питьевую, населенные пункты, промышленные объекты, транспорт
• Воздухопровод — доставляет сжатый воздух на профильные предприятия
• Газопровод — транспортирует природный газ к местам потребления и экспорта
• Нефтепровод и нефтепродуктопровод — доставляет сырую необработанную нефть и нефтепродукты (бензин, мазут, сжиженные газы)
• Паропровод — передает пар под давлением для тепловых и атомных электростанций, предприятий пищевой промышленности, парового отопления
• Теплопровод — передает теплоноситель в жилые дома и на предприятия

Это массово распространенные виды трубопроводов. Существуют также узкоспециализированные: аммиачный трубопровод, конденсатный, этиленовый, гидроторфный и другие.

По масштабу:
• Магистральные — крупнейшие инженерные сети для транспортировки веществ на дальние расстояния
• Технологические — снабжают промышленные предприятия
• Коммунально-сетевые — обеспечивают теплом, водой, газом объекты жилого и нежилого фонда. Отводят бытовые отходы
• Судовые и машинные — для работы на судовом, грузовом, легковом транспорте

По сложности проектирования и изготовления:
• Простые — укладываются по возможности прямо, без ответвлений и дополнительных конструкций
• Сложные — это крупные инженерные системы с ответвлениями, переходами, изгибами

По температуре передаваемого вещества: • Холодные трубопроводы — 0°С и ниже
• Среднетемпературные — от +1°С до +45°С
• Высокотемпературные или горячие — свыше 46°С

По агрессивности среды: нейтральные, мало- и среднеагрессивные, высокоагрессивные

По давлению:
• Трубопроводы низкого давления — не превышает 12 атмосфер
• Среднего давления — от 12 до 25 атмосфер
• Высокого давления — показатель более 25 атмосфер

СОСТАВ И МАТЕРИАЛЫ ТРУБОПРОВОДОВ

Состав трубопровода зависит от следующих факторов: сложность проекта, вид доставляемого вещества, условия строительства (открытая местность или помещение), климатические и ландшафтные характеристики, окружающая среда.

Традиционный состав трубопровода — это:
• Трубы
• Краны
• Арматура — запорная, регулирующая, защитная, предохранительная, распределительная
• Компрессорные и распределительные станции
• Опоры
• Соединительные механизмы
• Защитные кожухи или футляры
• Отводы
• Фланцы
• Заглушки и затворы

Для производства труб и сопутствующего оборудования чаще всего используют: сталь и чугун, а также разновидности пластмассы (винипласт; полиэтилен; поливинилхлорид), асбестовый цемент и железобетон. Реже — стекло и керамику.

ЗАЩИТА И ГЕРМЕТИЗАЦИЯ ТРУБОПРОВОДОВ

При проектировании и строительстве трубопровода — независимо от назначения и типа укладки — главную роль, после выбора высокопрочных материалов, отводят защите и герметизации.

Для защи