Какое давление может выдержать труба

► 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

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.

Содержание:

Трубы из полипропилена не только обладают высоким качеством и надежностью, они еще и продаются по доступной цене. В настоящее время данная трубная продукция вытеснила традиционные изделия, изготовленные из стали. Перед покупкой непременно следует узнать, какое давление держат полипропиленовые трубы, чтобы не столкнуться с неприятностями в процессе эксплуатации трубопроводов из них.

Изделия из полипропилена широко применяют при обустройстве инженерных коммуникаций. Их задействуют при ремонте и прокладке отопительных и водопроводных систем. Активнее всего их используют в новостройках. Но перед окончательным выбором вида трубной продукции для конкретного дома его владельцам не помешает узнать  рабочее давление полипропиленовых труб.

Характеристики полипропилена

Отличительной особенностью полипропилена является то, что этот мягкий полимерный материал не переносит высоких температур жидкости, перемещающейся по трубопроводу. Так при 140 градусах поверхность труб, сделанных из него, теряет форму, прогибается, поскольку становится мягкой. А после повышения температуры до 175 градусов, материал начинает плавиться.

Но в жилых домах в отопительных системах теплоноситель никогда не бывает настолько горячим. Отсюда можно сделать вывод, что полипропиленовые трубопроводы вполне подходят для обустройства систем обогрева и горячего водоснабжения.

Гарантийный срок на изделия из полипропилена

Как утверждают производители полипропиленовых труб, они гарантированно служат на протяжении 50 лет при условии, что температура жидкости, перемещающейся по ним, не будет превышать плюс 20 градусов.

В течение всего периода эксплуатации на стенки трубопроводов будет оказываться постоянная нагрузка. Ее сила зависит от температуры воды и величины давления —  полипропиленовые трубы после  истечения срока годности могут лопнуть.

В сфере промышленности за единицу измерения давления были приняты технические атмосферы. Нормальной величиной данного параметра принято считать 4 – 6 атмосфер.

Таким образом, когда максимальная температура для полипропиленовых труб будет составлять не более 75 градусов при давлении, не превышающем 6 технических атмосфер,  система прослужит 50 лет, а иногда и больше (подробнее: «Какую температуру выдерживает полипропиленовая труба – теория и практика на примерах»). Для отопительных конструкций из полипропилена такой срок эксплуатации является немаленьким.

Величина давления в полипропиленовых трубопроводах

СНиП регламентирует величину показателей для водоснабжающих систем, но при их тестировании в новых строениях необходимо применять более высокое давление – выше нормы примерно в два раза. Оно может достигнуть 12 атмосфер.

Такое кратковременное повышение давления не отражается на качестве трубопровода, проложенного из полипропиленовых труб. Помимо этого, в процессе тестирования в систему закачивают не только жидкость, но и воздух, и это существенно понижает нагрузку, оказываемую на стенки трубопровода. Читайте также: «Как выполнить опрессовку труб – способы и рекомендацию от мастера».

Очевидно, что вне зависимости от того, на какое давление рассчитаны полипропиленовые трубы, максимальное значение данного параметра лучше не использовать, поскольку тогда срок эксплуатации изделий резко сокращается.  

При прокладке трубопроводов необходимо внимательно наблюдать за тем, какая величина данной нагрузки на них допустима. Дело в том, что когда одновременно повышено не только давление, но и превышена максимальная температура полипропиленовых труб для отопления, системе можно нанести значительные повреждения.

Варианты монтажа труб из полипропилена

Одно из преимуществ полипропиленовых трубопроводов заключается в наличие возможности соединять трубы между собой двумя способами:

1. С использованием различных видов фитингов – их применяют, когда нужно проложить магистраль, имеющую резкие повороты и многочисленные ответвления.
2. Путем создания монолитной конструкции – данный вид соединения труб пользуется большой популярностью. Для выполнения работы потребуется сварочный аппарат или паяльник. Трубу в нужном месте разрезают и методом пайки скрепляют трубопровод. Данный вариант прокладки коммуникаций более надежен, поскольку не будет сомнений в том, что магистраль выдержит нагрузку.

После принятия решения об использовании системы из полипропилена, владелец недвижимости должен рассчитать протяженность трубопровода и количество требуемых материалов. Также нужно знать, какое давление выдержат полипропиленовые трубы, если их присоединить к функционирующей централизованной магистрали. Читайте также: «Как выбрать полипропиленовые трубы для отопления и как их установить».

Рабочее давление для данной трубной продукции выражается в мега-паскалях (сокращенно МПа). Поскольку величина одной технической атмосферы равна 0,0980665 МПа, для трубопровода из полипропилена этот параметр не может превышать 0,588399 МПа.

Недостатки полипропиленовых труб

Перед тем, как приступать к прокладке системы, нужно учитывать отрицательные моменты применения трубной продукции из полипропилена:

• изделия невозможно согнуть;
• фитинги для монтажа трубопроводов имеют недостаточно эстетический вид;
• трубы в случае нагрева их до высокой температуры начинают растягиваться и провисать из-за чего они выглядят непривлекательно;
• при проведении монтажных работ необходимо следить за температурой – в противном случае перегретые края труб поменяют свой параметр, и их диаметр будет отличаться от размеров фитингов.

Довольно сложно отыскать полипропиленовые изделия, которые предназначены для высокого давления, поскольку сам материал нельзя использовать в таких условиях. В результате при постоянной эксплуатации система будет непригодна для использования. Читайте также: «Полипропиленовая труба – варианты использования и технические характеристики».

Свойства полипропилена

Чтобы знать, какое давление выдерживают полипропиленовые трубы для отопления или водоснабжения, нужно владеть информацией относительно необычных свойств данного материала.

По причине структурной особенности трубопроводы из полипропилена сильно реагируют на резкие перепады температуры жидкостей, перемещающихся по ним. Когда на трубы действует чрезмерно нагретая вода, они расширяются. При понижении температуры изделия возвращаются в исходное состояние. Иногда такой недостаток становится спасением для коммуникаций.

В случае, когда трубопровод из пластика проложен под землей в условиях улицы, он не может быть полностью защищен от морозов. Для большинства магистралей замерзание является катастрофой.

Но с полипропиленовыми системами все обстоит иначе – если в трубах из этого материала вода превращается в лед, с ними ничего плохого не происходит, поскольку они просто расширяются. После наступления оттепели вода оттаивает, и конструкция принимает первоначальное положение.

Вне зависимости от последствий влияния отрицательных температур на состояние труб, замерзание воды в системе относится к неприятным явлениям, а значит при монтаже полипропиленового трубопровода на улице, его следует закапывать на глубину, превышающую норму минимум на 20 сантиметров.

При использовании данной трубной продукции в многоэтажных зданиях нужно учитывать, сколько атмосфер выдерживает полипропиленовая труба. Дело в том, что в таких домах отмечается разница в данном параметре на первом и последнем этаже, но она невелика. Например, этот показатель между первым и пятым этажом составит только 177 Па.

Таким образом, получается, что на самом нижнем этаже в многоэтажке давление всегда будет немного выше, чем на других. Разница в давлении не настолько большая, чтобы оно было ощутимым. А вот в небоскребах монтируют специальные насосы, предназначенные для стабилизации давления на всех этажах.

Применение полипропиленовых труб с армированием

Чтобы вопрос относительно того, какое давление выдерживают трубы пластиковые или полипропиленовые, не был настолько важен при обустройстве систем обогрева и водоснабжения, производители приступили к выпуску более прочных изделий с армированием. Отличие таких трубопроводов от обычных систем заключается в наличии между слоями полипропилена прослойки из алюминия или стекловолокна.

За счет наличия алюминиевой прослойки расширительные возможности магистрали уменьшаются и в случае нагревания трубы не провисают и не сужаются в случае сильного охлаждения.  

По мнению специалистов, для прокладки систем отопления лучше подходит армированная трубная продукция, а кроме этого, она имеет более привлекательный внешний вид для того, чтобы использовать ее в открытых теплоснабжающих конструкциях.