Какое давление выдерживает газовая труба

Содержание статьи

Какое давление выдерживают стальные трубы | Аякс-металл ✅

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.

Читайте также: Sys это какое давление

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.

Источник

классификация, виды и категории труб

На чтение 8 мин. Просмотров 3.6k. Опубликовано 12.02.2020

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 характеристика определяет предельную мощность, обеспечивающую безопасную эксплуатацию системы.

Нормы и СНиПы на газоснабжение

Существуют стандарты, регламенты, санитарные правила, регулирующие газоснабжение. Это важно, так как транспортировка газа влечет за собой высокие риски для окружающей природы и человека. Основополагающим является СП62.13330.2011*, «Газораспределительные системы». В нем изложены требования по проектированию и строительству, ремонту и реконструкции сетей подачи газа.

газовый трубопровод

Стандарты ГОСТ 5542; 20448; 52087 и 27578 регламентируют качества природного газа, используемого для промышленного производства и быта населения. В СНиП 2.04.08-87*приводится давление газа в газопроводе дома или отдельной квартиры, классификация трубопроводов по давлению. Нормативный документ указывает следующие требования:

Суточные нормативы потребления газа на бытовые цели (приготовление пищи, подогрев воды, отопление) составляют от 8 до 13 м3.
Давление во внутреннем газопроводе не выше 0,003 МПа.
Надземный газопровод не располагать в местах пешеходных и транспортных дорожек.
Минимальная высота размещения газовой трубы от земли составляет 35 см.
Отключающее устройство при вводе в дом размещают не выше 1,8 метра.
Прокладка газовой трубы в доме должна быть открытой, запрещается замуровывать ее или зашивать строительными материалами.

Соблюдение требований Правил по устройству газопровода является неукоснительным.

Что такое природный газ и как его перемещают по газопроводу

Природный газ добывают из-под земли. На различных месторождениях его химический состав отличается. Эта горючая смесь на 80 % состоит из метана. Он не имеет запаха, чтобы обнаружить утечку в газовую смесь добавляют пахучие примеси, одоронты.

От места добычи метан подают по трубам. Давление в магистрали достигает 12 МПа. В систему бытового газопровода попадает через распределительную станцию, где газ очищают от примесей и снижают сжатие до 1,2 МПа. Еще одной точкой на пути движения является газорегулятор. Здесь давление в газопроводе регулируется, смесь дополнительно очищается и распределяется по потребителям.

как добывают природный газ

Классификация газопроводов по давлению

Класс газопровода определяют по степени его сжатия в трубах, для этого используют документ «Технический регламент о безопасности сетей газораспределения и газопотребления».
Классификация газопроводов по давлению имеет следующий вид:

Газопроводы высокого давления, категория 1а. показатель более 1,2 МПа. Используются для доставки газа к турбинам и парогазовым установкам тепловых электростанций. Здесь используются дожимные компрессоры для повышения сжатия газа.
Газопроводы высокого давления, категория 1. Показатель – не более 0,6 – 1,2 МПа. Применяются для распределения газа между жилыми поселками или для снабжения производственных предприятий. Обозначается Г4.
Газопроводы высокого давления, категория 2. Показатель — 0,3 – 0,6 МПа. Это внутриплощадочные сети заводов, газораспределительные станции, осуществляющие подачу газа бытовым потребителям. Обозначается Г3.
Газопровод среднего давления имеет показатели – 0,005 – 0,3 МПа. Предназначен для транспорта газа внутри населенных пунктов для производственных предприятий, к газорегуляторам, распределяющим продукт между жилыми, общественными и административными потребителями. Имеет обозначение Г2.
Газопроводы низкого давления характеризуются давлением менее 0,005 МПа. Обеспечивают – жилье, больницы, рестораны и прочие объекты бытового назначения. Обозначение — Г1.

Виды газопроводов могут различаться по месту прокладки – надземные, подземные, надводные, а так же по техническому назначению – бытовые и производственные.

Таблицы соотношения единиц измерения

Более наглядное и подробное понятие о категориях газопроводов получим из таблицы 1.

Таблица 1.

Единица измерения	Показатели давления газа
Единица измерения	Низкое	Среднее	Высокое 2 кат.	Высокое 1 кат
МПа	до 0,005	от 0,005 до 0,3	от 0,3 до 0,6	от 0,6 до 1,2
кПа	до 5,0	от 5 до 300	от 300 до 600	от 600 до 1200
мбар	до 50	от 50 до 3000	от 3000 до 6000	от 6000 до 12000
бар	до 0,05	от 0,05 до 3	от 3 до 6	от 6 до 12
атм	до 0,049	от 0,049 до 2,96	от 2,960 до 5,921	от 5,921 до 11,843
кгс/см2	до 0,050	от 0,5 до 3,059	от 3,059 до 6,118	от 6,118 до 12,236
н/м2 (Па)	до 5000	от 5000 до 300000	от 300000 до 600000	от 600000 до 1200000

Здесь приведены показатели в различных системах измерения, которые часто используются в технической и нормативной литературе.

Распределительные и регулирующие установки

Газоснабжающая система состоит из следующих элементов:

газопровода высокого, среднего и низкого давления;
станций распределения газа ГРС, пунктов ГРП и установок управления;
автоматической системы контроля;
службы диспетчера;
эксплуатационной службы.

регулирующая установка

Природный газ транспортируется до места потребления, давление в магистральном газопроводе изменяется от 6 до 12 атм. На газораспределительной станции города его снижают автоматическими регуляторами до 3 атм. Включенная в систему автоматическая защита препятствует увеличению показателя выше нормы. ГРС распределяет газ по сетям потребителей.

Газопроводы низкого давления доставляют и распределяют газ к жилым и общественным зданиям (0,03 атм) и предприятиям бытового обслуживания (0,05 атм). В данном случае регуляторы не используются. По газопроводам высокого и среднего давления газ подается к промышленным и коммунальным потребителям. Здесь для снижения давления применяются ГРУ и ГРП, после которых оно снижается до 3 атм.

Для отключения участков газопровода устанавливают задвижки. Они необходимы на входе и выходе из газораспределительных пунктов, ответвлениях к отдельным районам города, при пересечении магистралей и путепроводов. Их размещают в канализационных колодцах, защищают от доступа посторонних людей.

Давление в газопроводе жилого дома

Чтобы обеспечить комфортный образ жизни в коттедже, потребуется от 6 до 13 м3 газа или давления 0,05 атм. Для здания большего объема, где установлен мощный отопительный котел, это значение может увеличиваться.

Среднее или низкое давление, какое лучше

Ранее для обеспечения частных домовладений использовался газ, сжатый до 0,3 атм.. Это исключало необходимость установки дорогого понижающего регулятора на вводе в здание. При использовании современных сантехнических установок, требующих высокой мощности для работы, последний на улице дом не получит достаточного количества газа.

Отопительные котлы работают бесперебойно в холодный период и требуют для функционирования средний показатель давления, иначе их работа прекращается.

При появлении проблем с газоснабжением помогут комбинированные котлы, работающие на различном топливе.

Газопровод низкого давления (предел 0,005 МПа), используют в небольших поселках с малым числом потребителей. Превышение показателя сжатия газовой смеси приведет к повреждению трубопровода.

Требования к выбору труб

прокладка газопровода

Для транспортировки газа используются трубопроводы из ПНД, стали, меди и полипропилена. Технические условия по их изготовлению оговорены в соответствующих ГОСТ. Наиболее используемые материалы для бытового газопровода – водогазопроводные трубы. Предназначены для внутренних и наружных сетей сжатием до 1,6 МПА, условный проход 8 мм. Возможно применение металлопластиковых изделий из полиэтилена марки PE-RT.

Подземные газопроводы допускается выполнять из полиэтиленовых материалов с каркасом из металлической сетки и синтетических волокон, металлопластиковых изделий.

Для трубопроводов высокого и среднего давления применяют стальные бесшовные или электросварные трубы больших диаметров.

Материал труб и соединительных частей выбирают с учетом давления газа, температуры наружного воздуха в местах прокладки, наличия грунтовых вод и вибраций.

Расчет газопровода высокого давления

Расчет сводится к определению диаметра трубопровода в зависимости от перепадов давления и различных режимов работы.

Порядок расчета следующий:

Давление на входе соответствует данным работы ГРС, в точке потребления определяется характеристиками приборов потребления. Каждое направление разветвленной сети рассчитывается отдельно.
Выбираем самую удаленную точку, измеряем расстояние L.
Далее с помощью методики гидравлического расчета (СП 42-101-2003) находим необходимый диаметр трубы.

Процесс выполнения сложный, применяется при проектировании газопроводов специалистами-проектировщиками. В настоящее время используют специальные компьютерные программы, упрощающие процесс.

Можно выбрать онлайн-калькулятор, позволяющий произвести упрощенный расчет газовой сети для частного дома. Вводим исходные данные:

давление в сети, в нашем случае 0,005 МПа;
расстояние до самой дальней точки потребления;
норму расхода газа, для частного дома 5 м3/час.

На выходе получим диаметр трубы, необходимой для обеспечения требуемого давления. Потери для наружного трубопровода составляют: до стояка 25 линейных единиц, на стояках – 20. Для внутренней разводки принимают 450 линейных потерь на 1-2 м длины.

Для газопровода важно такое понятие, как охранная зона. Ее величина определяется степенью сжатия газа в трубе. Для трубопроводов разного назначения имеет следующий вид:

магистралей 1 категории составляет 10 метров;
для 2 категории – 7 метров;
среднего давления газопровод– 4 метра;
для внутри поселковых сетей, давлением до 0,05 атм – 2 метра.

В пределах охранной территории нельзя проводить земляные работы, осуществлять строительство зданий и других сооружений.

Как происходит транспортировка природного газа

Источник

Нормы и СНиП газоснабжения

Показателем качества природного газа является количество метана. Все остальные компоненты природного газа – это неприятные добавки. Есть еще одна характеристика, в соответствии с которой газопровод делится по категориям — это давление газа в системе.

Какой газ используется в жилых домах

Природный газ – понятие условное, которое применяется для горючей газообразной смеси, добываемой из недр, и доставляемой потребителям тепловой энергии в жидком виде.

Состав разнообразен, но всегда преобладает метан (от 80 до 100%). Кроме того, в состав природного газа входят: этан, пропан, бутан, пары воды, водород, сероводород, углекислый газ, азот, гелий. Показателем качества природного газа является количество метана. Все остальные компонентыприродного газа – это неприятные добавки, которые создают загрязняющие выбросы и разрушают трубы. Природный газ для жилых домов, никак не распознаётся органами чувств, поэтому к нему добавляют сильно пахнущие газы – одоронты, выполняющие сигнальную функцию.

Какое давление газа в газопроводе жилого дома

Газопровод – это весь путь, который проходит газ по трубам от места хранения до потребителя. Газопроводы могут делиться на наземные, наводные, подземные и подводные. С точки зрения сложности проводящей системы они делятся на многоступенчатые и одноступенчатые.

Есть еще одна характеристика, в соответствии с которой газопровод делится по категориям — это давление газа в системе. Для газоснабжения городов и других поселений давление бывает:

низким — до 0,05 кгс/см2;
средним — до 0,05 до 3,0 кгс/см2;
высоким — до 6 кгс/см2;
очень высоким — до 12 кгс/см2.

Газопроводы с высоким и очень высоким давлением предназначены для перемещения газа между населёнными пунктами и для промышленных предприятий. Низкое и среднее давление рассчитано на бытового потребителя. В жилые дома подаётся газ с низким давлением, то есть до 0,05 кгс/см2.

Такая разница в давлении обусловлена назначением газопровода. Больше всего давления в магистральной части системы, меньше всего – внутри дома. Для системы с определённым давлением существует свой ГОСТ, отступать от которого категорически запрещено.

Нормы потребления газа на отопление дома

Ограничения в потреблении коммунальных услуг могут проявляться в минимальных тарифах, допустимой мощности и нормах отпуска ресурса. Необходимость в существовании норм появляется там, где отсутствуют счётчики учёта.

Нормы потребления природного газа населением определяются по следующим направлениям его использования:

приготовления еды в расчёте на 1 человека в месяц;
подогрев воды при автономном газо и водоснабжении в условиях отсутствия или наличия газового водонагревателя;
индивидуальное отопление жилых помещений и хозяйственных построек;
на нужды содержания домашних животных;

Нормы газа на отопление рассчитываются исходя из расхода в равных долях по месяцам всего года. Измеряются в кубометрах на 1 м2 отапливаемой площади или на 1 м3 отапливаемого объема. Если здание многоэтажное, то расчёт производится по каждому этажу отдельно. Как правило, к отапливаемым помещениям причисляются мансарды, цокольные этажи, а также некоторые подвальные помещения.

Нормирование использования газа на обогрев хозяйственных построек производится в кубометрах газа на 1 м3 объема отапливаемого помещения. В РФ норма расхода газа на отопление проводиться с учётом региональных особенностей, поэтому они формируются и устанавливаются в региональных органах власти. В среднем на 2015 год в жилых одноэтажных одноквартирных домах норма газа на отопление колеблется от 40 до 567,0 м3 в месяц.

СНиП газоснабжения жилых домов

Газоснабжение должно быть безопасным, что зафиксировано в документе под названием «строительные нормы и правила» (СНиП). Существует такой СНиП и отдельно для системы газификации одноквартирных домов.

Требования СНиП в этой области сводятся к следующему:

Потребление газа определяется следующими показателями: на приготовление пищи с использованием газа — 0,5 м3 в сутки; на горячую воду, производимую газовым водонагревателем — 0,5 м3 в сутки; на отопление от газового отопительного аппарата — 7 — 12 м3 в сутки.
Давление газа в пределах внутреннего газопровода индивидуального жилого дома не может превышать величины в 0,003 МПа.
Надземные газопроводы на участке жилого дома должны располагаться там, где нет проезда транспорту и проходу людей. Они размещаются в высоту не менее чем на 0,35 м от земли до нижней части трубы.
При вводе в дом газовая труба низкого давления оборудуется отключающим устройством, размещённом на высоте до 1,8 м от земли.
Расстояние между трубопроводами, размещёнными в непосредственной близости к газопроводу, должно обеспечивать возможность доступа для целей ремонта и обслуживания.
Любые газовые хранилища следует вкапывать в грунт на глубину, определяемую расстоянием в 60 см от поверхности до резервуара, если зимой земля промерзает, и в 20 см, если промерзания нет. Если хранилища устанавливаются там, где уровень грунтовых вод не позволяет их закапывать, то резервуары нужно изолировать от воды и обеспечить их неподвижность. Газопровод низкого давления проводится под землёй, за исключением ситуации многолетней мерзлоты.
Внутри дома газопровод должен быть открытым. Иное допускается только в том случае, если газовые трубы размещены вблизи специальной вентиляции, и закрыты щитами, которые снимаются без специальных работ и приспособлений.
Там, где пересекаются строительные конструкции, газопровод помещается в специальные футляры. Их концы должны быть размещены не менее чем на 3 см от пола. Трубы не должны соприкасаться с футляром (зазор в 5 см). Эти 5 см должны быть закрыты эластичными материалами.
Отключающие устройства размещаются перед счетчиками и потребляющими газ устройствами.

Источник