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:
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
Диаметр
Толщина
AISI 304-321,316Ti кг/см 2
AISI 304L- 316L кг/см 2
Диаметр
Толщина
AISI 304-321,316Ti кг/см 2
AISI304L- 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.
Почему важно правильно рассчитать давление труб
Правильный расчет давления в трубопроводе перед началом эксплуатации важен по нескольким причинам:
Обеспечение прочности и безопасности. Трубы и фитинги должны выдерживать максимальное рабочее давление без разрушения.
Предотвращение утечек. При слишком высоком давлении возможны утечки в соединениях.
Подбор оборудования под рабочие параметры. Насосы, запорная арматура, контрольно-измерительные приборы должны соответствовать рабочему давлению.
Определение оптимальных режимов работы. Знание реальных значений давления нужно для настройки оборудования и выбора рационального режима эксплуатации.
Исключение гидравлических ударов. Резкие скачки давления могут вызвать повреждения труб и оборудования.
Соблюдение требований безопасности. Превышение максимально допустимого давления недопустимо.
Правильный подбор диаметра труб и насосов. От давления зависит расход жидкости или газа в трубопроводе.
Расчет рабочего и максимального давления крайне важен для оптимального проектирования и безаварийной работы трубопроводов.
Заказать звонок
Написать на почту
Telegram
0 комментариев