Изделия для бытовых трубопроводов и технологических схем имеют ряд характеристик. Важнейшими из них являются диаметры труб. Этот параметр регулируется государственными стандартами, выделяются предпочтительные значения, которые предлагается использовать.
Величину указывают в миллиметрах, для зарубежной продукции эта величина представлена в дюймах.
Важность выбора необходимого диаметра
Какие металлические трубы применять для водоснабжения в квартире или доме, чтобы исключить лишние потери при транспортировке водяного потока, необходимо определить на стадии подготовки к строительству.
Как внутренний диаметр стальных труб влияет на работу трубопровода:
- использовании малой величины при высоком давлении в сети приводит к тому, что в трубопроводе появляется шум, возможно протекание в местах стыка и установки фитингов,
- превышенный размер потребует более высокого давления в системе, лишний расход электроэнергии,
- сечение трубопровода зависит от его протяженности, на длинных участках потребуются изделия большего сечения,
- влияет на размер количество мест соединения, поворотов, разветвлений, точек потребления.
Недостаточный внутренний проход водопровода приведет к нарушению равномерности распределения потока воды. При открытом кране в одном месте, напор в других точках будет низким или его не будет совсем. Это вызывает неудобство и остановку работы бытовой техники – стиральной и посудомоечной машины, бойлера.
Уменьшенное сечение трубопровода приводит к постоянному повышенному давлению в системе, она будет работать в напряженном режиме, что влечет к поломкам и снижению ее надежности. Правильный предварительный расчет с учетом законов гидродинамики позволит сконструировать работоспособную водопроводную сеть, выбрать нужные размеры труб и запорной сантехнической арматуры.
Какие диаметры труб существуют?
Теоретически диаметр трубы довольно упрощенно добавляют в какие-либо расчеты во время определения неких величин. Но в действительности все намного сложней – есть толщина стенки, диаметр различается на номинальный, внутренний и наружный. Какие понятия существуют и их значение:
- Условный проход — внутренний размер трубы, определяемый в миллиметрах. В дюймах требуется округление величины. Применяется для правильной стыковки двух изделий, к примеру, трубы и фитинга.
- Толщина стенок трубы (S) – измеряется в миллиметрах, влияет на большую часть качественных характеристик, куда входят объем, проходимость. Определяется в виде разницы между внешним и внутренним диаметрами.
- Внутренний диаметр – физическая величина, определяемая в миллиметрах, играет довольно большое значение при определении проходимости магистрали. Формула для расчета: Двн=Дн-2S.
- Наружный диаметр (Дн) – малые размерами — 5…102 мм, средние – 103 …426, большие – от 427 и выше.
- Номинальный диаметр – по определению стоит рядом с условным проходом, но обладает более точным значением.
Большой сортамент стальных труб самого разного назначения, изготовления, видов представлен в виде таблиц. Бывает, что в таблицу диаметров стальных труб вводят значения масс изделия в зависимости от ее размеров, а также значения номинального диаметра.
Обозначения на схемах
Понятие диаметр для трубопровода включает в себя несколько характеристик, это:
- Наружный Dн (международное обозначение ID — Inner Diametr) измеряется по внешней окружности.
- Внутренний (международное обозанчение OD — Outer Diametr) определяется толщиной стенки, это разница между наружным размером и двумя толщинами стенки
- Условный проход (Dу), он же условный диаметр, соответствует внутреннему, округленному до ближайшего стандартного значения. Величина регулируется ГОСТ 28338-89.
Нормируется толщина стенки. От нее зависит проходимость и прочность трубы, ее вес.
Номинальный и условный диаметры
Номинальный диаметр DN требуется при выборе фитингов и прочей арматуры, соединения разных видов элементов. Это округленный в большую сторону внутренний диаметр. Параметр принят для унификации типоразмеров трубопроводных соединительных элементов. Величина регулируется ГОСТ 28338-89.Ранее именовался, как условный проход.
Параметр характеризует пропускную возможность трубопровода. Размер необходим при соединении труб из различных материалов, стенки разной толщины делают внешний размер не актуальным. Подбирая элементы по условному или номинальному диаметру, обеспечиваем одинаковую величину потока на всей протяженности сети.
Разделение на классы в зависимости от диаметра
Отношение к размерному классу зависит от величины диаметра, определяется ГОСТ 10704-91. Классификация следующая:
- большеразмерные – 530 — 720 и далее до 1420мм,
- средние – 114 — 140 и до 530 мм,
- малые — 10, 12, 14, 16, 18, 20 и до 108 мм.
Малые диаметры применяют для внутреннего водопровода жилых и прочих зданиях, где находятся люди. Средние по размеру предназначены для наружных коммунальных городских сетей и технологических трубопроводов. Большеразмерные трубопроводы предназначены для прокладки магистралей нефте и газопроводов.
Как технология производства определяет размеры изделий
Технология изготовления определяет диаметры стальных труб. Изделия электросварные с прямым швом получают с помощью сварки свернутых в круг металлических листов из различных видов стали. Двухшовный вариант являются особо прочными. Из них получают трубы наибольшего диаметра – 1420 мм, при этом стенки у них небольшой толщины.
Спиральношовные трубы изготовлены из металлических полос, свернутых по спирали. Сварочный шов получается более широким, что снижает их прочность. Используются в газопроводах низкого давления. Размеры труб от 159 мм до 1420 и выше.
Спиральношовная труба
Бесшовные трубы изготавливают методом протяжки металлических заготовок в холодном или горячем состоянии. Отсутствие ослабленных участков в месте сварки увеличивает прочностные качества изделия. Нормируются диаметры от 10 до 250.
Бесшовные трубы
В водопроводных системах используются наиболее ходовые диаметры металлических труб – 15, 20, 32, 40, 65 мм. При необходимости применения большеразмерных изделий выбирают электросварные с прямым швом. Их диаметры варьируются от 57 мм до 530. Подробную информацию можно получить, ознакомившись с нормативными таблицами.
Электросварная труба с прямым швом
Еще одним видом труб являются горячекатаные бесшовные. Ходовые типоразмеры – 32, 38, 42, 45, 60, максимальный равен 426 мм. При индивидуальном заказе можно получить размер, необходимый заказчику.
Горячекатаные бесшовные трубы
Способы изготовления трубной продукции
По своим характеристикам и предназначению все трубы классифицируются на следующие:
- бесшовные (горячедеформированные или холоднодеформированные),
- электросварные (прямошовные, спиралешовные).
Технические показатели примерно одинаковы, не зависят от расположения шва и существенно не отличаются друг от друга.
Трубная продукция, шов которой расположен по спирали, при изготовлении закручивается. Такой вариант используется для прокладки магистралей в зонах с увеличенной сейсмической активностью.
Трубная продукция без шва изготавливается по холодному или горячему методу. В первом варианте изделие проходит через пресс и охлаждается, а затем происходит формирование. При втором способе формовка выполняется из горячих заготовок путем использования пресса. Изделия, имеющие прямой шов, изготавливаются из листа стали, который предварительно раскатывают и формируют необходимую заготовку, а образовавшийся стык зачищают снаружи и внутри.
Продукция, которая предназначается для подачи горячей воды, чтобы прослужить долгие годы, должна иметь надежные и прочные сварные швы. Прямошовные трубы имеют минимальный Ø 8 мм, а максимальный – 1420, тогда как спиралешовные могут достигать и больших значений.
Электросварная трубная продукция охватывает весь сортамент и представлена во всех возможных вариантах, тогда как бесшовные ограничены Ø 426 мм.
Электросварные изделия с небольшим наружным диаметром могут изготавливаться из легированных и углеродистых, коррозионностойких сталей. Согласно ГОСТу, трубная продукция среднего и малого диаметра может изготавливаться с установленными химическими, механическими свойствами, с испытанным гидравлическим давлением.
Стальные бесшовные трубы выпускаются без соединительных швов, имеют гладкую поверхность. Чаще всего такие изделия применяются для перемещения жидкостей с высоким уровнем токсичности, при прокладке нефтепроводов, систем отопления и газовых магистралей.
Стандарт размеров стальных труб
К стандартным относится такие характеристики, как внутренний, наружный и номинальный диаметр, толщина стенки. Приведем размеры стальных труб в таблице 1. Здесь обозначены наиболее используемые величины труб для транспортировки воды и газа.
Таблица 1.
Dу | Dн | Толщина стенки | ||
6,0 | 10,2 | легкая | обыкновенная | усиленная |
8,0 | 13,5 | 1,8 | 2,0 | 2,5 |
10,0 | 17,0 | 2,0 | 2,2 | 2,8 |
15,0 | 21,3 | 2,0 | 2,2 | 2,8 |
20,0 | 26,8 | 2,35 | — | — |
25,0 | 33,5 | 2,8 | 3,2 | 4,0 |
32,0 | 42,3 | 2,8 | 3,2 | 4,0 |
40,0 | 48 | 3,0 | 3,5 | 4,0 |
В таблице стандарта для электросварных труб указан условный проход трубы и толщина стенки.
Размеры чугунных труб
Трубы из чугуна, применяемые для водопровода бывают напорными, для канализации — безнапорные. Их значения нормируются правилами ГОСТа 6942-98. Диаметр внутренний безнапорных канализационных труб из чугуна соответствует значениям 50, 100, 150 мм, изготавливаются отрезками, длина которых определяется их диаметром. Продукция диаметром 50 мм имеют протяженность 0,75, 1,0, 2,0 м. Для размера 100 их длина – 0,75, 1,0, 1,25, 2,0, 2,2 м. Размеру 150 соответствуют длины 1,0, 2,0, 2,2 м. для всех элементов стенка изготовлена толщиной от 4 до 5 мм.
Размеры профильных труб
В зависимости от формы , могут быть следующие размеры:
Квадратная
- сечение: 1010 мм — 180180 мм.
- толщина стенки: 0.8 мм — 14.0 мм.
Прямоугольная
- сечение: 1510 мм — 180150 мм.
- толщина стенки: 0.8 мм — 12.0 мм.
Овальная
- сечение: 63 мм — 7222 мм.
- толщина стенки: 0.5 мм — 2.5 мм.
Единицы измерения метрические и дюймовые
В случае замены труб или фитинга возникает проблема в правильности выбора, для этого нужно знать соответствующую величину в дюймах. Это необходимо при стыковке пластиковых труб с водопроводными металлическими. При выполнении схемы труба1 – труба 2, что означает стальная – пластиковая, используют переходники с номинальным диаметром в дюймах.
Указываются диаметры труб в дюймах и миллиметрах. В дюймах приводится номинальный диаметр (условный проход) труб. Соотношение миллиметры/дюймы равно 1:25,4. Соответствие размеров приведены в таблице 4.
Таблица 3.
Dу, мм | Дюйм | Dу, мм | Дюйм |
6 | 1/8″ | 65 | 2 (½)» |
8 | ¼» | 80 | 3″ |
10 | 3/8″ | 90 | 3 (½)» |
15 | ½» | 100 | 4″ |
20 | ¾» | 125 | 5″ |
25 | 1″ | 150 | 6″ |
32 | 1 (¼)» | 175 | 7″ |
40 | 1 (½)» | 200 | 8″ |
50 | 2″ | 225 | 9″ |
При устройстве водопровода применяют изделия до 50 мм или 2 дюймов.
Системы измерения диаметров труб: таблица (дюймы и миллиметры)
Изделия, диаметр которых исчисляется в дюймах (например, 5″), используются при прокладке водопроводных коммуникаций и газотранспортных конструкций. В интернете можно встретить таблицы, содержащие данную величину как в миллиметрах, так и в дюймах. Некоторые из схем совмещают в себе обе системы измерения, что очень удобно. Пятидюймовая труба соответствует стандартному показателю внутреннего диаметра, равному 125 мм.
Измерение диаметра труб в дюймах применяется во время монтажа водо- и газотранспортных линий, так как это упрощает общий расчет. Один дюйм равен 25,4 мм. Важно запомнить, что при измерении трубы 1 дюйм имеет другой размер, а именно 33,5 мм. Объясняется это довольно просто: габариты труб вычисляются по внутреннему диаметру, а не по внешнему. При составлении монтажного плана и схемы необходимо учесть данное расхождение. Подобная информация позволяет ответить на вопрос о том, как измерить диаметр трубы и не допустить при этом ошибки.
Таблица 1. Dу в миллиметрах и дюймовая система обозначения размеров стальных труб:
Dу, мм | Диаметр резьбы, дюймы |
150 | 6″ |
40 | 1 1/2″ |
80 | 3″ |
15 | 1/2″ |
100 | 4″ |
32 | 1 1/4″ |
50 | 2″ |
125 | 5″ |
25 | 1″ |
На заметку! Как правило, никаких проблем не возникает при монтаже только стальных изделий, так как они измеряются в дюймах. Однако при появлении необходимости замены старой коммуникации из стали на пластиковую может произойти путаница. Поэтому стоит помнить о том, что фактический и метрический размеры дюйма отличаются.
В большинстве случаев прокладка дюймовых труб не вызывает никаких трудностей. Природа несоответствия заключается в обозначении стальных изделий (водо- и газопроводных), которые реализуются и маркируются номинальным диаметром, в то время как их реальное сечение имеет другие размеры. В качестве примера можно привести простой расчет габаритов трубы, наружный диаметр которой составляет 140 мм, а толщина стенки – 5,5 мм.
Чтобы избежать ошибок при планировании коммуникаций, необходимо учитывать, как внешний, так и внутренний диаметр труб.
Для определения реального диаметра используется простое уравнение:
D = Dн – t х 2
После внедрения нужных значений данная формула приобретает следующий вид: D = 140 – 5,5 х 2 = 129 мм. Этот показатель соответствует реальному диаметру трубы, у которой сечение наружной стенки составляет 140 мм. Однако условный проход или внутренний диаметр дюймовой трубы (или миллиметровой) является главенствующим значением. В этом случае данная величина составляет 125 мм, именно по ней производится большинство строительных расчетов.
Для состыковки стальной и пластиковой труб используются специальные переходные элементы – фитинги. Подобные переходники позволяют соединить две трубы с разными показателями сечения, выполненные из разных материалов. Для того чтобы не ошибиться при монтаже коммуникации или ее замене, рекомендуется учитывать как внешний, так и внутренний диаметры стальных труб.
Измеряем диаметр трубы самостоятельно
Для ремонта изношенного участка трубы необходимо определить ее диаметр, чтобы выбрать соответствующую замену, это необходимо и при выборе фитингов. Особенно важно знать условный проход или внутренний размер.
Правильные значения получим на поперечном распиле трубы, замеряем толщину стенки с помощью микрометра, штангенциркуля или линейки. При недоступности поперечного сечения, сантиметровой лентой измерим ее окружность. Полученное значение делим на 3,14 (число Пи). Зная толщину стенки вычисляем внутренний проход. Значение можно уточнить в таблице ГОСТа, соответствующего виду изделия. Здесь же уточняем условный проход.
Как высчитать площадь поперечного сечения
Формула нахождения площади сечения круглой трубы
Если труба круглая, площадь сечения считать надо по формуле площади круга: S = π*R 2 . Где R — радиус (внутренний), π — 3,14. Итого, надо возвести радиус в квадрат и умножить его на 3,14.
Например, площадь сечения трубы диаметром 90 мм. Находим радиус — 90 мм / 2 = 45 мм. В сантиметрах это 4,5 см. Возводим в квадрат: 4,5 * 4,5 = 2,025 см 2 , подставляем в формулу S = 2 * 20,25 см 2 = 40,5 см 2 .
Площадь сечения профилированной трубы считается по формуле площади прямоугольника: S = a * b, где a и b — длины сторон прямоугольника. Если считать сечение профиля 40 х 50 мм, получим S = 40 мм * 50 мм = 2000 мм 2 или 20 см 2 или 0,002 м 2 .