какое давление держат нержавеющие трубы
Таблица предельной нагрузки давления для нержавеющих труб
Сравнительная таблица по максимальной нагрузке давления для нержавеющих электросварных 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
Как выбирать трубы для трубопровода высокого давления
Давление в трубопроводной системе — характеристика неоднозначная. Сантехники, гидравлики и прочие специалисты, деятельность которых связана с разного рода жидкостными трубопроводами, оперируют следующими понятиями давления:
Рабочее. Это максимальная величина давления в трубах, фиксируемая при стандартных условиях функционирования системы.
Пробное. Так же, как и рабочее, определяется путем замеров давления воды в трубах, только осуществляется в процессе испытания системы.
Условное. Данный показатель применяется при производстве расчетов прочностных характеристик трубных систем, работающих при номинальном значении давления и температуре жидкости 20 градусов.
Расчетное. Это избыточное максимальное значение, которое способны испытывать элементы трубных систем. Определяется с помощью формулы давления жидкости.
Как подбирать оптимальные трубы
Существует два вида трубных систем — высокого и низкого давления. Трубы низкого давления используются для организации канализационных схем, ливневок и прочих трубных самотечных систем. Для этих целей сегодня выгоднее использовать полимерные материалы — элементы трубопроводов, выполненные из поливинилхлорида, полипропилена и прочих синтетических веществ.
Трубы высокого давления предназначены для организации водопроводов и прочих трубных систем, испытывающих значительные внутренние нагрузки. Используются такие трубопроводы на различных производственных и гражданских объектах. Существуют и полимерные изделия, способные выдерживать значительное давление, однако на сегодня равных нержавеющим трубам по прочности и другим потребительским характеристикам аналогов не существует, по крайней мере, используемых массово.
Чтобы трубопровод высокого давления функционировал эффективно, отсутствовала турбулентность жидкости, сопровождаемая характерным шумом, необходимо правильно рассчитывать диаметр нержавеющей трубы. Для этого надо применять формулу расчетного давления. Только правильно рассчитав трубную систему, можно получить надежную, долговечную и работоспособную трубную систему, обеспечивающую эффективную подачу воды либо другой жидкости по разветвленной схеме с одновременным включением нескольких потребителей.
Какое давление выдерживают стальные трубы?
Редакция E-metall Опубликовано 2021-03-07
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:
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:
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)
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:
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:
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:
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.
Какое давление выдерживает стальная труба
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:
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:
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:
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:
Расчёт допустимого давления в трубах круглого сечения
Допустимым называют такое давление, при котором не учитываются следующие параметры:
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:
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:
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.