Skip to main content

Блог инженера

Блог о минимализме, инжинерии и программировании.



Что стоит знать инженеру про условные проходы и давления

  | #engineering#piping#MathJax

У инженера-эколога существуют специфические пробелы в образовании. Например, я хорошо знаю гидравлику, неплохо сопромат, эти предметы у нас были. Зато почти ничего не знал про строительство объектов, технологические трубопроводы, инженерную геологию и другие, весьма нужные инженеру вещи. Пробелы восполняются, разумеется, из литературы. Но нет необходимости узнавать, что такое условный проход или условное давление из книг по технологическим трубопроводам. Там будет великое множество дополнительной информации. Такие вещи легче найти в интернете, но, к моему удивлению, это было непросто. Этот материал, почти полностью, перепечатка главы из лучшего виденного мной учебника по трубопроводам на русском языке. К сожалению, он был выпущен в 1960-е годы. Почти всё применимо и ныне, изменились марки сталей из которых изготовляют трубы и арматуру, обновились ГОСТы и СНиПы по трубопроводам.

Основной характеристикой трубопровода является диаметр и толщина стенки труб, из которых он изготовлен. Каждая труба имеет два диаметра: внутренний \(D_{вн}\) и наружный \(D_н\). Между внутренними и наружными диаметрами труб имеется следующая зависимость:

\[D_{вн} = D_н - 2 \times S\]

где S – толщина стенки трубы.

При изменении толщины стенки трубы изменяется внутренний диаметр трубы, при этом наружный диаметр трубы остаётся постоянным, так как его изменение неизбежно вызывает изменение размеров присоединяемых арматуры и фитингов.

Чтобы сохранить для всех элементов трубопровода (труб, арматуры и соединительных частей) значение проходного сечения, обеспечивающее расчётные условия для прохода жидкости, пара или газа, введено понятие условного прохода . Под условным проходом труб, арматуры и соединительных деталей понимают средний внутренний диаметр труб (в свету), который соответствует одному или нескольким наружным диаметрам труб. Условный проход обозначают буквами DN с добавлением величины условного прохода в миллиметрах: например, условный проход диаметром 150 мм обозначают DN150. Истинный внутренний диаметр труб обычно не равен и не соответствует (за редким исключением) диаметру условного прохода. Так, например, у труб с наружным диаметром 159 мм при толщине стенки 8 мм истинный внутренний диаметр составляет 143 мм, а при толщине стенки 5 мм – 149 мм, однако в обоих случаях условный проход принимается равным 150 мм.

Величины условных проходов арматуры, соединительных частей, а также всех деталей технологического оборудования приборов, к которым присоединяют трубы или арматуру, установлены ГОСТ 28388-89 (ИСО 6708-80) «Соединения трубопроводов и арматура. Проходы условные (размеры номинальные). Ряды» (с изменениями 1, 2). Эти величины имеют следующий ряд значений:

2,5 12 50 160* 450 1200 2600**
3 15 63* 175** 500 1400 2800
4 16* 65 200 600 1600 3000
5 20 80 250 700 1800 3200**
6 25 100 300 800 2000 3400
8 32 125 350 900** 2200 3600**
10 40 150 400 1000 2400 3800**
            4000

* Допускается применять только для гидравлических и пневматических устройств

** Для арматуры общего назначения применять не допускается

Толщину стенки труб и деталей трубопроводов выбирают в зависимости от наибольшего давления среды (газа или жидкости), транспортируемой по трубопроводу, от её температуры и механических свойств металла труб.

Как известно, механическая прочность металла труб, соединительных частей и арматуры с повышением температуры изменяется. Для увязки давления и температуры среды, протекающей по трубопроводу, введено понятие «условное давление», которое обозначается буквами \(P_у\).

Согласно ГОСТ 356-80 «Давления условные пробные и рабочие. Ряды». Под условным давлением (\(P_у\)) следует понимать наибольшее избыточное давление при температуре среды 293 К (\(20^\circ\) С), при котором допустима длительная работа арматуры и деталей трубопровода, имеющих заданные размеры, обоснованные расчетом на прочность при выбранных материалах и характеристиках их прочности, соответствующих температуре 293 К (\20^\circ\) С).

Под пробным давлением (Р пр) следует понимать избыточное давление, при котором должно проводиться гидравлическое испытание арматуры и деталей трубопровода на прочность и плотность водой при температуре не менее 278 К (\(5^\circ\) С) и не более 343 К (\(70^\circ\) С), если в нормативно-технической документации не указано конкретное значение этой температуры. Предельное отклонение значения пробного давления не должно превышать ±5%.

Под рабочим давлением (\(Р_р\)) следует понимать наибольшее избыточное давление, при котором обеспечивается заданный режим эксплуатации арматуры и деталей трубопровода.

Значения условных давлений арматуры и деталей трубопровода должны соответствовать следующему ряду: 0,10 (1,0); 0,16 (1,6); 0,25 (2,5); 0,40 (4,0); 0,63 (6,3); 1,00 (10); 1,60 (16); 2,50 (25); 4,00 (40); 6,30 (63); 10,00 (100); 12,50 (125); 16,00 (160); 20,00 (200); 25,00 (250); 32,00 (320); 40,00 (400); 50,00 (500); 63,00 (630); 80,00 (800); 100,00 (1000); 160,00 (1600); 250,00 (2500) МПа (\(кгс/см^2\)).

Для арматуры и деталей трубопровода, производство которых освоено до введения в действие ГОСТ 356-80, допускаются условные давления 0,6 (6); 6,4 (64) и 8,0 (80) МПа (\(кгс/см^2\)).

Производство гидравлических испытаний пробным давлением необходимо для проверки надёжности работы трубопровода в условиях эксплуатации, поэтому пробное давление всегда больше рабочего и условного давления в 1,25-1,5 раза, если нормативная документация не устанавливает ещё большие значения пробного давления.

About Mikhail Kiselev

Photo of Mikhail Kiselev

Приветствую в моём блоге! 😄 Меня зовут Михаил. Я инженер и программист. Живу в Сибири, работаю на Сахалине, путешествую где придётся. Я предпочитаю пост в блог посту в твиттер. Описание полезной технологии или гаджета предпочитаю описанию заката или посиделок в кафе.