Параметры труб. Условные проходы и давления.

В ГОСТах на сортамент труб регламентирован наружный диаметр d_н, мм и толщина стенки d, мм. Для каждого наружного диаметра предусмотрено несколько толщин стенок.

Для сокращения числа типоразмеров труб, используемых при постройке судов, в судостроении введены нормали, ограничивающие ГОСТы.

В целях унификации размеров труб, арматуры и деталей соединений введены понятия условного прохода и условного давления.

Условный проход – это условная геометрическая характеристика, с которой однозначно связаны все присоединительные размеры трубопроводных элементов. Условный проход объединяет трубы с одинаковым наружным диаметром, но с разной толщиной стенки.

Обозначение условного прохода – D_У. Например, условный проход 150 мм обозначается D_У150.

Размеры условных проходов регламентированы ГОСТ 28338-89 (ИСО 6708-80) «Соединения трубопроводов и арматура. Проходы условные (размеры номинальные)». Ряд условных проходов: 2, 5; 3; 4; 5; 6; 8; 10; 15; 20; 25; 32; 40; 50; 65; 80; 100; 125; 150; 200; 250; 300; 350; 400; 450; 500; 600; 700; 800; 900; 1000 и т.д.

При гидравлических расчётах трубопроводов их внутренние диаметры обычно принимают равными условным проходам. Однако, если различие между условным проходом и фактическим внутренним диаметром выбранного трубопровода составляет более 10%, расчёт следует вести по фактическому диаметру.

Толщина стенки трубопровода при давлении более 1, 6 МПа и температуре среды более 200 ⁰С определяется из условий прочности. В большинстве общесудовых систем давление не превышает 1 МПа, поэтому толщина стенок выбирается из условий монтажной прочности, допускаемого утонения стенки при гибке труб, а также запаса на коррозию. Толщина по этим условиям регламентируется как минимальная Правилами Регистра.

Толщина стенки трубопровода под внутренним давлением определяется по формуле:

,

где d₀ – толщина стенки из расчёта на прочность, мм,

b – прибавка на утонение труб при гибке, мм,

с – прибавка на коррозию, мм.

,

где p – расчётное давление среды, МПа,

s_Д – допустимое напряжение на растяжение, МПа,

f - коэффициент прочности (f = 1 для бесшовных труб, f = 0, 9 для сварных труб).

,

где R – радиус гиба трубы, мм.

Примечание: согласно правилам Российского морского регистра судоходства, радиус гиба стальных, медных и алюминиевых труб при давлении более 0, 5 МПа или при температуре среды более 60 ⁰С должен удовлетворять условию . При работе в иных условиях можно уменьшить до 1, 5d_н.

Условное давление – это избыточное давление, которое должен длительно выдерживать трубопровод при нормальной температуре рабочей среды в условиях эксплуатации. Для стали нормальная температура 0-200 ⁰С, для меди и медных сплавов 0-120 ⁰С.

Обозначение условного давления – P_У. Например, условное давление 0, 1 МПа обозначается P_У0, 1.

Размеры условных давлений регламентированы ГОСТ 356-80 «Арматура и детали трубопроводов. Давления условные, пробные и рабочие». Согласно ему, арматура и соединительные части трубопроводов изготавливаются на следующие условные давления: 0, 1; 0, 16; 0, 25; 0, 4; 0, 63; 1, 0; 1, 6; 2, 5; 4, 0; 6, 3; 10, 0; 12, 5; 16, 0; 20, 0 и т.д.

Существует понятие рабочего давления Р_раб - это давление, которое должен выдерживать трубопровод при температуре, повышенной по сравнению с данной для условного давления. Чем выше температура, тем меньше рабочее давление для данной трубы. При нормальной температуре рабочее давление равно условному.

Пробное давление - это давление, которое должны кратковременно выдерживать трубопроводы при гидравлических испытаниях. Как правило, для труб и арматуры:

,

где Р_р - расчётное давление, т.е. максимальное давление, которое может возникать в трубопроводах системы при её эксплуатации.

Трубопроводы в зависимости от параметров транспортируемой среды делятся на классы:

1-го класса — температура более 200 ⁰С и/или давление более 1, 0 МПа;

2-го класса — температура от 100 до 200 ⁰С и/или давление от 0, 6 до 1, 0 МПа;

3-го класса — температура менее 100 ⁰С и давление менее 0, 6 МПа.

Для каждого класса существуют свои нормы монтажа и контроля качества.