Условный диаметр трубы это что? Нормы и стандарты

Виды вальцовки и гибки

С помощью вальцевания можно изготовить из трубок изделие необходимой формы. При этом с помощью этого способа можно не только согнуть изделие из любого металла, но и уменьшить диаметр.

Уменьшить диаметр трубы можно с помощью специального оборудования

Гибка и изменение формы трубы называется вальцовкой. Такое название этот процесс получил потому, что инструмент, который для этого используется, является вальцами.

Вальцовка применяется для разных целей:

1. Для уменьшения диаметра трубок из разных материалов. Так можно деформировать тонкостенные изделия из нержавейки, чугуна, стали и т. д.
2. С помощью вальцовки можно загнуть изделие. В этом случае нужно гнуть по специальному шаблону.
3. Разгибание и выпрямление. Однако этого делать не рекомендуется, так как изделие теряет прочность.
4. Увеличение диаметра. Однако этот процесс считается наиболее трудоемким.
5. С применением специального трубогиба можно согнуть своими руками изделие в змеевик.

Все описанные процессы используются при изготовлении и ремонте трубчатых изделий. С их помощью можно даже сделать согнутые в кольцо элементы для украшения кованых ворот.

Параметры подбора диаметра трубы

В первую очередь нужно учитывать, что правила выбора труб для различных отопительных схем существенно отличаются.

Если подключение системы обогрева будет проводиться к центральной отопительной магистрали, то диаметр трубы рассчитывается аналогично квартирным отопительным системам.

Если же планируется автономное отопление, то диаметр здесь может быть отличен в зависимости от того будет ли система работать с помощью циркуляционного насоса, либо же путем естественной циркуляции.

В том числе на выбор влияют:

• Материал изготовления трубы
• Тип теплоносителя
• Специфика разводки отопительной системы
• Предполагаемое давление воды
• Скорость течения воды в системе

Проводя расчеты диаметра трубопровода, следует изначально учесть из какого типа труб будет проводиться монтаж. Это необходимо, поскольку система измерения и маркировки труб различается исходя из материала, из которого она изготовлена. Как правило, трубы из стали и чугуна маркируются из расчета внутреннего диаметра, а пластиковые и медные трубы по наружному сечению. Это является особо важным фактором, если планируется монтаж трубопровода в комбинации нескольких материалов.

В идеале стоит доверить процедуру расчета специалисту, однако, если у вас нет такой возможности или просто есть желание, то можно вполне справиться самостоятельно.

Описание сути процесса

Завальцовка – это достаточно сложный процесс. Однако в некоторых случаях его вполне можно осуществить своими руками. Особенно просто согнуть тонкостенные трубы из нержавеющей стали и оцинковки.

Сужение может понадобиться и при строительстве металлического трубопровода. Этот способ используется, когда нужно присоединить трубу с большим диаметром к изделию с меньшим.

Самостоятельное сужение связано с некоторыми рисками. Дело в том, что при таком процессе на трубу воздействуют два усилия, направленных в противоположные стороны. Поэтому действия, которые можно произвести с такими элементами, ограничиваются несколькими факторами.

При уменьшении диаметра трубы следует соблюдать правила техники безопасности

Чем ограничивается оказываемое давление:

1. Прежде всего, учитывается пластичность материала. Чем он пластичнее, тем по большему радиусу его можно гнуть.
2. Нужно обратить внимание на то, насколько тоньше можно сделать стенку трубы для конкретного изделия.
3. Нужно проверить предел прочности конкретного металла на изгиб. Чем пластичнее материал, тем этот показатель будет выше.
4. Предельный параметр радиуса, перехода от боковой стенки к торцу тоже имеет значение.
5. Также необходимо обращать внимание на качество поверхности самого изделия.

Каждый из этих параметров необходимо учесть. Для каждой толщины стенок и для каждого конкретного диаметра он свой.

При уменьшении трубы в домашних условиях необходимо смотреть на то, чтобы на металле не образовывалось большое количество складок. Они уменьшают прочность.

Скорость перемещения теплоносителя

Чтобы тепловая энергия распределялась по приборам отопления равномерно, необходимо обеспечить оптимальный уровень напора в трубопроводе. Грамотно подобрать сечение трубы поможет расчет оптимальных параметров скорости потока жидкости в трубопроводе.

Оптимальная скорость перемещения теплоносителя находится в диапазоне от 0,36 до 0,7 м/с, поскольку чрезмерная интенсивность движения жидкости (более 1,5 м/с) оборачивается шумом в трубопроводе, а недостаточно быстрое перемещение (до 0,2 м/с) ведет к дополнительным потерям тепла, снижает КПД системы отопления и провоцирует ее завоздушивание.

Расчет диаметра отопительного трубопровода индивидуального дома

Разберемся, как рассчитать диаметр трубы отопления. Для этого используем формулу:

Для удобства и наглядности воспользуйтесь таблицей:

По формуле или таблице можно приблизительно определить, какой диаметр трубы выбрать для отопления, причем речь идет о внутреннем (рабочем) сечении. Тепловой поток (показатель тепловой мощности) рассчитывается по формуле, приведенной выше, а скорость перемещения теплоносителя следует подбирать в рамках рекомендуемого диапазона.

Важный момент! У стальных и металлических труб принято указывать внутренний диаметр. При этом производители указывают внешний диаметр полипропиленовой трубы для отопления, определяя размер ее сечения.

Таким образом, полипропиленовые трубы для отопления должны иметь диаметр полезного сечения, вычисленный по формулам и таблице. А чтобы определить внешний диаметр ПП труб и купить в магазине соответствующую продукцию, к расчетному внутреннему диаметру прибавляют две толщины стенки трубы. Параметры стенок указывает производитель. Следует учесть, что для отопительных систем допускается использование только армированной стекловолокном или металлопластиковой трубы.

Обратите внимание: сечение трубопровода рассчитывается без учета шероховатости внутренних стенок трубопровода. Это имеет значение, если материал трубопровода – медь или сталь. А трубы полипропиленовые, из которых обычно монтируются отопительные коммуникации в частном доме, характеризуются идеально гладкой внутренней поверхностью и устойчивостью к накоплению отложений. Поэтому поправками на шероховатость трубопровода можно пренебречь.

К результату, полученному в ходе предварительного расчета диаметров труб отопления, рекомендуется добавить 10–15%. Это запас на модернизацию, на появление в системе дополнительных компонентов в дальнейшем.

Размеры и характеристики полипропиленовых труб делают их удачным выбором для монтажа отопительной системы с принудительным движением теплоносителя. Гравитационное отопление чаще обустраивают, используя металлические трубы. При этом важно рассчитать массу трубопровода, используя специальную программу или пользуясь таблицей.

В гравитационной системе требуется установить вертикальный разгонный стояк, верхняя часть которого должна располагаться выше других элементов системы минимум на 1,5 метра. И диаметр разгонного стояка из полипропилена должен быть на размер больше диаметра трубопровода магистрали.

Чтобы выбор диаметра труб для системы отопления был максимально точным, следует рассчитывать систему, используя специальную программу-калькулятор, или обратиться к профессионалам.

Двухтрубный контур

Рассчитывая оптимальный диаметр труб в двухтрубном отоплении, следует учитывать, что отводы к радиаторам лучше выполнить из труб меньшего сечения по сравнению с основной магистралью. За счет этого:

• увеличивается скорость движения теплоносителя (это важно для гравитационной системы);
• повышается интенсивность циркуляции жидкости в приборе отопления;
• радиатор более равномерно прогревается (это принципиально при нижнем подключении).

Обычно размеры магистрали и отводов в двухтрубной схеме составляют следующие пары: 25 и 20 мм, 20 и 16 мм.

Расчет сечения можно выполнить самостоятельно, принимая во внимание:

1. Площадь помещения. На обогрев 1 кв. м требуется 0,1 кВт мощности котельного агрегата при условии стандартной высоты потолка 2,5 м. Чем мощнее котел, тем больше может быть длина и сечение трубопровода.
2. Уровень теплопотерь. Если отсутствует утепление, требуется нагревать жидкость в контуре до более высоких температур, чтобы компенсировать утечку тепла. Если нужен приблизительный расчет, к мощности котла, которую определили на предыдущем этапе, добавляют 20%.
3. Скорость движения теплоносителя. Среднее значение из рекомендуемого диапазона составляет 0,6 м/с. В этом случае поток движется равномерно и бесшумно.
4. Скорость остывания теплоносителя. Берется разница между температурой подачи и обратки, в среднем это 80 °С и 60 °С соответственно. В расчетах используется разница температур в 20 градусов.

Для расчетов используется специальная формула, где есть постоянная величина 304,44. Чтобы вычислить условный проход трубопровода, возведенный в квадрат, необходимо 304,44 умножить на расчетную мощность котла, а затем разделить на теплопотери теплоносителя и на скорость потока. Из полученного результата требуется извлечь квадратный корень, и мы получим внутренний диаметр трубы магистрали.

Для примера сделаем подбор диаметра отопительных труб для индивидуального дома площадью 140 кв. м.

D2 = 304,44х(140х0,1 кВт + 20%)/20/0,6 = 375,476

D= √375,476 = 19,4 мм.

Таким образом, для магистрали подойдет стальная или медная труба диаметром 20 мм либо полипропиленовая с внутренним диаметром от 20,4 мм. Ее наружный диаметр зависит от толщины стенки и определяется по таблице. А диаметр отводов на радиаторы будет на шаг меньше. Выбирать полимерные трубы по толщине стенок следует с учетом рабочего давления в системе. Для автономного отопления достаточно труб PN10.

Сгибание нержавейки вручную

Итак, теперь можно поговорить непосредственно о процессе сужения. Это можно сделать или на заводе специальным инструментом, или в домашних условиях подручными средствами.

Можно воспользоваться молотком. Однако этот способ нельзя считать оптимальным, так как при этом труба может сильно деформироваться. Кроме того, уменьшенная часть получится неровной, что отрицательно скажется на прочности.

Самым лучшим способом является использование специальных клещей. Их можно приобрести в специализированном магазине, однако стоят они недешево. Изготовить инструмент можно своими руками. Для этого необходимо взять трубный ключ, можно даже использовать старое изношенное изделие. С него нужно снять губку с подвижного рычага, а вместо этой губки необходимо установить вставку под полукольцо. Далее изготавливается полукольцо нужного радиуса и устанавливается на подвижный рычаг. Если вы хотите заниматься и впредь зажимом труб, то можно изготовить несколько колец с разными диаметрами. Это повысит универсальность изделий.

Как пользоваться специальными клещами:

1. Взять клещи с зевом не менее половины диаметра обжимного кольца. Обхватить зевом внешний диаметр.
2. Гайку клещей подвести вплотную к поводку прибора.
3. Теперь можно поворачивать подвижный рычаг. Делайте это до тех пор, пока он полностью не обхватит второй полупериметр.
4. Далее с усилием сжать оба рычага и повернуть ключ на 30 градусов.
5. Все эти действия необходимо повторять до тех пор, пока труба не достигнет нужного диаметра.

Перед тем как сгибать нержавейку, следует предварительно ознакомиться с рекомендациями специалистов
Таким способом вы сможете придать необходимый размер. Заранее стоит оговорить, что эта работа требует наличия физической силы.

Использование токарного аппарата

Легче всего сузить трубу с помощью специального станка. Этот процесс может производиться даже человеком, который не обладает большой физической силой. Ведь в этом случае большую часть работы выполняет именно техника.

Для работы с токарным аппаратом следует обладать определенными навыками

По шаблону можно загнуть не только металлическую трубку. Такой прибор пригодится для придания необходимой формы куску толстой проволоки. Проволоку можно согнуть и вручную.

Последовательность действий:

1. Необходимо закрепить трубу в патрон прибора. При этом важно рассчитать глубину погружения заготовки. Ход рукоятки должен совпадать с местом глухого отверстия.
2. Когда вы включите станок, необходимо подвести ручку к трубе. Далее нажать на заготовку, и начинается закольцовка.
3. Материал начинает нагреваться. Это снижает усилие, но повышает пластичность материала.
4. Рукоятка должна иметь ход не менее 180 градусов. А резцедержателями должны быть отверстия самого популярного размера.

В ходе процесса изделие разогревается, и материал становится податливым. Благодаря этому диаметр заготовки легко уменьшается до нужных показателей. Сжать трубу своими руками сложно, но возможно. Для этого нужно сделать специальный аппарат и научиться правильно его использовать.

Новая возможность расчетов расхода воды

Если использование воды осуществляется посредством крана, это значительно упрощает задачу. Главное в таком случае, чтобы размеры отверстия излияния воды были намного меньше диаметра водопровода. В таком случае применима формула расчета воды по сечению трубы Торричелли v^2=2gh, где v — быстрота протекания сквозь небольшое отверстие, g — ускорение свободного падения, а h — высота столба воды над краном (отверстие, имеющее сечение s, за единицу времени пропускает водный объем s*v). При этом важно помнить, что термин «сечение» применяется не для обозначения диаметра, а его площади. Для ее расчета используют формулу pi*r^2.

Если столб воды имеет высоту в 10 метров, а отверстие – диаметр 0,01 м, расход воды через трубу при давлении в одну атмосферу вычисляется таким образом: v^2=2*9.78*10=195,6. После извлечения квадратного корня выходит v=13,98570698963767. После округления, чтобы получить более простой показатель скорости, получается 14м/с. Сечение отверстия, имеющее диаметр 0,01 м, вычисляется так: 3,14159265*0,01^2=0,000314159265 м2. В итоге выходит, что максимальный расход воды через трубу соответствует 0,000314159265*14=0,00439822971 м3/с (немного меньше, чем 4,5 литра воды/секунду). Как можно увидеть, в данном случае расчет воды по сечению трубы провести довольно просто. Также в свободном доступе имеются специальные таблицы с указанием расходы воды для самых популярных сантехнических изделий, при минимальном значении диаметра водопроводной трубы.

Как уже можно понять, универсального несложного способа, чтобы вычислить диаметр трубопровода в зависимости от расхода воды, не существует. Однако определенные показатели для себя вывести все-же можно. Особенно это касается случаев, если система обустроена из пластиковых или металлопластиковых труб, а потребление воды осуществляется кранами с малым сечением выхода. В отдельных случаях такой метод расчета применим на стальных системах, но речь идет прежде всего о новых водопроводах, которые не успели покрыться внутренними отложениями на стенках.