Как определить диаметр металлической трубы?

Диаметры стальных труб

Редакция E-metall Опубликовано 2020-12-04

Геометрические параметры стальных труб имеют определяющее значение при расчете функциональности всей сети. Трубопроводная система состоит из многочисленных веток, распределительных пунктов, резервуаров, дублирующих линий, насосного оборудования, регуляторов давления.

Размер стальной трубы в нормативных документах определяют следующим образом:

• Наружный диаметр;
• Внутренний диаметр;
• Толщина стенки;
• Соотношение внешней и внутренней окружностей;
• Длина.

Если подобрать размер неверно, система не сможет работать должным образом. Труба, меньшего размера, чем требуется, приведет к превышению нормативного давления. Сеть будет постоянно испытывать перегрузки, а оборудование быстро придет в аварийное состояние. Слишком большое сечение, наоборот, повлечет за собой отсутствие напора и большие расходы на регулирующие и насосные устройства.

В нормативных документах указывают следующие характеристики:

• DN – номинальный диаметр. Обозначение используют при подборе присоединяемых элементов (ГОСТ 28338-89). Примерно равен условному проходу (Ду);
• Внешний диаметр (D_HB) – величина остается неизменной, так как является стандартом, по которому изготавливают арматуру и фитинги;
• Толщина стенки (S) – изделия с одинаковой внешней окружностью могут быть тонкостенными и толстостенными. Например, ВГП выпускают в нескольких вариантах: легкие, обыкновенные, усиленные;
• Ду – условный проход. Если вычислить внутренний диаметр стальной трубы по таблицам, указанным в ГОСТ, можно увидеть расхождение на 2-4мм. Ду – это средний просвет, соответствующий параметрам нескольких соединяемых изделий и арматуры. В зависимости от класса точности допускаются отклонения от овальности, и прямолинейности.
• Р_у, Р_пр, Р_р – давление условное, пробное (для испытаний) и рабочее. Показатели необходимы для проектирования трубопроводных сетей, регулируются ГОСТ 356-80.

Обозначение DN, принятое в большинстве стран, в новых стандартах заменяет Ду. Понятие необходимо для округления. Например, у нескольких наименований с D_HB 140 мм. истинный просвет составляет 132 и 129 мм. Из ряда значений выбирают наиболее близкое: 125. Таким образом, пишут DN125 (без указаний см. и мм.) или Ду 125 мм.

Какие диаметры труб существуют

Теоретически диаметр трубы достаточно упрощенно добавляют в формулы при определении каких-либо величин. На практике все сложнее – различают наружный, внутренний, номинальный диаметры, толщину стенки. Какие понятия встречаются и что они означают:

1. Условный проход – внутренний размер трубы, определяемый в миллиметрах. В дюймах требует округления величины. Используется для правильной стыковки двух изделий, например, трубопровода и фитинга.
2. Толщина стенок трубы (S)– физическая величина в миллиметрах, от которой зависят многие качественные показатели изделия, в том числе проходимость, объем. Определяется как разница между наружным и внутренним диаметром.
3. Внутренний диаметр – физическая величина в миллиметрах, важный параметр для определения проходимости магистрали. Формула для расчета: Двн=Дн-2S
4. Наружный диаметр (Дн) – имеет малые размеры (5…102 мм), средние – 103…426 мм, большие – 427 мм и более.
5. оминальный диаметр – близкий по определению к условному проходу, но имеет более точные значения.

Измерение маленьких и больших изделий

В домашнем хозяйстве проще всего пользоваться штангенциркулем, если элемент доступен для измерения. Им можно измерить трубу Ø до 150 мм. Инструмент прикладывается к торцу изделия, измерительные ножки плотно прижимаются к внешним стенкам изделия, результат считывается по шкале. Если трасса недоступна, то штангенциркуль прижимается не к торцу изделия, а к боковой плоскости перпендикулярно к самому изделию. Измерение штангенциркулем

Большой диаметр меряется при помощи рулетки или гибкого шнура – замеряют длину круга изделия и рассчитывают сам диаметр.

Дистанционный замер параметра

Если нет ничего под рукой, или труба недоступна, измерить Ø можно при помощи телефона с камерой или электронного фотоаппарата. Метод основан на сравнении размеров: около трубы размещают предмет с известными габаритами, например, зажигалку (ее длина – 8 см), или монету, делают снимок, а диаметр вычисляют позже, или прямо на экране телефона (согласно табличным спецификациям ближайшего размера), или в компьютерной программе, например, в фотошопе.

Измерение внутреннего диаметра

Параметр D_внутр изделия узнаётся по ее срезу тем же штангенциркулем. Реже применяют способ, при котором из D_нар отнимают толщину стенок трубы, умноженную на 2.

Измерение внутреннего диаметра

Контроль параметров в промышленности

В промышленном производстве D_нар больших трубных изделий измеряется незаменимой рулеткой, но формула для вычисления результата используется другая:

D_нар = L / π – 2∆p – 0,2 мм, где:

• L – длина окружности;
• D_нар – наружный диаметр трубы;
• ∆p – толщина линейки рулетки.

Отклонения (в нашем примере – 0,2 мм) часто выражают в %. Для изделий Ø 820-1020 мм предельно допустимое отклонение не должно быть ≤ 7%. Измеряют большие трубы в промышленности ультразвуковыми измерительными приборами. Контроль параметров

Толщина стенок труб большого диаметра в промышленности измеряется штангенциркулем. Предельно допустимое отклонение толщины стенки изделия от номинального параметра должно быть ≤ 5%. Кроме контроля диаметра, в промышленности регулируются кривизна и овальность изделий:

1. Кривизна предполагается ≤ 1,5 мм на 1 м. пог. Общая кривизна изделия – ≤ 0,15%;
2. Овальность – ≤ 0,8%-1%. Минимальный и максимальный диаметр овала получают измерением нутромером D_внутр по перпендикулярным осям изделия.

Если необходимо измерить диаметр заменяемой трубы в домашнем трубопроводе, пользуются подручными приспособлениями.

Как проверить качество

Так как внутренний просвет может быть разным, контролировать приходится наружные габариты и толщину стенки. Более важна толщина. Ее измерять надо в разных точках, с обоих концов трубы. Примерно этот параметр можно отследить по массе погонного метра.

Кстати, отклонения по толщине стенки могут быть, и немалые. Стандартом разрешены отклонения как в большую сторону, так и в меньшую. Если диаметр стальных труб не больше 40 мм, разрешенные отклонения — до 0,4 мм в сторону увеличения и до 0,5 мм в сторону уменьшения. Существуют две категории производства труб: обычной и повышенной точности. Для изделий повышенной точности, отклонения в сторону уменьшения толщины стенки чуть меньше.

Допустимые отклонения для ВГП

Примеры обозначений труб, которые изготовлены в соответствии с этим стандартом: труба 20*2,8 ГОСТ 3262-75. Читать надо как труба с нормативным диаметром 20 и толщиной стенки 2,8 мм. По таблице можно определить, что это обычная по прочности труба с наружным диаметром 26,8 мм. Там же можно найти примерную массу метра в зависимости от толщины стенок.

Указание номинального диаметра в зависимости от типа трубы

С указанием условного прохода для трубопроводной арматуры всё предельно просто. Указывается округлённый внутренний диаметр, например, так: DN20, но иногда может встречаться устаревшее обозначение: Ду20, или Dy20, по ранее действующему СЭВ 254-76.

Но вот с указанием для разных видов металлических и пластиковых труб, не всё так просто, и часто происходит путаница, связанная с неправильным указанием или неопределенностью, какой указан диаметр внешний или внутренний (условный проход).

И возникает вопрос, как правильно указывается диаметр трубы?
Далее приведены примеры правильного обозначения для некоторых видов трубопроводов.

Обозначение водогазопроводной трубы (Труба ВГП)

К водогазопроводным трубам (ВГП) относятся металлические сварные изделия, изготовленные из стали по ГОСТу 1050 и ГОСТу 380, а также другими утверждёнными регламентами.
Применяются:

• В системах отопления зданий;
• Различных видах водопроводов;
• В конструкциях газопроводных систем и газопроводов;

Пример обозначений

Стальная труба, выпущенная по ГОСТу 3262-75, с условным проходом 32 миллиметра, и толщиной стенки 3,2 миллиметра.

То же самое только с муфтой.

Стальная ВГП с резьбой, цинковым покрытием, мерной длины.
И так далее.

Обозначение электросварных прямошовных труб

Прямошовные электросварные производятся из низколегированных или углеродистых видов стали.
Применяются для изготовления трубопроводов различного применения.

Пример обозначения

Стальная труба, выпущенная по ГОСТу 10704-91, с наружным диаметром 70.0 миллиметров, толщиной стенки 4.0 миллиметра, мерной длины (5000мм), II класс (точность изготовления по длине), из стали «СтЗсп» выпущенная по группе «В» ГОСТу 10705-80.

Указание диаметра бесшовных стальных труб

Стальные бесшовные трубы изготавливаются из легированных или углеродистых видов стали. Отсутствие швов повышает стойкость трубопровода к различным физическим воздействиям, таким как рабочая температура и номинальное давление.

Пример обозначения

Стальная труба, выпущенная согласно ГОСТу 32528-2013, с наружным диаметром 60.0 миллиметров, толщиной стенки 4.0 миллиметра, мерной длины (6000мм), повышенной точности изготовления, сталь марки 40Х, выпущенная по группе «В».

Немерной длины, выпущенная согласно ГОСТу 32528-2013, с наружным диаметром 95.0 миллиметров и внутренним диаметром 76.0 миллиметров, сталь марки 10, выпущенная по группе «Б».

Указание диаметров пластиковых труб

Пластиковые трубы и различные фитинги производятся из термопластов следующих видов:

Применяются для изготовления труб отопления, водопроводов горячей и холодной воды по ГОСТу 32415-2013.

Пример обозначения пластиковых труб и фитингов

Изготовленная из НПВХ, с номинальным наружным диаметром 25.0 миллиметров, номинальная толщина стенки 2,3 миллиметра, номинальным давлением PN25.

Условное обозначение пластиковых фитингов:

Муфта, изготовленная из НПВХ, для соединения трубопроводов с DN 63.0 миллиметра, соответствует SDR 13,6, номинальное расчётное давление PN16.

Системы измерения

Соответствие диаметров труб различных видов в обеих единицах измерения можно найти в соответствующей таблице.

При создании систем водо- и газоснабжения в настоящее время все еще достаточно широко применяются стальные трубы. Сечение таких труб измеряется в дюймах, к примеру: 2,4″ или 4″, или в долях: 1 2/3 или 5/8″. В процессе сборки трубопровода, сечение труб которого отмечается в дюймах, вы будете лишены каких-либо трудностей.

Тем не менее, при возникновении необходимости в смене или установке комбинированных систем (стальные вместе с медными или пластиковыми трубами), для корректного определения нужных параметров специалисту как нельзя лучше поможет таблица размеров стальных труб, то есть их сечений. Данные нормативы содержат метрические величины стальных труб и соответствующие им сечения труб из пластика. Читайте также: «Какие бывают типоразмеры труб различного предназначения».

Согласно принятым в подавляющем количестве стран стандартам, внутренний диаметр труб измеряется в миллиметрах. Вместе с тем, широко распространено маркирование труб в дюймах, который принято считать равным 2,54 см.

Монтаж системы подачи воды для жилых сооружений, зачастую, подразумевает использование стальных труб с внутренним сечением 15, 20 или 32 мм.

Трубы больших сечений, изготовленные из стали, и из чугуна (безнапорные), применяемые для обустройства систем канализации, имеют сечение, равное 50/100 мм. Читайте также: «Виды стальных труб большого диаметра – особенности производства и использования».

Как определить диаметр трубы

Довольно часто возникает ситуация, когда дома нужно сделать небольшой ремонт. Например, заменить участок водопровода, системы отопления, канализации или трубы для подачи газа (что самостоятельно делается крайне редко, но все, же возможно теоретически).

Или же необходимо сделать новую систему водоснабжения, и для этого нужно точно определить диаметр старых труб, чтобы приобрести новые того же диаметра, но из другого материала. Или даже поручить ремонт мастерам, но для начала требуется приобрести трубу необходимого диаметра.

Конечно же, в продаже имеется много специализированных измерительных инструментов, позволяющих провести измерения быстро и точно. Например, линейки-циркометры или лазерные измерители. Но в мастерской домашнего мастера не всегда есть наготове такие специализированные высокоточные устройства. Поэтому возникает вопрос, как определить диаметр трубы подручными средствами?

Какие бывают диаметры и в чем они измеряются?

Прежде, чем переходить к измерениям, давайте немного вспомним, что диаметр трубы не обязательно указывается в сантиметрах. Исторически повелось, что часто трубные размеры обозначаются не в метрических (и привычных нам) сантиметрах, а в дюймах. Величина одного дюйма составляет 2,54 см.

Кроме того, нужно учитывать, что у трубы есть два диаметра — наружный и внутренний. Внутренний диаметр определяет пропускную способность трубы (водопроводной, канализационной и так далее). Но наружный диаметр более важен при монтаже — именно по наружной стороне трубы наносится резьба, и по нему определяется резьбовое соединение.

Трубы из разного материала имеют различную толщину стенок, что определяет разницу между диаметрами наружным и внутренним.

Переходим к делу — ищем инструмент

Существует несколько различных способов измерения диаметра трубы. Для повышения точности измерения нужно прибегать к тому или иному способу, чтобы не допустить ошибки. Чаще всего условия выбора зависят от доступности самой трубы.

Самый распространенный и простой способ измерения — при помощи штангенциркуля. Но, во-первых, штангенциркуль есть не в каждом домашнем хозяйстве. А во-вторых, трубы большого диаметра (канализационные, например) не так просто замерить при помощи небольшого бытового измерителя. Но на помощь может прийти самый простой способ, не требующий сложных специализированных инструментов.

Для вычисления диаметра трубы потребуются:

• Гибкая линейка, портновский сантиметр или рулетка;
• Знание числа Пи (3,14);
• Калькулятор.

Измерить таким способом можно как трубу, так и любой другой предмет круглого сечения — колонну, пруток, садовую клумбу и так далее. Нужно выполнить только одно измерение – узнать длину окружности. Для этого следует обернуть трубу гибкой линейкой, сантиметром или рулеткой точно по окружности (если это клумба — то в самой широкой части). Затем разделить полученное значение на 3, 14 (любители точности могут разделить на 3, 1415926) и получить диаметр трубы в сантиметрах.

Для того чтобы перевести размеры в часто применяемые дюймы (для водопроводных труб), нужно умножить полученное значение на 0,398. И наоборот, чтобы перевести указанные в спецификациях (особенно, на трубах импортного производства) дюймы в сантиметры, диаметр в дюймах требуется умножить на 2,54.

Трубы малого диаметра — особенности измерения

Если нужно измерить диаметр тонкой трубы, то не нужно особо ничего выдумывать — проще всего диаметр измеряется обычным штангенциркулем. Единственное условие — это обеспечение доступа к трубе. И, конечно же, наличие самого штангенциркуля. Такой способ подходит для того, чтобы измерять доступные трубы не очень больших диаметров (до 150 мм).

Проще всего приложить штангенциркуль к торцу трубы, прижать его ножки к наружным стенкам и посмотреть на полученное значение. Оно и будет искомым диаметром.

Что делать, если труба недоступна?

Если подобраться к торцу трубы невозможно, (например, она является частью смонтированной системы), то ее диаметр тоже можно измерить штангенциркулем. Просто прижимать циркуль нужно не к торцу, а к боковой поверхности перпендикулярно к трубе. Кроме того, длина ножек измерительного прибора должна быть больше, чем половина диаметра измеряемой трубы.

Трубы большого диаметра

Основной способ измерения остается тот же, что упоминался раньше. При помощи рулетки или шнура определяется длина окружности. А затем, разделив полученную длину на 3,14 получаем искомый диаметр.

К примеру, если длина окружности составила 31,4 см, то диаметр трубы составляет 314 мм:3,14 = 100 мм.

Метод дистанционного измерения по фото

Эта не совсем стандартная методика определения диаметра используется, когда в наличии нет измерительного инструмента или к трубе невозможно с ним подобраться. В этом случае вопрос, как определить диаметр трубы решается при помощи мобильного телефона или фотоаппарата.

Для этого рядом с трубой располагают предмет всем известного размера (чаще всего — спичечный коробок, длина стенки которого составляет 50 мм, или монету). И фотографируют «инсталляцию» на мобильный телефон. Затем прямо на фотографии (или на экране компьютера) измеряют размеры трубы и известного предмета. Остается только перевести все цифры в реальный размер, пользуясь правилом пропорциональности.

Определение внутреннего диаметра трубы

Проще всего измерить внутренний диаметр трубы на срезе. Например, при помощи штангенциркуля, измерив, внутренний диаметр в максимальной точке. Иногда внутренний диаметр вычисляют, вычитая удвоенную толщину стенок из наружного диаметра.

Методы контроля параметров труб при производстве

В крупном производстве наружный диаметр толстых труб (для водопровода или канализации) также измеряется рулеткой.

Однако при этом используется более точная формула:

Диаметр (D) определяется с учетом удвоенной толщины полотна рулетки (∆p) и делается поправка на прилегание рулетки к стенке трубы, составляющую (из опытных данных) 0,2 мм. Учитывается при замере также величина допустимого отклонения. Например, для трубы диаметром 200 мм отклонение должно составлять не более 1,5 мм в любую сторону.

Чаще всего допустимые отклонения выражаются в процентах. Для изделий диаметром от 820 до 1020 мм отклонение должно составлять не более 7%. Для измерения труб такого диаметра в промышленных условиях применяются ультразвуковые измерители.

Толщина стенок в заводских условиях измеряется непосредственно, при помощи штангенциркуля. При этом величина отклонения толщины стенки от номинальной не должна превышать 5% (особенно в сторону уменьшения).

Кроме того, на производстве контролю подлежат такие параметры изделий, как кривизна и овальность.

1. Кривизна (отклонение от прямой линии) не должна быть больше 1,5 мм на погонный метр, а общая кривизна не должна превышать 0,15% по отношению к общей длине.
2. Овальность трубы (то есть отношение к номинальному диаметру разности наибольшего и наименьшего диаметров) не должна быть больше 0,8%-1%. Наибольший и наименьший диаметр можно получить, измерив нутромером внутренние диаметры в двух перпендикулярных плоскостях.

Однако если нужно просто измерить диаметр трубы для замены, то нужны в сложных вычислениях и высокоточных приборах нет. Получить значение диаметра трубы можно, применив подручные средства и знания из школьного курса математики.

Видео: КАК ИЗМЕРИТЬ ДИАМЕТР ТРУБЫ

Изделия из металла и их наружные диаметры

Все виды металлических труб изготавливаются на заводе, основываясь на их внешнем диаметре «Dн». Стандартные значения диаметров показаны в нижеприведенной таблице.

В промышленности и строительстве в основном пользуются изделиями, диаметры которых находятся в диапазоне 426–1420 мм. Промежуточные стандартные размеры водопроводных труб берутся из таблицы.

Малый D металлических изделий в основном применяется для прокладки водопроводов в жилых домах.

Средний D металлических трубопроводов используется для прокладки городского водопровода. Такие водопроводные трубы используют промышленные системы, занимающиеся добычей сырой нефти.

Большие размеры стальных трубопроводов нашли применение в создании и прокладке магистральных нефтепроводов. Они же применяются и в газовой индустрии. По таким трубопроводам происходит подача газа в любой уголок планеты.

Дюймы против мм. Откуда путаница и когда необходима таблица соответствия

Трубы, диаметр которых обозначается дюймами (1″, 2″) и/или долями дюймов (1/2″, 3/4″), являются общепринятым стандартом в водо — и водогазоснабжении.

А трудность в чем?

Снимите размеры с диаметра трубы 1″ (о том как измерять трубы написано ниже) и вы получите 33,5 мм, что естественно не совпадает с классической линейной таблицей перевода дюймов в мм ( 25.4 мм ).

Как правило монтаж дюймовых труб проходит без затруднений, но при их замене на трубы из пластика, меди и нержавеющей стали возникает проблема — несоответствие размера обозначенного дюйма (33,5 мм) к его реальному размеру (25,4 мм).

Обычно этот факт вызывает недоумение, но если глубже заглянуть в процессы происходящие в трубе, то логика несоответствия размеров становится очевидна и непрофессионалу. Все довольно просто — читайте дальше.

Дело в том, что при создании водного потока ключевую роль играет не внешний, а внутренний диаметр и по этой причине для обозначения используется именно он.

Однако несоответствие обозначаемых и метрических дюймов все равно остается, т. к. внутренний диаметр стандартной трубы составляет 27,1 мм, а усиленной — 25,5 мм. Последнее значение стоит довольно близко к равенству 1»=25,4 но все же им не является.

Разгадка состоит в том, что для обозначения размера труб применяется номинальный, округленный до стандартного значения диаметр (условный проход Dy). Величина условного прохода подбирается так, чтобы пропускная способность трубопровода увеличивалась от 40 до 60% в зависимости от роста величины индекса.

Пример:

Наружный диаметр трубной системы равен 159 мм, толщина стенки трубы 7 мм. Точный внутренний диаметр будет равен D = 159 — 7*2= 145 мм. При толщине стенки 5 мм размер составит 149 мм. Однако, как в первом так и во втором случае условный проход будет иметь один номинальный размер 150 мм.

В ситуациях с пластиковыми трубами для решения проблемы несоответствующих размеров используются переходные элементы. При необходимости заменить или состыковать дюймовые трубы с трубами, выполненными по реальным метрическим размерам — из меди, нержавейки, алюминия, следует брать во внимания и наружный, и внутренний диаметры.

Таблица соответствия условного прохода дюймам

Таблица. Внутренний и наружный диаметры. Стапьные водо/водогазoпроводные, эпектросварные прямошовные, стальные бесшовные горячедеформированные и полимерные трубы

Таблица соответствия диаметра условного прохода, резьбы и наружных диаметров трубопровода в дюймах и мм.

Условный проход трубы Dy. мм

Диаметр резьбы G». дюйм

Наружный диаметр трубы Dn. мм

Трубы стапьные водо/водогазoпроводные ГОСТ 3263-75

Трубы стальные эпектросварные прямошовные ГОСТ 10704-91. Трубы стальные бесшовные горячедеформированные ГОСТ 8732-78. ГОСТ 8731-74 (ОТ 20 ДО 530 мл)