Диаметры стальных труб: дюймы, миллиметры, соответствие

Пока не сталкиваешься с выбором трубы, кажется, что ничего сложного в этом нет. Есть ведь размер, по нему и надо подбирать материал. Так-то оно так, но измерять-то можно как внутри, так и снаружи. Так какое измерение правильное? Как ни странно, оба. Есть стандарты, согласно которым трубы маркируются по наружному размеру, есть в которых указывается внутренний. А еще диаметры стальных труб есть только в определенном наборе. Так что при равном наружном диаметре, можем иметь трубу с различной пропускной способностью и работающую при разном давлении.

Разберемся в терминологии

В нашей стране метрическая система счисления. И измеряем мы все в метрах, сантиметрах и миллиметрах. Традиционно диаметр стальных труб у нас измеряют в миллиметрах. Но труба имеет два диаметра — внутренний и внешний, а еще характеризуется толщиной стенки. Так о каком диаметре идет речь, когда говорят о размерах стальных труб? Зависит от стандарта, согласно которому они изготовлены. В одних случаях имеется в виду наружный диаметр, в других внутренний. Вот так все непросто.

Диаметры стальных труб: по какому ориентироваться

Диаметр номинальный и условный

Трубы используются при разном давлении. Для более высокого требуется большая прочность и добирается она за счет толщины стенки. При этом наружный диаметр трубы оставляют фиксированным. Иначе не получится соединять отрезки, возникнут сложности с резьбой, фитингами и т.д. Так что наружный диаметр — это только внешний параметр. Поэтому было введено такое понятие, как условный проход. Вообще, это устаревшее название и по современным нормам говорят «номинальный диаметр».

Условный проход трубы (номинальный диаметр) — расчетная величина, которая высчитывается при проектировании. Эта величина примерно соответствует внутреннему диаметру трубы в миллиметрах. Примерно, потому что стенки при равном наружном размере разной толщины. А это значит, что просвет меняется. Чтобы как-то согласовать все это, и ввели номинальный диаметр. Это определенный перечень величин, определенный ГОСТом 28338-89. Они приведены в таблице. Реальные размеры округляются до ближайшего номинального.

Ряд стандартных номинальных значений условного прохода газо-, водопроводных труб и арматуры к ним

Обозначение этой величины — DN, иногда ставят русский вариант — Дн. После этих букв стоит какая-то цифра без метрических знаков: DN30 или DN150. Читается это как условный проход трубы 30 или 150, или номинальный диаметр 30 и 150. Единиц измерения нет, так как это условная величина.

Еще раз: все существующие элементы водопроводных и газопроводных систем маркированы в соответствии с перечнем стандартных величин — номинальных диаметров Дн. Реальный размер внутреннего сечения трубы или арматуры может быть больше или меньше. Он округляется до ближайшего нормативного значения.

Фактически условный проход трубы или номинальный размер — это величина, которая отображает пропускную способность. Она примерно равна внутреннему диаметру. Ведь когда вы собираете систему, используете элементы из разных материалов, с различной толщиной стенки. Поэтому более разумно ориентироваться не на диаметры внутренней части, а именно на условный проход. Это даст возможность обеспечить одинаковую пропускную способность всех элементов системы.

Методики расчета

Как рассчитать диаметр труб отопления? Существует несколько методик:

1. По специальным таблицам. Однако их использование всё равно предполагает проведение предварительных вычислений: мощности теплосистемы, скорости движения теплоносителя, а также теплопотерь по ходу магистрали.
2. По тепловой мощности.
3. По коэффициенту сопротивления.

Что нужно знать для расчета

Для проведения расчёта потребуются следующие данные:

• Потребность в тепле (тепловая мощность) всего дома и каждого помещения в отдельности;
• Суммарная мощность используемых отопительных приборов (котла и радиаторов).
• Тепловая нагрузка на отдельные участки контура.
• Суммарные теплопотери дома и каждой комнаты по отдельности в максимально холодный зимний период.
• Значение сопротивления. Оно определяется по схеме разводки, длине магистрали, количестве и форме изгибов, соединений, поворотов.
• Общий объём теплоносителя, загружаемый в тепломагистраль.
• Скорость движения потока.
• Мощность циркуляционного насоса (для отопления принудительного типа).
• Давление в магистрали.

Расчёт сечения труб для теплосистем с принудительной циркуляцией воздуха:

Порядок расчета

1. Вычисление требуемой тепловой мощности.
2. Определение скорости циркуляции носителя в теплосистеме.
3. Расчёт сопротивления отопительного контура.
4. Вычисление необходимого сечения трубопровода.
5. Вычисление оптимального диаметра отопительного коллектора (при необходимости).

Вычисление тепловой мощности системы

Способ 1. Самый простой способ расчёта тепловой мощности базируется на установленном нормативе в 100 ватт на 1м² помещения. Т.е. при площади дома в 180м², мощность отопительного контура составит 18000 ватт или 18 кВт (180×100=18000).

Способ 2. Ниже приведена формула, позволяющая откорректировать данные с учётом запаса мощности на случай сильных морозов:

Однако данные методики характеризуется рядом погрешностей, т.к. не учитывает спектр факторов, влияющих на теплопотери:

• высоту потолков, которая может варьироваться в диапазоне от 2 до 4 и более метров, а значит, объём отапливаемых помещений даже при одинаковой площади не будет постоянным.
• качество утепления фасада дома и процент потерь тепла через внешние стены, двери и окна, пол и крышу;

• теплопроводность стеклопакетов и материалов, из которых построен дом.

• Климатические условия регионов.

Способ 3. Представленный ниже метод учитывает все необходимые факторы.

1. Подсчитывается объём дома целиком или каждой комнаты по отдельности по формуле:

V = h×S,

где:

• V – Объём обогреваемого помещения.
• h – Высота потолков.
• S – Площадь обогреваемого помещения.

1. Рассчитывается суммарная мощность контура:

Часто применяется и следующая формула:

При этом региональный поправочный коэффициент берётся из следующей таблицы:

Поправочный коэффициент теплопотерь (К) напрямую зависит от теплоизоляции здания. Принято пользоваться следующими усреднёнными значениями:

• При минимальной теплоизоляции (типовая деревянная или металлоконструкция из тонкого листа) в расчёт берётся коэффициент в диапазоне от 3 до 4;
• Одинарная кирпичная кладка – 2-2,9;
• Средний уровень утепления (двойная кирпичная кладка) – 1-1,9;
• Высококачественная теплоизоляция фасада – 0,6-0,9.

Скорость воды в трубах

Равномерность распределения тепловой энергии по элементам контура зависит от того, с какой скоростью движется жидкость, и чем меньше диаметр трубопровода, тем быстрее происходит его перемещение. Существуют ограничения скоростных показателей:

• не меньше 0,25 м/сек, иначе в контуре образовываются воздушные пробки, препятствующие движению теплоносителя и провоцирующие потери тепла. При недостаточном напоре воздушные пробки не дойдут до установленных кранов Маевского и воздухоотводчиков, а, значит, они будут бесполезны;
• не более 1,5 м/сек, иначе циркуляция носителя сопровождается шумом.

Эталонный показатель скорости потока — от 0,36 до 0,7 м/сек.

На это следует ориентироваться, выбирая подходящее сечение труб. Посредством установки циркуляционного насоса появляется возможность контролировать циркуляцию теплоносителя в контуре, не увеличивая диаметр трубопровода.

Расчёт сопротивления отопительного контура

При расчёте сечения труб по коэффициенту сопротивления, первым делом определяется давление в трубопроводе:

Затем, подставляя значения диаметров труб, подбирается минимальное значение теплопотерь. Соответственно, тот диаметр, который будет удовлетворять приемлемым условиям сопротивления, и будет искомым.

Расчет отопительного коллектора

Если теплосистема предусматривает обустройство распределительного коллектора, то определение его диаметра основано на подсчёте сечений подключаемых к нему трубопроводов:

Расстояние же между патрубками коллектора должно быть равно их утроенному диаметру.

Диаметры стальных труб по стандарту 3262-75

Этот документ описывает трубы водогазопроводные (распространена аббревиатура ВГП). Они могут быть изготовлены из оцинкованной стали и обычной. Могут иметь резьбу — короткую или длинную, край при этом должен быть ровным, с небольшим количеством заусенцев (5%). Край трубы без резьбы может быть ровным или оформленным под сварку — с фаской в 35-45°.

Стальные трубы, изготовленные по стандарту ГОСТ 3262-75, при равном наружном диаметре могут иметь три толщины стенки. В зависимости от толщины стенки труба называется:

• облегченной (самая тонкая стенка);
• обыкновенной (средняя по толщине);
• усиленной (самая толстая).

Таблица диаметров стальных труб ГОСТ 3262-75
При равном наружном диаметре и разной толщине стенки, внутренний диаметр изменяется. Но чтобы не путаться, используют понятие условный проход или номинальный диаметр. Обозначался раньше он как Ду, сейчас правильно писать DN. Иногда считают, что условный проход равен внутреннему диаметру. Иногда это так, но далеко не всегда. Скорее, так бывает очень редко. Чаще реальное внутреннее сечение трубы отличается — стенки разной толщины. Как контролировать качество изделия? По соответствию толщины стенки и наружному диаметру.

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.

Итог

Если у нас частный дом или квартира, автономное отопление не более чем на 5-8 радиаторов и на 2-3 развилки, мы легко можем рассчитать всё сами. Нам понадобиться знать, в какой мере мощная каждая отопительная точка, потери тепла в помещении и хорошая таблица для подбора диаметра трубы.

Однако, как уже стало понятно, рассчитать сложную многоуровневую систему с многочисленными стыками и развилками доверьте опытным специалистам. Ну, а если Вы всё же решились сделать всё сами, то хотя бы почитайте статьи, такие как наша и проконсультируйтесь у специалистов.

Как разобраться с импортными обозначениями

На рынке есть не только изделия отечественных производителей. Есть трубы, маркированные по американской системе. Начнем с того, что они различают два типа труб: pipes и tubes. Оба слова переводятся как труба, но они предназначены для различных систем и требования к ним разные.

Трубы типа Pipes

Тип Pipes — электросварные и бесшовные. Они предназначены для транспортировки жидкостей и газов. Так что это как раз тот тип, который можно применять в наших системах отопления и водоснабжения. Основная характеристика труб типа pipes — внутренний диаметр. В этой группе есть два стандарта прочности, которая определяет толщину стенок и рабочее давление.

• Schedule 40 или standard. В обозначении может стоять st (как на рисунке ниже). Это изделия со стандартной толщиной стенки.
• Schedule 80 или extra heavy. В обозначении стоит EX. Это материал для применения в трубопроводах повышенного давления.

Разница во внутренних диаметрах Pipes разных категорий прочности: стандартных и тяжелых
Как понимаете, при равном наружном размере просвет будет разный. Рассмотрим для примера двухдюймовую трубу. Обозначается она как NPS=2″ внутренний диаметр в различном исполнении отличается:

• standard (стандартные) schedule 40 — 2.067 дюйма (что примерно равно 5,25 см);
• extra heavy (тяжелые) schedule 80 — 1.939 дюйма (приблизительно 4,925 см).

Эти категории нормируют толщину стенки и максимальное рабочее давление. Наружный диаметр остается постоянным, а вместе с толщиной стенки изменяется фактический внутренний диаметр. То есть, NPS=2″ описывает внутренний диаметр, который будет около двух дюймов, но будет меняться в зависимости от толщины стенки. Тут ситуация аналогична нашим стандартам: есть определенный перечень величин, до которых при маркировке округляются фактические параметры. Еще раз: если речь идет о двухдюймовой трубе типа Pipe (в маркировке стоит NPS), надо понимать, что речь идет о внутреннем диаметре, но ровно два дюйма там не будет. Будет либо чуть больше, либо чуть меньше. Аналогично и с другими размерами в дюймах.

Тип Tubes

Словом Tubes обозначают трубы, которые маркируются по наружному диаметру. Внутренний будет зависеть от толщины стенки. Поэтому в этом стандарте еще присутствует понятие gauge, которое можно перевести как калибр. Оно указывает как раз толщину стенки.

Одинаковые диаметры стальных труб не означают одинаковую массу

В маркировке проставляют ASTM. Следующие за аббревиатурой цифры описывают наружный диаметр. В этой группе для нас могут быть интересны медные трубы.

Где брать таблицы?

Тут как раз всё просто. Обычно все подробные таблицы со всеми нужными данными можно посмотреть (или скачать себе) на сайтах производителей труб. Но бывает, что таблиц всё-таки нет. Можно выйти из такой ситуации следующим образом. Если нет таблиц для внешнего диаметра – то берёте для внутреннего, и рассчитываете по ней. Да, будут неточности, но, как показывает опыт, для принудительной циркуляции они совсем незначительны и допустимы.

Проанализировав огромное количество уже установленных и прекрасно работающих систем, специалисты заметили определённую закономерность по выбору сечения трубы. Она подходит в основном для малогабаритных автономных систем.

В частных домах, трубы, которые выходят из котла, чаще всего по размерам встречаются одна вторая и три четверти. Такой диаметр трубы для отопления дома используют до первой развилки, а на каждой следующей уменьшают сечение ровно на один шаг. Но такой способ применим только для квартир и одноэтажных домов, для многоэтажек, увы, придётся всё очень тщательно рассчитывать.

Таблица соответствия диаметров труб в дюймах и миллиметрах

Сразу скажем, что трубы измеряются не обычными дюймами, а трубными. Если обычный дюйм равен 25,4 мм, то трубный по ГОСТу составляет 33,249 мм. И трубы с таким наружным диаметром (или близким к нему) принято называть дюймовыми. Но внутренний диаметр может сильно отличаться: толщина стенки у дюймовой трубы может быть 2,5 мм, а может быть 8 мм. Соответствие номинального диаметра в дюймах и миллиметрах приведены в таблице. Обратите внимание! Это не величины наружного/внешнего размера. Это соответствие номинальных диаметров нашего стандарта и стандарта DIN.

Таблица соответствия условного прохода или условного диаметра труб в дюймах и миллиметрах

Если рассмотреть таблицу соответствия, видно, что при вычислении условного диаметра применяется обычный дюйм. Трубный применяем, когда надо условное обозначение перевести в наружный диаметр. Но даже знание величины трубного дюйма не поможет получить точное значение наружного диаметра. Оно дает примерное соответствие, по которому можно ориентироваться. Точные данные приведены в таблице ниже.

Диаметры стальных труб в дюймах, наружный размер в миллиметрах и номинальный эквивалент в нашей метрической системе

Итак, подведем итоги. Как перевести размеры трубы в дюймах в сантиметры и наоборот? Если переводить Ду в дюймы, надо делить на обычный дюйм и полученное число округлять до ближайшего нормативного. Диаметры стальных труб ходовых размеров сведены в таблицы. Если таблицы нет, внешний диаметр можно посчитать примерно, используя «трубный дюйм». Размер трубы в дюймах умножаем на 33,249, получим близкое к табличному значению число. Почему не точное? Потому что пытаемся перевести номинальный (читай — условный) диаметр в реальную величину — внешний размер. Поэтому и результат только приближенный к табличному.

Пластиковые

В наше время альтернативой металлическим трубам стали их пластиковые аналоги. Причем их размеры имеют больше разброс. Материалом для такого изделия служит:

• Полипропилен;
• Полиэтилен;
• Металлопластик.

Каждый производитель таких труб сам устанавливает свою размерную сетку. Поэтому если изготавливается одна система, желательно использовать детали одного и того же производителя.

Безусловно, расхождения обязательно будут, но они будут минимальными, и не вызовут особых трудностей у хорошего мастера. Если у человека мало опыта, ему придется приложить некоторые усилия, чтобы подогнать все размеры.

Таблица размеров пластиковых труб для водопровода с применением полипропилена различной плотности показывает самые популярные модели.

Когда прокладываются всевозможные коммуникации, строители используют и другие диаметры водопроводных пластиковых труб.

Диаметры водопроводных труб в таблице помогают подбирать подходящее изделие для проведения ремонта или других работ.

Как измерить диаметр трубы

Если вы не профессиональный сантехник, на глаз определить размер трубы вряд ли сможете. А знать этот параметр надо, так как диаметры стальных труб — важный параметр. Эта величина потребуется, например, при замене трубопровода, установке новых фитингов и т.д. Вам нужен будет диаметр. С толщиной стенки определиться проще — чаще всего это 4 мм. Ее параметров достаточно для любого бытового трубопровода: водопровода (холодного или горячего), отопления. Измерить ее можно на спиле. Но если проверяете старые трубы, вполне может быть, что стенки истончились.

Итак, чтобы определить диаметр трубы, проще всего измерить ее поперечное сечение. Если есть доступ к срезу — используйте линейку или сантиметровую ленту. Если доступа к резу нет, может помочь рейсфедер.

Измерение диаметра трубы подручными средствами

Если рейсфедера нет, нужна будет сантиметровая лента или рулетка с гибким полотном. Надо измерить длину окружности и полученную цифру записать в миллиметрах. Чтобы вычислить диаметр трубы, надо эту цифру разделить на 3,14 (число π).

Как определить диаметр по длине окружности

Например, вы намерили 4,4 см, то есть 44 мм. Делим эту цифру на 3,14, получаем: 44/3,14 = 14 мм — это наружный диаметр трубы. Смотрим в таблицу, где приведены диаметры стальных труб. Больше всего похоже, что труба наша 13,5 мм диаметра, номинальным диаметром 8 мм. Небольшое несоответствие отнесем на неточность измерений.

Чугунные

Такие изделия применяются для монтажа водопровода вне здания. В жилых помещениях чугунный водопровод устанавливается крайне редко. Этот материал обладает высокой прочностью, но повышенной хрупкостью. Его основным недостатком считается большой вес, высокая стоимость. Эксплуатация таких чугунных изделий рассчитана на долгие годы.

Чтобы сравнить размеры чугунных водопроводных изделий, ниже показана таблица, в которой приведены размеры чугунной трубы класса «А».