Труба (транспортировка жидкости)

Информацию о конструкционных трубах см. в разделе «Полые конструкции» .

Чтобы узнать о других значениях, см. Труба (значения) .

Водосточная труба Лувра

Труба , используемый в основном — это трубчатая секция или полый цилиндр , обычно, но не обязательно, круглого сечения для транспортировки веществ, которые могут течь — жидкостей и газов ( жидкостей ), суспензий , порошков и масс мелких твердых веществ. Его также можно использовать для структурных применений; полая труба намного жестче на единицу веса, чем сплошные элементы.

В обычном использовании слова «труба» и «труба» обычно взаимозаменяемы, но в промышленности и технике эти термины имеют однозначное определение. В зависимости от применимого стандарта, в соответствии с которым труба изготовлена, труба обычно определяется номинальным диаметром с постоянным наружным диаметром (НД) и таблицей, определяющей толщину. Труба чаще всего указывается по наружному диаметру и толщине стенки, но может быть указана по любым двум параметрам: наружный диаметр, внутренний диаметр (ВД) и толщина стенки. Трубы обычно производятся в соответствии с одним из нескольких международных и национальных промышленных стандартов. Хотя аналогичные стандарты существуют для трубок для конкретных отраслей промышленности, трубы часто изготавливаются по индивидуальным размерам и с более широким диапазоном диаметров и допусков. Для производства труб и труб существует множество промышленных и государственных стандартов. Термин «труба» также обычно применяется к нецилиндрическим сечениям, т.е. к квадратным или прямоугольным трубкам. В целом, «труба» является более распространенным термином в большинстве стран мира, тогда как «труба» более широко используется в Соединенных Штатах.

И «труба», и «трубка» подразумевают определенный уровень жесткости и долговечности, тогда как шланг (или шланг) обычно портативен и гибок. Трубопроводные сборки почти всегда изготавливаются с использованием таких фитингов, как колена, тройники и т. д., в то время как трубам можно придать определенную форму или согнуть их по индивидуальному заказу. Для материалов, которые негибкие, не поддаются формованию или конструкция которых регулируется нормами и стандартами, сборки труб также изготавливаются с использованием трубных фитингов.

Использование

Монтаж труб на улице в Белу-Оризонти , Бразилия.

• Сантехника
• Водопроводная вода
• Орошение
• Трубопроводы, транспортирующие газ или жидкость на большие расстояния
• сжатого воздуха Системы
• Оболочка для бетонных свай, используемых в строительных проектах
• Производственные процессы при высокой температуре или высоком давлении
• Нефтяная промышленность:
  • Обсадная колонна нефтяной скважины
  • Нефтеперерабатывающее оборудование
• Доставка жидкостей, газообразных или жидких, на технологическом предприятии из одной точки процесса в другую.
• Доставка сыпучих материалов на пищевом или перерабатывающем предприятии из одной точки процесса в другую.
• Строительство резервуаров высокого давления (большие сосуды под давлением изготавливаются из пластин, а не из труб из-за толщины и размера их стенок).

Кроме того, трубы используются для многих целей, не связанных с транспортировкой жидкости. Перила , леса и опорные конструкции часто изготавливаются из конструкционных труб, особенно в промышленных условиях.

История

Первое известное использование трубок было в Древнем Египте . Пирамида Сахуре , построенная примерно в 25 веке до нашей эры, включала в себя храм со сложной дренажной системой, включающей более 380 м (1247 футов) медных труб.

Когда в 19 веке были представлены стальные трубы, их сначала клепали, а затем зажимали Н-образными стержнями, пока к началу 1930-х годов эти методы не были заменены сваркой , которая широко используется и сегодня.

Производство

Основная статья: Чертеж трубки

Существует три процесса производства металлических труб. Центробежное литье горячелегированных металлов является одним из наиболее известных процессов. Трубы из ковкого чугуна обычно изготавливаются таким способом.

Бесшовная труба (SMLS) формируется путем протягивания твердой заготовки на прошивной стержень для создания полой оболочки в процессе, называемом ротационной прошивкой . Поскольку в производственном процессе не используется сварка, бесшовные трубы считаются более прочными и надежными. Исторически сложилось так, что бесшовные трубы считались выдерживающими давление лучше, чем другие типы, и часто были более доступными, чем сварные трубы.

Достижения, достигнутые с 1970-х годов в области материалов, контроля процессов и неразрушающего контроля, позволяют правильно подобранным сварным трубам заменить бесшовные во многих случаях. Сварная труба формируется путем прокатки пластины и сварки шва (обычно с помощью контактной электросварки («ERW») или электросварки плавлением («EFW»). Сварной нагар можно удалить как с внутренней, так и с внешней поверхности с помощью зачистного лезвия. Зону сварного шва также можно подвергнуть термической обработке, чтобы сделать шов менее заметным. Сварные трубы часто имеют более жесткие допуски на размеры, чем бесшовные, и их производство может быть дешевле.

Существует ряд процессов, которые можно использовать для производства труб из ВПВ. Каждый из этих процессов приводит к слипанию или слиянию стальных компонентов в трубы. Электрический ток пропускают через поверхности, которые необходимо сварить; поскольку свариваемые вместе компоненты сопротивляются электрическому току, выделяется тепло, которое образует сварной шов. В местах соединения двух поверхностей образуются лужи расплавленного металла, когда через металл проходит сильный электрический ток; эти ванны расплавленного металла образуют сварной шов, соединяющий два соприкасающихся компонента.

Трубы ERW производятся путем продольной сварки стали. Процесс сварки труб ERW является непрерывным, в отличие от сварки отдельных секций через определенные промежутки времени. В процессе ERW в качестве сырья используется рулонная сталь.

Для производства труб ERW используется технология высокочастотной индукционной сварки (HFI). В этом процессе ток для сварки трубы подается с помощью индукционной катушки вокруг трубы. HFI обычно считается технически превосходящим «обычные» ERW при производстве труб для критически важных применений, например, для использования в энергетическом секторе, в дополнение к другим применениям в линейных трубах, а также для обсадных и насосно-компрессорных труб.

Труба большого диаметра (25 сантиметров (10 дюймов) или больше) может быть трубой ERW, EFW или трубой , сваренной под флюсом («SAW»). Существует две технологии, которые можно использовать для производства стальных труб большего размера, чем стальные трубы, которые можно производить бесшовными процессами и процессами ВПВ. С помощью этих технологий производятся два типа труб: трубы, сваренные продольной дуговой сваркой под флюсом (LSAW) и трубы, сваренные спиральной дуговой сваркой под флюсом (SSAW). LSAW изготавливаются путем гибки и сварки широких стальных листов и чаще всего используются в нефтегазовой промышленности. Из-за своей высокой стоимости трубы LSAW редко используются в менее дорогостоящих неэнергетических приложениях, таких как водопроводы. Трубы SSAW производятся спиральной (геликоидальной) сваркой рулонной стали и имеют ценовое преимущество перед трубами LSAW, поскольку в этом процессе используются рулоны, а не стальные пластины. Таким образом, в тех случаях, когда приемлема спиральная сварка, трубы SSAW могут быть предпочтительнее труб LSAW. И трубы LSAW, и трубы SSAW конкурируют с трубами ERW и бесшовными трубами в диапазоне диаметров 16–24 дюйма.

Трубки для потока, металлические или пластиковые, обычно экструдируются .

Материалы

Исторический водопровод из Филадельфии включал деревянные трубы.

Трубы изготавливаются из многих типов материалов, включая керамику , стекло , стекловолокно , многие металлы , бетон и пластик . В прошлом дерево и свинец ( лат. Plumbum , от которого происходит слово « сантехника широко использовались »).

Обычно металлические трубы изготавливаются из стали или железа, например, из необработанной, черной (лакированной) стали, углеродистой стали , нержавеющей стали , оцинкованной стали , латуни и ковкого чугуна . Трубопроводы на основе железа подвержены коррозии, если используются в потоке воды с высоким содержанием кислорода. Алюминиевые трубы или трубки можно использовать там, где железо несовместимо с рабочей жидкостью или когда вес имеет значение; Алюминий также используется для изготовления трубок для теплопередачи, например, в системах хладагента. Медные трубы популярны в системах водоснабжения (питьевого водоснабжения) ; медь может использоваться там, где желательна передача тепла (например, радиаторы или теплообменники). Сплавы инконеля , хромомолибденовой и титановой стали используются в трубопроводах, работающих при высоких температурах и давлениях, на технологических и энергетических объектах. известные проблемы ползучести и эффекта сенсибилизации При выборе сплавов для новых процессов необходимо учитывать .

Свинцовые трубы все еще встречаются в старых бытовых и других системах водоснабжения , но их использование в новых системах питьевого водоснабжения больше не допускается из-за их токсичности . Многие строительные нормы и правила теперь требуют, чтобы свинцовые трубы в жилых или институциональных помещениях были заменены нетоксичными трубами или чтобы внутренняя часть труб обрабатывалась фосфорной кислотой . По словам старшего научного сотрудника и ведущего эксперта Канадской ассоциации экологического права , «[...] не существует безопасного уровня свинца [для воздействия на человека]». В 1991 году Агентство по охране окружающей среды США издало « Правило по свинцу и меди» — федеральное постановление, которое ограничивает концентрацию свинца и меди, разрешенную в общественной питьевой воде, а также допустимый объем коррозии труб, происходящей из-за самой воды. По оценкам, в США 6,5 миллионов свинцовых коммуникаций (труб, соединяющих водопровод с домашней водопроводной системой). до 1930-х годов все еще используются

Пластиковые трубы широко используются из-за их легкого веса, химической стойкости, некоррозионных свойств и простоты соединения. К пластмассовым материалам относятся поливинилхлорид (ПВХ), хлорированный поливинилхлорид (ХПВХ), армированный волокном пластик (FRP), армированный полимерный раствор (РМПМП), полипропилен (PP), полиэтилен (PE), сшитый полиэтилен высокой плотности (PEX), полибутилен (PB) и акрилонитрил-бутадиен-стирол Например, (ABS). Во многих странах трубы из ПВХ составляют большую часть трубного материала, используемого в подземных муниципальных сооружениях для распределения питьевой воды и канализационных сетей.

Труба может быть изготовлена ​​из бетона или керамики , обычно для применений с низким давлением, таких как самотек или дренаж. Трубы для канализации по-прежнему преимущественно изготавливаются из бетона или остеклованной глины . Железобетон можно использовать для бетонных труб большого диаметра. Этот материал труб может использоваться во многих типах строительства и часто используется при самотечной транспортировке ливневых вод. Обычно такая труба имеет приемный раструб или ступенчатый фитинг с различными методами герметизации, применяемыми при монтаже.

• 
  Труба из углеродистой стали на складе
• 
  Трубы из полиэтилена высокой плотности (HDPE)
• 
  Пластиковые (ПВХ) трубы

Прослеживаемость и положительная идентификация материалов (PMI)

При ковке сплавов для труб проводятся металлургические испытания для определения состава материала в процентах от каждого химического элемента в трубах, а результаты записываются в отчет об испытаниях материала, также известный как Протокол заводских испытаний (MTR). Эти испытания можно использовать для подтверждения того, что сплав соответствует различным спецификациям (например, 316 SS ). Тесты заверяются отделом обеспечения и контроля качества завода и могут быть использованы для отслеживания происхождения материала на заводе будущими пользователями, например, производителями труб и фитингов. Поддержание прослеживаемости между материалом сплава и соответствующим MTR является важным вопросом обеспечения качества. Контроль качества часто требует, номер плавки чтобы на трубе был указан . Необходимо также принять меры предосторожности для предотвращения внедрения контрафактных материалов. В качестве альтернативы гравированию/маркировке идентификации материала на трубе положительная идентификация материала с помощью портативного устройства выполняется (PMI); устройство сканирует материал трубы с помощью излучаемой электромагнитной волны ( рентгеновская флуоресценция/РФА ) и получает ответ, который подвергается спектрографическому анализу.

Размеры

Основная статья: Номинальный размер трубы

Размеры труб могут сбивать с толку, поскольку терминология может относиться к историческим аспектам. Например, железная труба диаметром полдюйма не имеет размера в полдюйма. Первоначально полудюймовая труба имела внутренний диаметр 1 ⁄ дюйма (13 мм), но у него также были толстые стенки. По мере совершенствования технологии стало возможным создание более тонких стенок, но внешний диаметр остался прежним, поэтому ее можно было соединить с существующей старой трубой, увеличивая внутренний диаметр более чем на полдюйма. История медной трубы аналогична. В 1930-х годах трубу обозначали по внутреннему диаметру и диаметру. 1 ⁄ 16 Толщина стенки дюйма (1,6 мм). Следовательно, медная труба диаметром 1 дюйм (25 мм) имела Внешний диаметр 1 + 1 ⁄ 8 дюйма (28,58 мм). Внешний диаметр был важным размером для сопряжения с фитингами. Толщина стенок современной меди обычно тоньше, чем 1 ⁄ 16 дюйма (1,6 мм), поэтому внутренний диаметр является лишь «номинальным», а не контрольным размером. В новых технологиях изготовления труб иногда используется собственная система размеров. Для труб из ПВХ используется номинальный размер трубы .

Размеры труб указаны рядом национальных и международных стандартов, включая API 5L, ANSI / ASME B36.10M и B36.19M в США, BS 1600 и BS EN 10255 в Великобритании и Европе.

Существует два распространенных метода обозначения наружного диаметра (НД) трубы. Североамериканский метод называется NPS (« номинальный размер трубы ») и основан в дюймах (также часто называемый NB («номинальный диаметр отверстия»). Европейская версия называется DN («Номинальный диаметр» / «Номинальный диаметр») и основана на миллиметрах. Обозначение наружного диаметра позволяет соединить трубы одинакового размера независимо от толщины стенки.

• Для труб размером менее 14 дюймов NPS (DN 350) оба метода дают номинальное значение наружного диаметра, которое округляется и не совпадает с фактическим наружным диаметром. Например, NPS 2 дюйма и DN 50 — это одна и та же труба, но фактический внешний диаметр составляет 2,375 дюйма или 60,33 миллиметра. Единственный способ получить фактическую ОП — это найти ее в справочной таблице.
• Для труб размером NPS 14 дюймов (DN 350) и более размер NPS представляет собой фактический диаметр в дюймах, а размер DN равен NPS, умноженному на 25 (а не 25,4), округленному до удобного кратного 50. Например, NPS 14 имеет внешний диаметр 14 дюймов или 355,60 миллиметров и эквивалентен DN 350.

Поскольку внешний диаметр фиксирован для данного размера трубы, внутренний диаметр будет варьироваться в зависимости от толщины стенки трубы. Например, 2-дюймовая труба Schedule 80 имеет более толстые стенки и, следовательно, меньший внутренний диаметр, чем 2-дюймовая труба Schedule 40 .

Стальные трубы производятся уже около 150 лет. Размеры труб из ПВХ и оцинковки, которые используются сегодня, изначально были разработаны много лет назад для стальных труб. Системы счисления, такие как Sch 40, 80, 160, были установлены давно и кажутся немного странными. Например, труба Sch 20 даже тоньше, чем Sch 40, но имеет тот же внешний диаметр. И хотя эти трубы основаны на размерах старых стальных труб, есть другие трубы, такие как ПВХ для горячей воды, в которых используются размеры труб внутри и снаружи, основанные на старых стандартах размеров медных труб вместо стали.

Существует множество различных стандартов размеров труб, и их распространенность варьируется в зависимости от отрасли и географического региона. Обозначение размера трубы обычно включает две цифры; один указывает внешний (НД) или номинальный диаметр, а другой указывает толщину стенки. В начале двадцатого века американские трубы измерялись по внутреннему диаметру. От этой практики отказались, чтобы улучшить совместимость с трубопроводной арматурой, которая обычно должна соответствовать наружному диаметру трубы, но она оказала длительное влияние на современные стандарты во всем мире.

В Северной Америке и Великобритании трубопроводы под давлением обычно указываются по номинальному размеру трубы (NPS) и графику (SCH). Размеры труб документированы рядом стандартов, включая API 5L, ANSI / ASME B36.10M (таблица 1) в США, а также BS 1600 и BS 1387 в Великобритании. Обычно толщина стенки трубы является контролируемой переменной, а внутренний диаметр (ВД) может изменяться. Толщина стенки трубы имеет отклонение примерно 12,5 процентов.

В остальной части Европы в напорных трубопроводах используются те же внутренние диаметры труб и толщина стенок, что и в номинальном размере трубы , но на них указывается метрический номинальный диаметр (DN) вместо британского NPS. Для NPS больше 14 DN равен NPS, умноженному на 25. (Не 25,4). Это документально подтверждено EN 10255 (ранее DIN 2448 и BS 1387) и ISO 65:1981, и его часто называют трубой DIN или ISO. .

В Японии существует собственный набор стандартных размеров труб, часто называемый JIS трубами .

Размер железной трубы (IPS) — это старая система, которая до сих пор используется некоторыми производителями, а также устаревшие чертежи и оборудование. Номер IPS такой же, как номер NPS, но списки были ограничены стандартными стенками (STD), сверхпрочными (XS) и двойными сверхпрочными (XXS). STD идентичен SCH 40 для размеров от NPS 1/8 до NPS 10 включительно и указывает толщину стенки 0,375 дюйма для NPS 12 и более. XS идентичен SCH 80 для размеров от NPS 1/8 до NPS 8 включительно и указывает . Толщина стенки 500 дюймов для номинального размера трубы 8 и более. Существуют разные определения XXS, однако он никогда не совпадает с SCH 160. XXS на самом деле толще, чем SCH 160, для NPS от 1/8 до 6 дюймов включительно, тогда как SCH 160 толще, чем XXS для NPS 8 дюймов и больше.

Еще одна старая система — это размер трубы из ковкого чугуна (DIPS), который обычно имеет больший внешний диаметр, чем IPS.

Медная сантехническая труба для жилого водопровода в Америке соответствует совершенно другой системе размеров, которую часто называют размером медной трубы (CTS); см. бытовую систему водоснабжения . Его номинальный размер не является ни внутренним, ни внешним диаметром. Пластиковые трубы, такие как ПВХ и ХПВХ, для сантехнических работ также имеют разные стандарты размеров. .

В сельском хозяйстве используются размеры PIP, что означает « пластиковая ирригационная труба» . PIP выпускается с номинальным давлением 22 фунта на квадратный дюйм (150 кПа), 50 фунтов на квадратный дюйм (340 кПа), 80 фунтов на квадратный дюйм (550 кПа), 100 фунтов на квадратный дюйм (690 кПа) и 125 фунтов на квадратный дюйм (860 кПа) и обычно доступен в диаметрах 6,5 дюйма 8, 10, 12, 15, 18, 21 и 24 дюйма (15, 20, 25, 30, 38, 46, 53 и 61 см).

Стандарты

Производство и монтаж напорных трубопроводов строго регулируются сериями кодов ASME «B31», такими как B31.1 или B31.3, которые основаны на Нормах ASME по котлам и сосудам под давлением (BPVC) . Этот кодекс имеет силу закона в Канаде и США. Европа и остальной мир имеют эквивалентную систему кодов. Напорный трубопровод, как правило, представляет собой трубу, которая должна выдерживать давление более 10–25 атмосфер, хотя определения различаются. Для обеспечения безопасной эксплуатации системы производство, хранение, сварка, испытания и т. д. напорных трубопроводов должны соответствовать строгим стандартам качества.

Производственные стандарты труб обычно требуют проведения испытаний на химический состав и серии испытаний на механическую прочность для каждой плавки трубы. Все плавильные трубы выкованы из одного и того же отлитого слитка и поэтому имели одинаковый химический состав. Механические испытания могут проводиться с большим количеством труб, которые должны быть изготовлены из одной плавки и прошли одни и те же процессы термообработки. Производитель выполняет эти испытания и сообщает о составе в отчете о отслеживании производства , а о механических испытаниях - в отчете об испытаниях материала , оба из которых обозначаются аббревиатурой MTR. Материал с этими соответствующими протоколами испытаний называется отслеживаемым . Для критически важных приложений может потребоваться проверка этих тестов третьей стороной; в этом случае независимая лаборатория подготовит сертифицированный отчет об испытаниях материала (CMTR), и материал будет называться сертифицированным .

Некоторые широко используемые стандарты труб или классы труб:

• Диапазон API – теперь ISO 3183. Например: API 5L, класс B – теперь ISO L245, где цифра указывает предел текучести в МПа.
• ASME SA106 Grade B (бесшовные трубы из углеродистой стали для работы при высоких температурах)
• ASTM A312 (Бесшовные и сварные трубы из аустенитной нержавеющей стали)
• ASTM C76 (Бетонные трубы)
• ASTM D3033/3034 (Труба ПВХ)
• ASTM D2239 (Полиэтиленовая труба)
• ISO 14692 (Нефтяная и газовая промышленность. Трубы из стеклопластика (GRP). Квалификация и производство)
• ASTM A36 (Трубы из углеродистой стали для конструкций или низкого давления)
• ASTM A795 (Стальная труба специально для спринклерных систем пожаротушения)

API 5L был изменен во второй половине 2008 года на редакцию 44 с редакции 43, чтобы сделать его идентичным стандарту ISO 3183. Важно отметить, что это изменение создало требование, чтобы трубы ERW подвергались водородному растрескиванию (HIC). ) испытание согласно NACE TM0284 для использования в кислых условиях.

• ACPA [Американская ассоциация производителей бетонных труб]
• AWWA [Американская ассоциация водопроводных предприятий]
• АВВА М45

Установка

Установка труб часто обходится дороже, чем сам материал, и для этого были разработаны различные специализированные инструменты, методы и детали. Трубы обычно доставляются заказчику или на стройплощадку либо в виде «стержней», либо в виде отрезков труб (обычно 20 футов (6,1 м), называемых одинарной произвольной длиной), либо они изготавливаются заранее с коленами, тройниками и клапанами в сборной трубной катушке [Труба Катушка представляет собой кусок предварительно собранной трубы и фитингов, обычно подготовленный в магазине, чтобы установка на строительной площадке была более эффективной.]. Обычно трубы диаметром менее 2 дюймов (5,1 см) не изготавливаются заранее. Катушки с трубами обычно маркируются штрих-кодом , а концы закрыты пластиковыми колпачками для защиты. Трубы и катушки с трубами доставляются на склад при выполнении крупных коммерческих/промышленных работ, и их можно хранить в помещении или на решетчатой ​​складской площадке. Трубу или катушку извлекают, устанавливают, монтируют и затем поднимают на место. На крупных технологических работах подъем осуществляется с помощью кранов и подъемники и другие грузовые подъемники. Обычно их временно поддерживают в стальной конструкции с помощью балочных зажимов, ремней и небольших подъемников до тех пор, пока опоры труб не будут прикреплены или закреплены иным образом.

Примером инструмента, используемого для установки небольшой водопроводной трубы (резьбовые концы), является трубный ключ . Небольшая труба обычно не тяжелая, и ее может поднять на место рабочий-монтажник. Однако во время простоя или остановки установки малая труба (малого диаметра) также может быть изготовлена ​​заранее, чтобы ускорить монтаж во время простоя. После установки трубы ее проверяют на герметичность. Перед тестированием его, возможно, потребуется очистить продувкой воздухом или паром или промыть жидкостью.

Опоры для труб

Трубы обычно либо поддерживаются снизу, либо подвешиваются сверху (но могут поддерживаться и сбоку) с помощью устройств, называемых опорами для труб. Опоры могут быть такими простыми, как «башмак» трубы, похожий на половину двутавровой балки, приваренной к нижней части трубы; их можно «подвесить» с помощью скобы или с помощью устройств трапециевидного типа, называемых вешалками для труб. Опоры для труб любого типа могут включать в себя пружины, амортизаторы, демпферы или комбинации этих устройств для компенсации теплового расширения или обеспечения виброизоляции, контроля ударов или снижения вибрационного возбуждения трубы из-за землетрясения . Некоторые демпферы представляют собой просто жидкостные демпферы, но другие могут представлять собой активные гидравлические устройства со сложными системами, которые действуют для гашения пиковых смещений, вызванных внешними вибрациями или механическими ударами. Нежелательные движения могут быть вызваны технологическим процессом (например, в реакторе с псевдоожиженным слоем) или природным явлением, таким как землетрясение (проектное событие или DBE).

Подвески для труб обычно крепятся с помощью хомутов. При выборе необходимых зажимов следует учитывать возможное воздействие высоких температур и тяжелых нагрузок.

Присоединение

Основная статья: Трубопроводы и сантехническая арматура

Трубы обычно соединяются сваркой с использованием труб и фитингов с резьбой; герметизация соединения трубной резьбовой смазкой, из политетрафторэтилена (ПТФЭ) лентой для уплотнения резьбы , дубовой ниткой или нитью из ПТФЭ или с помощью механического соединения. Технологические трубопроводы обычно соединяются сваркой с использованием процесса TIG или MIG. Наиболее распространенным соединением технологических труб является стыковая сварка. Концы свариваемых труб должны иметь определенную подготовку к сварке, называемую «Подготовка к сварке конца» (EWP), которая обычно находится под углом 37,5 градусов для размещения присадочного металла. Наиболее распространенной трубной резьбой в Северной Америке является версия National Pipe Thread (NPT) или Dryseal (NPTF). Другие трубные резьбы включают британскую стандартную трубную резьбу (BSPT), резьбу для садового шланга (GHT) и муфту для пожарного шланга (NST).

Медные трубы обычно соединяются пайкой , пайкой , компрессионными фитингами , развальцовкой или обжатием . Пластиковые трубы можно соединить сваркой растворителем , термоплавлением или эластомерным уплотнением.

Если потребуется частое отсоединение, фланцы труб с прокладками или соединительные фитинги обеспечивают большую надежность, чем резьба. Некоторые тонкостенные трубы из пластичного материала, такие как, например, медные или гибкие пластиковые водопроводные трубы меньшего размера, используемые в домах для льдогенераторов и увлажнителей воздуха, можно соединить с помощью компрессионных фитингов .

Кольцевая магистраль из полиэтилена высокой плотности, соединенная с помощью электросварного тройника.

В подземной трубе обычно используется труба с нажимной прокладкой, которая сжимает прокладку в пространство, образованное между двумя соседними частями. Нажимные соединения доступны для большинства типов труб. При сборке трубы необходимо использовать смазку для соединений труб. В заглубленных условиях трубы с прокладками допускают боковое перемещение из-за смещения грунта, а также расширение/сжатие из-за разницы температур. Пластиковые MDPE и HDPE газо- и водопроводные трубы также часто соединяются электросварными фитингами.

Для больших надземных труб обычно используется фланцевое соединение, которое обычно имеется в трубах из ковкого чугуна и некоторых других. Это тип прокладки, при котором фланцы соседних труб скреплены болтами, сжимая прокладку в пространство между трубами.

Механические рифленые муфты или соединения Victaulic также часто используются для частой разборки и сборки. Эти механические муфты с пазами, разработанные в 1920-х годах, могут выдерживать рабочее давление до 120 фунтов на квадратный дюйм (830 кПа) и доступны из материалов, соответствующих марке трубы. Другой тип механической муфты — трубный фитинг без раструба (основные бренды: Swagelok, Ham-Let, Parker); этот тип компрессионного фитинга обычно используется на небольших трубках диаметром менее 2 дюймов (51 мм).

Когда трубы соединяются в камерах, где для управления сетью необходимы другие компоненты (например, клапаны или манометры), обычно используются демонтажные соединения, чтобы облегчить монтаж/демонтаж.

Фитинги и клапаны

Медные фитинги для труб

Фитинги также используются для разделения или соединения нескольких труб и для других целей. Доступен широкий выбор стандартизированной трубопроводной арматуры; Обычно они делятся на тройник, колено, ответвление, переходник/увеличитель или тройник. Клапаны контролируют поток жидкости и регулируют давление. В статьях о трубопроводной и сантехнической арматуре и клапанах они рассматриваются более подробно.

Очистка

Основная статья: Очистка трубок

Труба с отложениями накипи , значительно уменьшающими внутренний диаметр.

Внутреннюю часть труб можно очистить с помощью процесса очистки трубок , если они загрязнены мусором или отложениями . Это зависит от процесса, для которого будет использоваться труба, и от чистоты, необходимой для этого процесса. В некоторых случаях трубы очищаются с помощью устройства для перемещения, официально известного как измерительный прибор для проверки трубопроводов или «скребок»; в качестве альтернативы трубы или трубки можно промыть химическим способом с использованием прокачиваемых через них специальных растворов. В некоторых случаях, если при изготовлении, хранении и монтаже труб были приняты меры предосторожности, линии продуваются сжатым воздухом или азотом.

Другое использование

Основная статья: Полый профиль конструкции

Труба широко используется при изготовлении перил, ограждений и перил.

Приложения

Стальная труба

Стальная труба (или труба из черного железа ) когда-то была самым популярным выбором для подачи воды и горючих газов. Стальные трубы до сих пор используются во многих домах и на предприятиях для транспортировки природного газа или пропана и являются популярным выбором в спринклерных системах пожаротушения из-за своей высокой термостойкости. В коммерческих зданиях стальные трубы используются для подачи отопительной или охлаждающей воды к теплообменникам , системам обработки воздуха, устройствам с регулируемым объемом воздуха (VAV) или другому HVAC оборудованию .

Стальную трубу иногда соединяют с помощью резьбовых соединений, при этом коническая резьба (см. «Национальная трубная резьба» ) нарезается на конце сегмента трубы, герметик наносится в виде герметика для резьбы или ленты для уплотнения резьбы (также известной как тефлоновая или тефлоновая лента) . ), а затем ввинчивается в соответствующий резьбовой фитинг с помощью двух трубных ключей . За пределами бытовых или легких коммерческих условий стальные трубы часто соединяются сваркой или с использованием механических муфт, производимых такими компаниями, как Victaulic или Anvil International (ранее Grinnell), которые удерживают соединение труб вместе с помощью прессованной или прорезанной канавки (редко используемый метод). старая практика) в концы труб.

Другие варианты стальных труб включают различные сплавы нержавеющей стали и хрома. В ситуациях высокого давления их обычно соединяют сваркой TIG .

В Канаде, что касается природного газа (ПГ) и пропана (СП), для подключения устройства к источнику питания обычно используется черная железная труба (BIP). Однако он должен быть маркирован (либо окрашенным в желтый цвет, либо желтыми полосами, прикрепленными через определенные интервалы), и применяются определенные ограничения на то, какой номинальный размер трубы (NPS) может быть проложен через стены и здания. В частности, что касается пропана, BIP может работать из внешнего резервуара (или баллона) при условии, что он хорошо защищен от атмосферных воздействий, а также имеется анодная защита от коррозии , когда труба прокладывается под землей.

Медная труба

Основная статья: Медные трубки

Медные трубы чаще всего используются для подачи горячей и холодной воды, а также в качестве линии хладагента в системах отопления, вентиляции и кондиционирования. Существует два основных типа медных трубок: мягкая медь и жесткая медь. Медные трубки соединяются с помощью раструбного соединения, компрессионного соединения или пайки. Медь обеспечивает высокий уровень устойчивости к коррозии, но становится очень дорогой.

Мягкая медь

Мягкую (или пластичную) медную трубку можно легко согнуть, чтобы обойти препятствия на пути трубки. Хотя закалка в процессе волочения, используемая для определения размера трубки, делает медь твердой/жесткой, ее тщательно отжигают , чтобы снова сделать ее мягкой; поэтому их производство дороже, чем неотожженных жестких медных трубок. Ее можно соединить любым из трех методов, используемых для жесткой меди, и это единственный тип медных трубок, подходящий для соединений с развальцовкой. Мягкая медь является наиболее популярным выбором для линий хладагента в сплит-системах кондиционеров и тепловых насосах.

Раструбные соединения

Соединения с развальцовкой требуют, чтобы конец секции трубки был разведен наружу в форме колокола с помощью инструмента для развальцовки . сжимает Затем накидная гайка этот колоколообразный конец на охватываемом фитинге. Развальцовочные соединения – трудоемкий способ выполнения соединений, но достаточно надежный на протяжении многих лет.

Жесткая медь

Жесткая медь является популярным выбором для водопроводов. Его соединение осуществляется с помощью потового, компрессионного или обжимно-прессового соединения. Жесткая медь, жесткая из-за наклепа в процессе волочения, не может быть согнута и должна использовать коленчатые фитинги для обхода углов или препятствий. Если нагреть и дать медленно остыть (это называется отжигом) , жесткая медь станет мягкой и ее можно будет сгибать/формовать без растрескивания.

Паяные соединения

Фитинги под пайку гладкие и легко надеваются на конец секции трубки. И охватываемый, и охватывающий концы трубы или трубных соединителей тщательно очищаются, а затем покрываются флюсом, чтобы убедиться в отсутствии поверхностного оксида и обеспечить правильное сцепление припоя с основным металлом. Затем соединение нагревается горелкой и в соединение вплавляется припой. Когда припой остывает, он образует очень прочную связь, которая может сохраняться десятилетиями. Жесткая медь, соединенная пайкой, является наиболее популярным выбором для линий водоснабжения в современных зданиях. В ситуациях, когда необходимо выполнить множество соединений одновременно (например, водопровод в новом здании), пайка обеспечивает гораздо более быстрое и гораздо менее дорогостоящее соединение, чем компрессионные или раструбные фитинги. Термин «потение» иногда используется для описания процесса пайки труб.

Компрессионные соединения

В компрессионных фитингах используется кольцо из мягкого металла или термопластика (компрессионное кольцо или «манжета»), которое прижимается к трубе и в фитинге с помощью нажимной гайки. Мягкий металл соответствует поверхности трубки и фитинга и создает уплотнение. Компрессионные соединения обычно не имеют такого длительного срока службы, как соединения с повышенным давлением, но во многих случаях они имеют преимущество, поскольку их легко изготовить с помощью простых инструментов. Недостатком компрессионных соединений является то, что на их изготовление уходит больше времени, чем на потоотделение, а иногда требуется со временем подтягивать их, чтобы остановить утечки.

Обжимные или прессованные соединения

Для обжимных или прессованных соединений используются специальные медные фитинги, которые постоянно прикрепляются к жесткой медной трубке с помощью обжимного устройства с электроприводом. Специальные фитинги, изготовленные с использованием герметика, надеваются на соединяемую трубку. Давление в тысячи фунтов силы на квадратный дюйм используется для деформации фитинга и прижатия герметика к внутренней медной трубке, создавая водонепроницаемое уплотнение. Преимущества этого метода:

• Правильно обжатое соединение должно прослужить столько же, сколько и трубка.
• Это занимает меньше времени, чем другие методы.
• Он чище как по внешнему виду, так и по материалам, использованным для соединения.
• В процессе соединения не используется открытое пламя.

Недостатками являются:

• Используемые фитинги труднее найти, и они стоят значительно дороже, чем фитинги потного типа.
• Фитинги не подлежат повторному использованию. Если требуется изменение конструкции или обнаружено дефектное или неправильно обжатое соединение, уже установленную арматуру необходимо вырезать и выбросить. Кроме того, при обрезке, необходимой для снятия фитинга, часто остается недостаточно трубок для установки нового фитинга, поэтому необходимо будет установить муфты и дополнительные трубки с обеих сторон заменяемого фитинга. В то время как в случае паяного фитинга дефектное соединение можно просто перепаять, или нагреть и повернуть, если требуются незначительные изменения, или нагреть и удалить, не требуя отрезания какой-либо трубки. Это также позволяет повторно использовать более дорогие фитинги, такие как клапаны, если в остальном они находятся в хорошем состоянии, близком к новому, что невозможно, если фитинг обжат.
• Стоимость инструмента очень дорогая. По состоянию на 2016 год Базовый набор инструментов, необходимый для пайки всех медных труб в типичном доме на одну семью, включая топливо и припой, можно купить примерно за 200 долларов. Напротив, минимальная стоимость базового обжимного инструмента с электроприводом начинается примерно с 1800 долларов США и может достигать 4000 долларов США для лучших брендов с полным набором обжимных матриц.

Алюминиевая труба

алюминий Иногда используется из-за его низкой стоимости, устойчивости к коррозии и растворителям, а также пластичности. Алюминиевая трубка более предпочтительна, чем стальная, для транспортировки легковоспламеняющихся растворителей, поскольку при обращении с ней не возникает искр. Алюминиевые трубы можно соединять с помощью развальцовочных или компрессионных фитингов, а также сваривать их методом TIG или гелиадуговой сваркой.

Стеклянная трубка

Трубы из закаленного стекла используются для специализированных применений, таких как коррозионные жидкости, медицинские или лабораторные отходы или фармацевтическое производство. Соединения обычно выполняются с использованием специальных прокладок или фитингов с уплотнительными кольцами.

Пластиковая труба

Пластиковые трубы, используемые в производстве.

Пластиковые фитинги для труб включают фитинги для труб из ПВХ, формы для фитингов из ПП / PPH, трубы из полиэтилена и фитинги из АБС-пластика.

См. также

• Чугунная труба
• Медные трубы
• Двустенная труба
• Труба из ковкого чугуна
• Оцинкованная труба
• Садовый шланг
• ПНД труба
• Полый профиль конструкции
• Шланг
• Гидравлические трубы
• Список уравнений механики жидкости
• МС-труба, МС-трубка
• Национальная трубная резьба (NPT)
• Номинальный размер трубы (NPS)
• Бронированная нить
• Трубогиб и трубогиб
• Трубопроводный транспорт
• Опора для труб
• Трубопроводы
• Трубопроводы и сантехническая арматура
• Системы пластиковых напорных трубопроводов
• Пластиковые трубопроводы
• Сантехника
• Армированные термопластичные трубы
• Распыление на месте трубы
• Ловушка (сантехника)
• Трубка
• Трубчатое бисероплетение
• Виктолик
• Водопроводная труба

Ссылки

Библиография

• Найяр, Мохиндер Л. (2000). «А1». В Найяре, Мохиндер Л. (ред.). Справочник по трубопроводам (7-е изд.). Нью-Йорк: МакГроу-Хилл. ISBN  0-07-047106-1 .
• Оберг, Эрик; Франклин Д. Джонс; Холбрук Л. Хортон; Генри Х. Райффель (2000). Кристофер Дж. МакКоли; Риккардо Хилд; Мухаммед Икбал Хусейн (ред.). Справочник по машинам (26-е изд.). Industrial Press Inc. Нью-Йорк: ISBN  0-8311-2635-3 .
• Рахман, Шах (октябрь 2004 г.). «Термопластики в действии: комплексный обзор муниципальных труб из ПВХ» . Подземное строительство : 56–61.
• Рахман, Шах (апрель 2007 г.). «Запечатывание наших закопанных путей жизни» . Журнал Opflow, Американская ассоциация водопроводных предприятий . 33 (4): 12–17. Бибкод : 2007Opflo..33d..12R . дои : 10.1002/j.1551-8701.2007.tb02753.x .