Труба бесшовная толстостенная: виды, стандартные размеры и таблица ГОСТов, область применения и монтаж

Трубы бесшовные ГОСТ

Бесшовные стальные трубы отличаются отсутствием любого вида соединения. Изготавливается такая продукция по ГОСТам 8732-78 и 8734-75 методом прокатки, волочения, прессования или ковки. Главным качеством, благодаря которому она обрела популярность, является ее прочность и надежность.

Общие характеристики

Наиболее распространенным методом изготовления бесшовных труб является прокатка. Так, изделия получаются в результате прокатки заготовки на специальном оборудовании, которое позволяет создавать ровное отверстие посередине.

Бесшовные стальные модели благодаря своим высоким эксплуатационно-техническим параметрам пользуются высоким спросом в разных областях строительства — например, при изготовлении монолитно-каркасных конструкций.

По толщине стенок стальные бесшовные трубы бывают толстостенными и тонкостенными. В соответствии с требованиями госстандарта которые изделия проходят тщательную проверку на изгиб, сплющивание, ударную вязкость.

Традиционно бесшовная продукция имеет круглое сечение, но в некоторых случаях в продаже встречаются изделия с квадратным, овальным или прямоугольным сечением.

Требования к стальным бесшовным горячедеформированным моделям

Согласно ГОСТ 8732-78, к стальным бесшовным горячедеформированным трубам применяются такие требования:

длина традиционно составляет от 4,5 до 12,5 м. Масса вычисляется в зависимости от наружного диаметра и толщины стенки;

кривизна любого участка изделия должна быть не больше, чем 1,5 мм на 1 м (при толщине стенки 20-30 мм), 2 мм (при толщине стенки 20-30 мм) или 4 мм (для толщины стенки более 30 мм);

на поверхности не может быть расслоений, трещин и прочих дефектов. Допускается наличие тонкого слоя окалины, следов дефектов и рисок;

концы должны обрезаться под прямым углом. Возможен допуск обрывания фаски под углом не менее 70 градусов. Края должны быть зачищены от заусенцев. Обрезка осуществляется автогеном, плазменной резкой или пилой, при этом после резки фаска подвергается механической зачистке.

Требования к стальным бесшовным холоднодеформированным изделиям

Согласно ГОСТ, бесшовные трубы из стали изготавливаются с наружным диаметром от 5 до 250 мм и толщиной стенки от 0,3 до 24 мм. Они могут быть:

немерной длины от 1,5 до 11,5 м;

мерной длины от 4,5 до 9 м с предельными отклонениями по длине +10 мм;

кратной мерной длины от 1,5 до 9 м с припуском на каждый рез по 5 мм (если другой припуск не был указан заказчиком) и с предельными отклонениями на общую длину не более оговоренных для труб мерной длины.

Особенности изготовления

Изготовление труб чаще всего осуществляется из углеродистой или легированной стали, поэтому им не страшны коррозия и воздействие агрессивных веществ. Согласно технологии производства, все изделия выпускаются с нормированием механических и химических свойств. Она зависит от сферы применения конечного готового продукта и разделяется на несколько групп:

А – нормированы механические свойства;

Б – нормированы химические свойства;

В – нормированы химические и механические свойства;

Г – нормированы химические свойства, но также контролируются и механические свойства.

Д – проводится испытание путем гидравлического воздействия.

В ходе производства тщательно контролируются характеристики изменения разностенности и овальности. Эти параметры не должны выводить готовые изделия за предельные значения диаметра, толщину стенки.

Технические требования к такому виду продукции устанавливают ГОСТ 8731-74 и 8734-75.

По соотношению размера внешнего диаметра к толщине стенки (Dн/s) стальные бесшовные модели классифицируются таким образом:

особо тонкостенные Dн/s > 40 и диаметром 20 мм, толщиной стенки ≤ 0,5 мм;

тонкостенные с Dн/s от 12,5 до 40 и D ≤ 20мм со стенкой 1,5 мм;

толстостенные с Dн/s от 6 до 12,5;

особо толстостенные с Dн/s 2020 – 2022 © Металлобаза Метинком

Все о бесшовных толстостенных трубах: виды и применение + размеры и ГОСТы

Основные характеристики

Данный тип трубного проката способен переносить большое давление транспортируемой среды, а усиленные параметры толщины стенок, высокое качество применяемых сплавов позволяют использовать его на самых ответственных трубопроводах, в сложных узлах машин и судов.

Производятся изделия из углеродистой, легированной или низколегированной стали.

Отнесение трубы к классу толстостенных определяют по соотношению внешнего сечения и толщины стенки. Коэффициент от 6 до 12,5 является признаком принадлежности проката к этому классу. Показатель меньше шести свидетельствует об особо толстостенной продукции.

Нормируемыми параметрами для стальных цельнотянутых труб являются:

• Диаметр наружный.
• Толщина стенок.
• Длина.

При выборе продукта важное значение имеет метод изготовления.

Размеры электросварных труб по ГОСТ 10704-91

Прямошовные электросварные трубы бывают следующих наружных диаметров (в миллиметрах): 10; 12; 13; 14; 16; 17; 17,5; 18; 19; 20; 21,3; 22; 24; 25; 26; 28; 30; 32; 33; 33,7; 36; 38; 40; 42; 43; 45; 48; 51. При диаметре до 57 мм используется ВГП труба соответствующего размера. Наиболее популярны прямошовные трубы по ГОСТ 10704-91 размером от 57 мм и выше. Их основные диаметры: 57; 60; 63,5; 76; 89; 102; 108; 114; 127; 133; 140; 146; 159; 168; 178; 193; 219; 245; 273; 325; 377; 426; 530.

Классификация и виды

Бесшовные толстостенные трубы делятся на два вида: горячей и холодной прокатки.

По характеристикам и методам изготовления их подразделяют на 4 категории:

• «Б» – производятся из нормируемой по химическому составу стали с минимальной степенью окисления.
• «В» – с применением термообработки.
• «Е» – без проведения закалки.
• «Д» – с прохождением гидравлических испытаний.

Разница между горячей и холодной прокаткой

Основное различие – температура рабочего процесса. При горячем способе металл легче поддается обработке, однако качество поверхности и геометрическая точность произведенного продукта будут не самого высшего уровня.

Холодная катанка позволяет получить гладкую, ровную поверхность, выдержать заданные параметры точности. Изделия отличают более высокая прочность и качество. Но стоимость их будет выше.

Область применения

Высокая прочность и малый удельный вес стальных бесшовных труб делают их востребованными во многих хозяйственных отраслях. При возведении магистралей, предназначенных для перемещения газов и жидкостей под сильным давлением, в большинстве своем применяют отводы без продольных швов.

Добыча нефти и газа

В газо- и нефтедобывающих сферах толстые трубы применяют при транспортировки газовых и жидкостных сред на длительные расстояния, а также при бурении. На большой глубине проходки возрастают риски повышенного давления грунта, сдвигов пород, что требует использования особо прочной обсадной конструкции. Бесшовные каналы с надежными стенками, изготовленные из качественных сплавов, обеспечат безаварийное функционирование бурового оборудования.

Обустройство гидравлических систем

Гидравлические системы присутствуют во многих грузоподъемных установках, важных узлах автомобилей, используются в промышленности и строительстве. Их работу отличают предельная температура и большая напорная сила. Толстостенные трубы из стали, обладающие большим запасом прочности, успешно выдерживают эти условия.

Химическая промышленность

В химической индустрии находят использование трубы как с толстыми, так и тонкими стенками. Прочные толстостенные применяют для транспортировки газов и токсичных веществ, там, где существует высокое давление. Тонкостенные трубки активно используют в лабораториях и врачебных инструментах.

Производство энергии

Для энергетических установок характерны постоянное изменение внутреннего избыточного давления и высокие температуры окружающей среды. В этих экстремальных условиях эксплуатации оптимально подходит применение толстостенного бесшовного трубопровода.

Судостроение и самолетостроение

В данных отраслях одна из главных задач конструкторов минимизировать вес основного продукта. Для этого применяются материалы, которые должны быть надежными в эксплуатации и обладать небольшой массой. Высочайшие показатели прочности на разрыв и легкий вес бесшовной трубы полностью отвечают данным требованиям авиа- и судостроителей, поэтому продукция находит у них широкое применение

Таблица соответствия диаметров труб в мм и дюймах

Условный проход трубы (Dy), мм	Диаметр резьбы (G), дюйм	Наружный диаметр трубы (Dн), мм
		Труба стальная водогазопроводная	Труба стальная бесшовная	Полимерная
10	3/8″	17	16	16
15	1/2″	21,3	20	20
20	3/4″	26,8	26	25
25	1″	33,5	32	32
32	1 1/4″	42,3	42	40
40	1 1/2″	48	45	50
50	2″	60	57	63
65	2 1/2″	75,5	76	75
80	3″	88,5	89	90
90	3 1/2″	101,3	102	110
100	4″	114	108	125
125	5″	140	133	140
150	6″	165	159	160

Плюсы и минусы

Цельнотянутые трубы, изготавливаемые методом холодной прокатки, отличаются большей прочностью и лучшим качеством изготовления, чем сортамент горячей катанки.

Обработанные цинкованием и хромированием, они прекрасно противостоят коррозии.

Толстые стенки позволяют использовать их в сложных условиях эксплуатации.

Недостаток, по мнению экспертов, один – высокая, почти в два раза больше, чем у горячедеформированных аналогов, цена за тонну.

Отсутствие шва плюс или минус

Бесшовные трубы более надёжны в сравнении с электросварными. Однако они значительно дороже.

Шовные изделия могут изготавливаться большего диаметра и большей длиной, чем бесшовные. Номенклатура их диаметров и сечений существенно шире.

Оба вида востребованы в своих нишах. Электросварные вполне оправдали себя для водо- и теплоснабжения, прежде всего с экономической точки зрения. Бесшовный прокат используют там, где существует высокое давление и нужна большая прочность.

Как посчитать диаметр трубы самыми простыми способами?

В доме часто приходится выполнять самые разные работы, с которыми положено справляться только настоящим мужчинам. Никто не застрахован от поломок в системе канализации, водоснабжения, отопления. Как известно, основной объем работ в этих направлениях связан с трубами, поэтому практически всегда под рукой должен быть специальный инструмент для замера их диаметра с последующей возможностью проведения качественного ремонта или установки.

Как узнать диаметр трубы в домашних условиях? В качестве приспособлений для замера можно применить линейку, обычную ленту-сантиметр или штангенциркуль. Производить процедуру можно многими способами, каждый из них отличается своими нюансами и применяется в определенных условиях. Если к трубе есть прямой доступ, то ничего выдумывать не придется. Чтобы замерить ширину, нужно взять линейку и приложить ее к срезу изделия.

Стандарты и нормативные документы

Производство бесшовных толстостенных труб осуществляется в соответствии с требованиями государственных стандартов и других нормативных документов. Нормируются:

• Типоразмеры.
• Масса.
• Предельные отклонения.
• Способы изготовления.
• Структура химического состава сплавов.

Госты

Для изготовления БТ используют два основных ГОСТа.

ГОСТ 8732-78 регламентирует сортамент горячекатаных труб, ГОСТ 8734-75 распространяет свое действие на холоднокатаные изделия.

Для выпуска трубного проката специального назначения (например, для ПАО «Газпром») применяют другие госты или технические условия.

С 2010 по 2015 годы действовал общенациональный стандарт ГОСТ Р 53383-2009, замененный впоследствии ГОСТом 32528-2013.

Вес и допустимые отклонения

Точное определение массы изделий необходимо для расчета нагрузок в конструкциях, выбора подходящей грузоподъемной техники для транспортировки продукции.

Вес вычисляют на единицу длины трубы. Он зависит от внешнего диаметра и толщины стенок. В таблицах соответствующих ГОСТов указаны нормативные значения массы проката для каждого типоразмера.

Нормируемые отклонения по весу не существуют, но при отклонениях в размерах, массу рассчитывают по средней арифметической сумме минусового и плюсового допуска, указанных в соответствующих таблицах ГОСТов.

Размеры

Диаметры горячекатаной трубной продукции по ГОСТу 8732 78 исчисляются в диапазоне от 2 до 55 сантиметров. Толщина стенок – от 25 мм до 75 мм. Нарезаются трубы длиной от 4 до 12,5 метров.

Холоднокатаные изделия по ГОСТу 8734-75 представлены несколько меньшими диаметрами: от 5 до 250 мм. Толщина стенок составляет от 0,3 до 24 мм.

Мерная и немерная длина проката допускается от 4м до 12,5м.

Формула расчета массы

В госстандартах представлена формула расчета теоретической массы одного метра изделия в килограммах.

• D – внешнее сечение в мм.
• S – толщина стенки (мм).
• М – масса.

Величина плотности стали принята для расчетов 7,850 г/см3.

Размеры и диаметры стальных труб

Геометрические размеры труб определяются следующими характеристиками:

• — внешний диаметр;
• — толщина стенки;
• — соотношение внешнего и внутреннего диаметров;
• — длина.

Сортамент труб (доступные размеры, технические условия производства и применения стальных труб) нормируются государственными стандартами ГОСТами). ГОСТы разрабатываются с учетом технологии изготовления труб и используемых в производстве сталей.

На рынке СНГ принято указывать размеры труб в мм (миллиметрах), но можно также встретить размеры труб в дюймах. Последние чаще всего указываются для труб импортного производства. Длина трубного проката измеряется в метрах.

Методы и технологии изготовления

Бесшовные трубы из черных металлов производят одним из двух способов:

• Горячей прокаткой.
• Холодной деформацией.

Процесс происходит в промышленных условиях на трубопрокатных агрегатах. Основой служит металлическая заготовка цилиндрической формы, которая разогревается до момента кристаллизации стали и приобретения ею необходимой степени пластичности. Далее на прошивочном станке оправкой в ней прошивают сквозное отверстие и получают пустотелую трубную заготовку.

Горячедеформированная

Затем заготовка при высокой температуре раскатывается на прокатном стане, где с помощью вальцовки из неё получают трубу нужного диаметра с требуемой толщиной стенки.

Изделие охлаждают водой.

При помощи вальцовки производят окончательную калибровку.

Завершают процесс нарезкой стандартных отрезков согласно нормативам ГОСТа, а также с учетом требования заказчика.

Весь процесс производства тщательно контролируется. Дефектная продукция подлежит переплавке. Изготовленные изделия проходят испытания по установленной методике.

Холоднодеформированная

Процесс изготовления холоднодеформированной трубы на первом этапе схож с производством горячекатаной. Но здесь процедуру охлаждения осуществляют сразу после изготовления заготовки на прошивочном станке. При этом для холодной катанки используют горячекатаные изделия несколько большего диаметра – так называемый «подкат».

Процесс холодного деформирования производят либо прокаткой (вытягиванием заготовки на прокатном стане до получения нужных диаметра и толщины стенки), либо волочением заготовки через отверстие меньшего сечения (волочильное кольцо). Второй способ занимает большее время, так как протягивание производится в несколько циклов через постепенно уменьшающееся в сечении кольцо.

В ходе изготовления холоднокатаную трубу подвергают отжигу, чтобы улучшить его эксплуатационные характеристики.

Где купить

Покупать продукцию лучше у зарекомендовавших себя производителей.

Лидером в России по объему выпускаемой трубной продукции является ТМК (Трубная Металлургическая Компания). В компании насчитывается 28 предприятий с ежегодным объемом около 4 млн. тонн изделий.

ОМК (Объединенная Металлургическая компания), занимающая второе место в рейтинге производителей, специализируется на выпуске труб большого диаметра.

Около 17 % трубной продукции в России приходится на долю ЧТПЗ – объединение металлургических предприятий во главе с Челябинским трубопрокатным заводом. Выпускает и реализует практически все виды бесшовных труб, в т. ч. нержавеющих.

Широкий ассортимент бесшовных труб производится на предприятиях , «Уральский Трубный Завод», на Волжском и Синарском трубных заводах.

Все указанные предприятия продают свою продукцию как напрямую, так и через своих дилеров.

Цена труб горячекатаных начинается от 31,5 тысячи рублей за тонну, холоднокатаных – от 45 тысяч.

Краткий обзор самых востребованных марок

Наибольшим спросом пользуется продукция, изготовленная из стали марки 20. Она относится к группе высокотехнологичных сплавов, хорошо поддается обработке и штамповке. Сварка не требует первоначального разогрева, швы получаются прочными.

При производстве трубного металлопроката широко применяется марка 09Г2С. Обладает высокой механической прочностью, легкой свариваемостью, устойчивостью к низким температурам.

Около 70 процентов нержавеющей продукции приходится на бесшовные трубы, изготовленные из сплава марки 10Х17Н13М2Т. Входящие в его состав никель, титан, хром, молибден обеспечивают прокату антикоррозионные свойства, пластичность и прочность. Изделия из этой марки востребованы в медицинских учреждениях, на предприятиях химической и пищевой промышленности.

Особенности монтажа труб и их соединений

Конструкции толстостенных труб позволяют легко осуществлять нарезку резьбы на их торцах для последующего соединения. Процесс облегчает отсутствие сварного шва и достаточная толщина стенок.

Сварочные соединения требуют предварительной подготовки торца. Следует зачистить кромку, удалить загрязнения, снять фаску. Вначале места соединения прихватывают в двух-трех точках с противоположных сторон. Сварной шов делают в несколько слоев, в зависимости от толщины стенок. Надежность соединения обязательно проверяют пробным пуском рабочей среды.

Бесшовные толстостенные металлические трубы: размеры, сортамент

Выбор труб, наиболее подходящих для каждого трубопровода, производят исходя из потребного диаметра и условий, в которых они будут эксплуатироваться. При высоком давлении в агрессивной среде и под угрозой механических повреждений наиболее целесообразным будет использование толстостенных металлических труб.

Труба толстостенная: сортамент

Толстостенной считается изделие с толщиной стенки не менее 6 мм. Они изготавливаются из стали горячекатанным или холоднокатанным способом. Характерной особенностью данного вида металлопроката является отсутствие швов. Это значительно повышает прочность изделия при давлении, превышающем расчётное.

В зависимости от формы сечения делятся на следующие виды:

1. Круглые. Предназначены для транспортировки агрессивных сред под высоким давлением.
2. Овальные. Применяются в технологическом цикле, в котором необходимо быстрое охлаждение жидкости.
3. Квадратные или прямоугольные (так называемый профиль).

При изготовлении этого вида продукции используют различные марки сталей, в том числе легированные и нержавеющие. Чем сложнее условия, в которых будет применяться толстостенная труба, тем более высокие требования применяют к исходному материалу.

Размеры

Труба цельнотянутая бесшовная размеры согласно ГОСТу имеет:

Размеры труб толстостенных

Подбор стальных труб по таблице соотношения диаметра к толщине стенки

Качество металлических труб, активно применяемых в жилищном строительстве и обустройстве инфраструктуры, контролируется ГОСТом. Нормативные документы предписывают, какими должны быть стальные трубы: таблица по диаметру и толщине стенки определяет изделие как толстостенное или тонкостенное и ограничивает условия эксплуатации.

Толстостенный трубопрокат

К сортаменту толстостенного трубопроката относятся монолитные бесшовные и сварные трубы с круглым диаметром. Колена обладают высокой прочностью, способны длительный период выдерживать высокое внутреннее давление.

Показатель «толстостенность» имеет конкретные пределы. Рамки диктует ГОСТ: толщина стенки стальной трубы, относящейся к толстостенной, должна укладываться в границы коэффициента 6-12,5 по формуле соотношения толщины металла к наружному диаметру. Показатель меньше 6 относит изделие к разряду особо толстостенных. Последний вид труб изготавливается по спецзаказу промышленных предприятий космической и авиационной отраслей, не относится к массово реализуемым материалам.

Массово выпускаемая стальная толстостенная труба поступает к покупателю в трех видах:

• мерные от 4,5 до 9 метров длиной;
• немерные длиной 1,5–11,5 метра;
• кратные мерным 1,5–9 метров.

Последний вид подготовлен к распилу на сегменты: в длину колена заложен размер каждого элемента и припуски на распил. Размер припусков для толстостенных изделий составляет 5 мм: это позволяет разделить элемент стандартным фабричным полотном и зачистить кромки, подготовив узел к сборке.

Показателем качества является тип изделия. Он присваивается в зависимости от типа используемого материала и принципа производства трубопроката:

• группа Б — трубы из стали с минимальным уровнем окисления;
• группа С — из термообработанного материала;
• группа Д — узлы, не имеющие предписаний по использованию конкретного материала, но с требованиями к устойчивости к гидроударам и прохождением соответствующих контрольных испытаний;
• группа Е — термообработанные трубы с жестким перечнем механических характеристик.

По общим стандартам контролируется и маркируется любая выпускаемая промышленными предприятиями стальная толстостенная труба: размеры изделий, соответствующие внутренние и внешние диаметры перечисляются в соответствующих производственных таблицах. Наиболее распространенные узлы, стандартные для многих работ, имеют диаметр от 16 до 70 мм. К ним массово производятся запорные элементы, арматура и монтирующиеся приборы.

Основное назначение труб — транспортировка жидких и газообразных сред. Толстостенные трубы применяются для монтажа коммуникаций большой протяженности, высокого давления на большие расстояния. В приоритете бесшовные горячедеформированные узлы повышенной прочности, например, труба стальная толстостенная ГОСТ 8732 78. Тип среды определяет оптимальный материал: для жидкости с содержанием соды требуется устойчивость к щелочам, а для транспортировки газов минимальная пористость. Распространенный материал, соответствующий таким требованиям, — сталь 45: труба толстостенная такого качества применяется для изготовления узлов масштабных водопроводов.

Общее требование к сортаменту, используемому в строительстве, авто- и авиапромышленности, в бурении и доставке полезных ископаемых, — герметичность, прочность, отсутствие трещин, «ракушек», полостей в толще материала и сколов.

Особенности тонкостенных труб

Для характеристики тонкостенных труб применяется та же формула с соотношением толщины стенки к внешнему диаметру изделия. Стальная тонкостенная труба может таковой считаться, если полученный по формуле коэффициент находится в диапазоне от 12,5 до 40. Отдельная категория особо тонкостенных труб объединяет узлы с толщиной материала менее 0,5 мм. Это применяемые в медицине и науке элементы, производством которых занимаются профильные предприятия, а не трубопрокатные заводы.

Технологии производства тонкостенных труб:

1. Горячее или холодное деформирование, при котором материал выдавливается через пресс, что придает колену форму цилиндра. Вальцевание придает изделию конечную форму.
2. Электросварка, при которой расходным элементом для изготовления трубы является металлический лист. Он сгибается и сваривается, затем формуется при помощи вальцовочного аппарата. Распространены два типа промышленной сварки: TIG и HF.

Вальцовочный станок приводит к стандарту и толщину стенок трубы, и форму ее среза.

Изготовление труб другого типа возможно по индивидуальному заказу.

Тонкостенные трубы — материал, применяющийся во многих отраслях. Их прочность позволяет монтировать из таких узлов локальные трубопроводы. В этом случае в приоритете бесшовные трубы.

Сварная труба и профильные образцы применяются в строительстве и декоративной отделке фасадов, интерьеров, мебели. Техника полировки внешней поверхности и не ощущаемый ни визуально, ни на ощупь микрошов позволяет выпускать яркие глянцевые изделия, которые не боятся влаги и перепадов температуры. Из таких хромированных нержавеющих трубок изготавливаются ограды и перила для лестниц, ворота и ландшафтный декор.

Работа с трубами возможна и в домашних условиях: мастера прокатывают и гнут узлы на самодельных станках. Стоит учитывать, что отсутствие автоматизированного контроля и условий для тестирования сказывается на качестве изделий. Подвергать такие системы высоким нагрузкам не рекомендуется.

Труба стальная бесшовная толстостенная: стандарты, таблица размеров, область применения, особенности

Один из широко востребованных видов стальных труб – толстостенные трубы. Их отличают специфические характеристики и качества:

• высокий уровень прочности;
• устойчивость к большим механическим нагрузкам;
• внутреннее давление большой степени;
• инертность ко многим химически агрессивным веществам;
• стойкость к коррозии, причём при влиянии агрессивной среды в течение длительного времени.

Общие сведения

Изготовление прокатных толстостенных труб (толщина стенок от 30 мм), с повышенными характеристиками по прочности и стойкости к минусовым температурам и различным негативным влияниям, достаточно сложный процесс. Это обусловлено несколькими причинами, основной из которых является специфическое физическое явление, при котором прочностные качества и показатели сопротивления разрушению существенно снижаются при увеличении трубных толщин. Данное явление провоцирует ряд факторов, сопутствующих производству:

• меньшая скорость охлаждения;
• большее времени, требуемого для выдержки;
• меньшая общая степень деформации и пр.

Специальные стали для производства толстостенных труб характеризуются стойкостью к негативным воздействиям химически агрессивных сред и коррозийным повреждениям при высоких температурах в течение длительной эксплуатации. Поэтому для изготовления этих труб используют сплавы с особым химическим составом, что регламентируется стандартами. Допустимо добавление цветных металлов в расчетном соотношении.

В общих случаях для изготовления толстостенных прецизионных труб используют стали и сплавы:

• нержавеющие аустенитные стали;
• нержавеющие дуплексные стали;
• сплавы никеля;
• сплавы с добавками цветных металлов.

Бесшовный толстостенный трубопрокат выпускают с поверхностями, подвергнутыми разного типа обработке:

• шлифованными,
• полированными,
• блестящими (глянцевыми) с отжигом,
• протравленными;
• светло-протравленными;
• без удаления окалины/с удалённой окалиной.

Все толстостенные трубы отличаются невысоким коэффициентом расширения и большой стойкостью к температурным перепадам. При выпуске трубопрокат подвергают процессу специальной обработки антикоррозийными смесями и растворами.

Нормативные документы (стандарты) на толстостенные трубы и стали для их производства

По таблицам сортаментов (в приложениях каждого стандарта) есть чёткое определение толстостенных труб, в зависимости от соотношения толщины стенок и наружного диаметра:

Ø В пределах от 6,0 до 12,5 – стандартные толстостенные трубы;

Ø Менее 6,0 — особо толстостенные трубы.

Основные стандартные размеры по всем стандартам DIN и EN:

• Наружный диаметр: в диапазоне от 26,9 мм до 711,2 мм.
• Толщина стенок в пределах: от 10,0 мм до 100 мм.

Особо толстостенные трубы выпускают следующих размеров:

• Наружный диаметр: в пределах от 76,2 см до 81,2 см.
• Толщина стенок в диапазоне: от 20,0 мм до 80,0 мм.

Наиболее распространённые стандартные трубные изделия с большой толщиной стенок и основные марки сталей, используемые для их изготовления, регламентируют следующие стандарты:

Трубы бесшовные толстостенные из углеродистой стали

Стандарт	Сталь	Размерная сетка
EN 10210-1,2	S235JRH, S275J0H, S275J2H, S355J0H, S355J2H, S355K2H, S355NH, S355NLH
EN 10216-1	P195TR1, P195TR2, P235TR1, P235TR2, P265TR1, P265TR2
EN 10216-2	P195GH TC1, P235GH TC1, P265GH TC1
EN 10216-3	P275NL1, P275NL2, P355N, P355NH, P355NL1, P355NL2
EN 10216-4	P215NL, P265NL, P255QL
EN 10225	S355G1+N, S355G14+N, S355G15+N
EN 10297-1	E235, E275, E315, E355, E275K2, E355K2
DIN 1629	St 37.0, St 44.0, St 52.0
DIN 17121	RSt 37-2, St 44-2, St 37-3, St 44-3, St 52-3
ISO 3183	L245NE, L290NE, L360NE, L415NE
ASTM A53	Grade B
ASTM A106	Grade B, Grade C
ASTM A252	Grade 2, Grade 3
ASTM A333	Grade 1, Grade 6
API 5L	Grade B, X42, X46, X52, X56, X60

Трубы котельные толстостенные

Стандарт	Сталь	Размерная сетка
EN 10216-2	P195GH TC2, P235GH TC2, P265GH TC2, 16Mo3, 14MoV6-3, 13CrMo4-5, 10CrMo9-10, 15NiCuMoNb5-6-4, X10CrMoVNb9-1
DIN 17175 (DIN 2448)	St35.8/III, St45.8/III, 15Mo3, 14MoV6-3, 13CrMo4-4, 10CrMo9-10
ASTM A335	Grade P1, Grade P2, Grade P5, Grade P11, Grade P12, Grade P22, Grade P91

Трубы бесшовные толстостенные из нержавеющей стали

Стандарт	Сталь
EN 10216-5	1.4301, 1.4306, 1.4541, 1.4571, 1.4401, 1.4404, 1.4466, 1.4462
ASTM A312	TP304, TP304L, TP316, TP316L, TP310S, TP317L, TP317LN, TP317LNM, TP321, TP347, TP410, TP410S, S31803, S32304

Эти же виды сталей подходят для изготовления толстостенных труб, используемых для возведения подводных трубопроводных систем.

Сортаменты выпускаемого трубопроката по различным стандартам составляют по различным критериям, с учётом определённых характеристик:

• способы изготовления;
• диаметры толстостенных труб;
• толщина стенок;
• вид сечения;
• общие размеры и габариты готовой трубы;
• предполагаемая область применения толстостенных труб.

Как правило, толстостенные трубы подвергают дальнейшей механической обработке для изготовления из них цилиндрических и полых элементов и конструкций, используемых для различных инженерных и технических решений.

Типы, виды толстостенных труб, их классификация

Классифицируют толстостенные трубы размеры по различным критериям в зависимости от:

Технология производства: бесшовные (по международным стандартам объединены с шовными) холодно- и горячедеформированные.

Назначение и сфера применения: инженерно-конструкционные, газонефтепроводные, газлифтные и котельные, крекинговые и обсадные бурильные, элементы оборудования и тяжёлой техники, пр.

Вид поперечного сечения: круглые и профильные (квадратные).

Длина выпускаемого трубопроката: мерной и немерной длины, в виде изделий с длиной, кратной стандартной мерной.

Выбор трубной продукции зависит от предполагаемой области использования.

Сферы применения

Толстостенные бесшовные трубы из специальных сталей и сплавов отличаются отличными технико-эксплуатационными характеристиками, что обеспечивает надёжное функционирование всех систем с их применением. Именно это качество обеспечило толстостенному прокату большой спрос и широкую распространённость.

Основные сферы промышленного сектора, в которых задействованы толстостенные трубы, это:

• добыча и транспортирование газа и нефти, химически активных сред;
• транспортирование рабочих сред под давлением и при высоких температурах;
• возведение гидравлических конструкций;
• энергетическая индустрия;
• химическая сфера;
• авиа-, приборо-, машино- и судостроение.

Толстостенные или особо толстостенные трубы из металла и сплавов широко используются при возведении прибрежных агрегатов и установок, при создании трубопроводов, транспортирующих нефть, химические вещества, природный газ, в качестве обсадной трубы, стены нефтяных скважин. Из них изготавливают сложные трубопроводы, барабаны для грузоподъёмной техники, валы, роликовые элементы для непрерывных рабочих линий, специальные корпуса оборудования и направляющие.

В городских условиях трубы большого диаметра и с толстыми стенками используют для возведения водопроводных систем и устройства дренажа. Такое применение обусловлено способностью толстостенных труб, функционировать длительное время без ремонтов и аварийных ситуаций в условиях большого внутреннего давления, повышенных температур и их перепадов.

Особенности монтажа труб и их соединений

Все соединения толстостенных труб, а также монтаж, имеют свои особенности, связанные с большой толщиной стенок и характеристиками металла их производства. Из основных нюансов можно назвать:

• Возможность создания соединений на резьбе, что позволяет толщина стенок. Кроме того, процесс нарезки резьбы упрощён за счёт отсутствия сварочного шва.
• Для качественного сварного стыка необходимо «развести» кромки и выполнить фаску. В противном случае качество сварочного шва не будет отвечать требованиям стандартов.
• Наиболее прочным считается соединение толстостенного трубопроката при использовании для сварки сварочного аппарата инверторного типа (диаметр электрода должен быть свыше 4,0 мм).

Компания ХотСтил осуществляет прямые комплексные поставки труб бесшовных толстостенных в Казахстан, Россию и Беларусь. Вы можете задать любой уточняющий вопрос и оформить заказ любым удобным для Вас способом:

ПУЭ-7 п.1.3.10 ДОПУСТИМЫЕ ДЛИТЕЛЬНЫЕ ТОКИ ДЛЯ ПРОВОДОВ, ШНУРОВ И КАБЕЛЕЙ С РЕЗИНОВОЙ ИЛИ ПЛАСТМАССОВОЙ ИЗОЛЯЦИЕЙ

Допустимые длительные токи для проводов с резиновой или поливинилхлоридной изоляцией, шнуров с резиновой изоляцией и кабелей с резиновой или пластмассовой изоляцией в свинцовой, поливинилхлоридной и резиновой оболочках приведены в табл. 1.3.4-1.3.11. Они приняты для температур: жил +65, окружающего воздуха +25 и земли + 15°С.

Узнать, где применяется кабель в резиновой изоляции, и посмотреть все марки данного кабеля можно здесь: http://cable.ru/cable/kabel-rezinovaya.php

При определении количества проводов, прокладываемых в одной трубе (или жил многожильного проводника), нулевой рабочий проводник четырехпроводной системы трехфазного тока, а также заземляющие и нулевые защитные проводники в расчет не принимаются.

Данные, содержащиеся в табл. 1.3.4 и 1.3.5, следует применять независимо от количества труб и места их прокладки (в воздухе, перекрытиях, фундаментах).

Допустимые длительные токи для проводов и кабелей, проложенных в коробах, а также в лотках пучками, должны приниматься: для проводов – по табл. 1.3.4 и 1.3.5 как для проводов, проложенных в трубах, для кабелей – по табл. 1.3.6-1.3.8 как для кабелей, проложенных в воздухе. При количестве одновременно нагруженных проводов более четырех, проложенных в трубах, коробах, а также в лотках пучками, токи для проводов должны приниматься по табл. 1.3.4 и 1.3.5 как для проводов, проложенных открыто (в воздухе), с введением снижающих коэффициентов 0,68 для 5 и 6; 0,63 для 7-9 и 0,6 для 10-12 проводников.

Для проводов вторичных цепей снижающие коэффициенты не вводятся.

Таблица 1.3.4. Допустимый длительный ток для проводов и шнуров с резиновой и поливинилхлоридной изоляцией с медными жилами

Ток, А, для проводов, проложенных в одной трубе

Таблица 1.3.5. Допустимый длительный ток для проводов с резиновой и поливинилхлоридной изоляцией с алюминиевыми жилами

Ток, А, для проводов, проложенных

Таблица 1.3.6. Допустимый длительный ток для проводов с медными жилами с резиновой изоляцией в металлических защитных оболочках и кабелей с медными жилами с резиновой изоляцией в свинцовой, поливинилхлоридной, найритовой или резиновой оболочке, бронированных и небронированных

Ток *, А, для проводов и кабелей

* Токи относятся к проводам и кабелям как с нулевой жилой, так и без нее.

Таблица 1.3.7. Допустимый длительный ток для кабелей с алюминиевыми жилами с резиновой или пластмассовой изоляцией в свинцовой, поливинилхлоридной и резиновой оболочках, бронированных и небронированных

Ток, А, для кабелей

Примечание. Допустимые длительные токи для четырехжильных кабелей с пластмассовой изоляцией на напряжение до 1 кВ могут выбираться по табл. 1.3.7, как для трехжильных кабелей, но с коэффициентом 0,92.

Таблица 1.3.8. Допустимый длительный ток для переносных шланговых легких и средних шнуров, переносных шланговых тяжелых кабелей, шахтных гибких шланговых, прожекторных кабелей и переносных проводов с медными жилами

Сечение токопроводящей жилы, мм2

Ток *, А, для шнуров, проводов и кабелей

* Токи относятся к шнурам, проводам и кабелям с нулевой жилой и без нее.

Таблица 1.3.9. Допустимый длительный ток для переносных шланговых с медными жилами с резиновой изоляцией кабелей для торфопредприятий

Сечение токопроводящей жилы, мм 2

Ток *, А, для кабелей напряжением, кВ

* Токи относятся к кабелям с нулевой жилой и без нее.

Таблица 1.3.10. Допустимый длительный ток для шланговых с медными жилами с резиновой изоляцией кабелей для передвижных электроприемников

Сечение токопроводящей жилы, мм 2

Ток *, А, для кабелей напряжением, кВ

Сечение токопроводящей жилы, мм 2

Ток *, А, для кабелей напряжением, кВ

* Токи относятся к кабелям с нулевой жилой и без нее.

Таблица 1.3.11. Допустимый длительный ток для проводов с медными жилами с резиновой изоляцией для электрифицированного транспорта 1,3 и 4 кВ

Сечение токопроводящей жилы, мм 2	Ток, А	Сечение токопроводящей жилы, мм 2	Ток, А	Сечение токопроводящей жилы, мм 2	Ток, А
1	20	16	115	120	390
1,5	25	25	150	150	445
2,5	40	35	185	185	505
4	50	50	230	240	590
6	65	70	285	300	670
10	90	95	340	350	745

Таблица 1.3.12. Снижающий коэффициент для проводов и кабелей, прокладываемых в коробах

Количество проложенных проводов и кабелей

Снижающий коэффициент для проводов, питающих группы электро приемников и отдельные приемники с коэффициентом использования более 0,7

Токовая нагрузка по сечению кабеля

При протекании электрического тока через проводник длительный период времени происходит нагрев проводника. Это связано с его электрическим сопротивлением движению заряженных частиц. Величина тока, при которой температура проводника максимальна и остаётся стабильной, зависит от сечения токоведущей жилы. Эта токовая нагрузка по сечению кабеля. Она зависит также от температуры внешней среды, методов прокладки и режима эксплуатации проводов и кабелей.

Основные понятия

Электрический ток, продвигая электроны через кристаллическую решётку металла, совершает работу, которая превращает электричество в тепло. Это выгодно, когда тепло используется для нагрева или освещения. Совсем нежелательно, когда оно вызывает перегрев проводов или кабелей, разрушение изоляции и возгорание. Чтобы подобного избежать, необходимо производить подбор проводников на выдерживание длительных токовых нагрузок. При этом рассматривают два основных фактора:

• сечение провода;
• плотность тока.

Внимание! Нагрев проводника может быть связан с плохим контактом в местах присоединений или с окислением в точках, где скручены вместе алюминиевые и медные провода. Такое происходит даже при правильном подборе сечения.

Сечение провода

Выбор сечения токопроводящей жилы рассматривают по двум характеристикам:

• нагрев в допустимых пределах;
• потеря напряжения.

Нагревание проводников критично для подземных и помещённых в шланговые или трубчатые футляры кабельных линий. Для воздушных линий электропередач (ЛЭП) серьёзное значение имеет потеря напряжения. На комбинированных участках из двух рассчитанных сечений выбирается большее с округлением до стандартной величины.

Важно! При выборе сечения из таблицы или расчётах по формулам необходимо предварительно определиться с условиями эксплуатации.

Чтобы рассчитать допустимый нагрев, необходимо ориентироваться на длительную допустимую температуру. Её значение зависит от допустимой силы тока Iд. Полученный в результате вычислений расчётный ток Iр не должен соответствовать Iд и ни в коем случае не превышать его. Выбирая сечение, пользуются следующей формулой для расчётного тока:

где:

• Pн – номинальная мощность оборудования, Вт;
• Uн – номинальное напряжение, В.

Формула справедлива для токов, проходящих через проводник, когда температура уже установилась, и внешние температурные факторы на неё не оказывают влияния. Длительно допустимый ток зависит от: сечения, материала проводника, изоляции и способа прокладки кабеля.

Формула для проверки падения напряжения на линии выглядит так:

∆U = (U – Uном) *100/ Uном,

где:

• U – напряжения источника;
• Uном – напряжение в точке подключения приёмника.

Максимальное отклонение должно составлять не более 10%.

Плотность тока

Это физическая величина, имеющая векторный характер. Обозначается буквой J и имеет формулу для расчета в виде:

где:

• I – ток, А;
• S – площадь поперечного сечения, мм2.

Иными словами, плотность тока – это количество тока проходящего через сечение проводника за единицу времени. Единица измерения – ампер на мм квадратный (А/мм2).

Для чего нужен расчет сечения кабеля

К выбору сечения нужно подходить со всей ответственностью. Чтобы знать, кабель 3х4 сколько выдерживает киловатт, надо уметь расшифровать цифры. Такая маркировка обозначает то, что в кабель имеет три жилы, с сечением по 4 мм2. Далее уже можно смотреть по таблице напряжения и мощности для выбора сечения.

Правильно подобранное сечение кабеля позволит смонтированным сетям не перегреваться, выдерживать даже кратковременные нагрузки, в 2-3 раза превышающие номинальную величину. Это создаёт определённый запас по току в случае увеличения количества и мощности включённых в сеть потребителей. Нагруженный по максимуму провод не будет нагреваться и создавать опасность самовозгорания, повлекшую за собой пожар на объекте.

В квартире при скрытой проводке обнаружить точное место повреждения сложно, требуется замена всего участка с выполнением штробы и последующего ремонта помещения.

Выбор по мощности

Нельзя просто так ответить на вопрос: «2 5 квадрата – сколько киловатт можно прицепить?». На сечение влияет диаметр жил кабеля, квт – это мощность потребителя.

Для каждого помещения нужно подсчитать общее количество приборов, которые будут присоединяться к точке подключения. Таким образом, определяются с суммарной нагрузкой.

К примеру, на кухне будут установлены электроприборы, имеющие мощность:

• электроплита – 5 кВт;
• холодильник – 0,8 кВт;
• посудомоечная машина – 2 кВт;
• микроволновая печь – 1,5 кВт;
• вытяжка – 0,5 кВт;
• электрочайник – 2 кВт.

Это подразумевает монтаж, как минимум, двух розеток и подвод общего провода, рассчитанного на суммарную мощность 11,8 кВт, плюс 30% запаса для непредвиденных включений. Это могут быть пылесос, светильник и т.д.

Зная суммарную мощность Pсумм = 11,8 кВт (11800 Вт) и напряжение в сети U = 220 В, пользуясь формулой мощности, находят предполагаемый потребляемый ток в амперах (А).

I = P/U = 11800/220 = 53,6 А.

При одновременном включении приборы будут потреблять такой ток. Выбирая сечение подводящего проводника, к этому значению нужно добавить 30%. На практике не используют ГОСТ, а применяют «метод 5 А», просто прибавляя 5 А, не вычисляя проценты. Одновременное включение бытовых приборов редкий случай, поэтому запас по току в 5 А – вполне достаточная прибавка.

После расчета тока необходимо определиться с материалом токоведущих жил.

Информация. Алюминий дешевле меди, но для работы с одним и тем же током площадь поперечного сечения алюминиевых жил должна быть больше. Плотность тока у алюминия – 8 А/мм2, у меди – 10 А/мм2.

Далее нужное сечение выбирают по таблице, определив значение тока и материал, из которого выполнены токопроводящие жилы.

Как рассчитать по току

Таблица токов, в которой можно найти тип бытового прибора, его приблизительные значения мощности, также указывает и интервал возможного потребляемого тока.

Потребляемые мощность и ток электроприборами

Название электроприбора	Мощность, кВт	Величина тока, А
Стиральная машина	2 – 2,5	9,0 – 11,4
Электроплита	4,5 – 8,5	20,5 – 38,6
Микроволновая печь	0,9 – 1,3	4,1 – 5,9
Холодильник, морозильник	0,2 – 0,8	0,9 – 3,6
Электрочайник	1,8 – 2,0	8,4 – 9,0
Утюг	0,9 – 1,7	4,1 – 7,7
Пылесос	0,7 – 1,4	3,1 – 6,4
Телевизор	0,12 – 0,18	0,6 – 0,8
Осветительные приборы	0,02 – 0,150	0,1 – 0,6

Если под рукой нет таблицы, но известен потребляемый ток, то вычислить сечение можно в два этапа, используя формулы:

1. Находят сопротивление материала при данном значении тока. Это можно сделать из формулы Закона Ома I = U/R. Выразив отсюда R, получают R = U/I.
2. Вычисляют площадь сечения, используя значение удельного сопротивления для конкретного материала. Применяют формулу:

где:

• ρ – удельное сопротивление;
• L – длина проводника;
• S – площадь сечения.

Преобразовав формулу, получают:

Удельное сопротивление для меди ρ = 1,68*10-8 Ом*м, для алюминия – 2,82*10-8 Ом*м.

Расчет сечения кабеля по мощности и длине

Можно подобрать сечение при определении нагрузки на кабель, зная только потребляемую мощность и длину. Расчёт производится в следующем порядке:

• вычисляют силу тока I = P/U, (A);
• находят сопротивление R = U/I, (Ом).

Далее, зная длину кабеля и удельное сопротивление материала, определяют площадь сечения S = (ρ*L)/R, (мм2).

Длительно допустимые токи

Какой ток считается длительно допустимым? Ясно, что для разных кабелей или проводников он будет различным. Для кабельной продукции существует рабочая длительная температура Тдд, указанная в документации. При такой температуре токопроводящие жилы могут находиться постоянно без вреда для своих характеристик.

Формула, связывающая длительно допустимый ток Iдд с Тдд, имеет вид:

где:

• Ктп – коэффициент теплопередачи;
• R – сопротивление;
• S – сечение жилы.

Для практического применения подходят таблицы из Правил Устройств Электроустановок (ПУЭ).

В таблице нагрузки представлена линейка допустимых токов.

Открытая и закрытая прокладка проводов

Существует два варианта монтажа комнатной проводки:

• открытая прокладка;
• скрытая проводка.

Названия говорят сами за себя. Провода или кабели прокладываются вдоль стен, по их поверхности. Обычно они защищены кабель каналами или гофрированными шлангами. Крепление осуществляется при помощи специальной арматуры. Такой тип монтажа пригоден для производственных помещений, сараев, гаражей и других зданий, где дизайн не играет особой роли. Провод наружной установки должен выдержать атмосферные воздействия, если он не уложен в трубы или шланги.

Внимание! Минимальные сечения проводов одинаковы для обоих типов прокладки: 1 мм2 – для меди и 2,5 мм2 – для алюминия.

Распределительные коробки, выключатели и розетки устанавливаются на специальные изолирующие прокладки и имеют конструкцию для наружной установки.

Скрытая прокладка проводов подразумевает штробление стен под провод и остальную арматуру. Розетки, выключатели и распределительные коробки конструктивно предназначены для внутренней установки. Они утапливаются в стену до фасадной части. Наружные части имеют эстетический вид. Такая проводка скрыта под штукатуркой и обоями.

Общепринятые сечения для проводки в квартире

В квартирах допустимо применение кабелей только с медной жилой. Сечение жил измеряется в «квадратах». Один «квадрат» медной жилы проводит до 10 А. Для проводки в доме допустимо брать 2,5 мм2 для розеток и 1,5 мм2 для лампочек.

Выбор сечения провода по количеству потребителей

Рассчитывая сечение питающего кабеля для квартиры, необходимо нарисовать схему. На чертёж нанести всех потребителей электроэнергии, для каждой комнаты. Количество электроприёмников, включенных в отдельную цепь, будет составлять общее число только для этой цепи. Суммарная мощность всех потребителей – главный критерий при выборе сечения вводного кабеля. Далее сечение будет уменьшаться по мере разветвления от общих цепей к отдельным ветвям схемы.

Токовые нагрузки в сетях с постоянным током

Для определения токовых нагрузок в сетях с постоянным током берут во внимание одножильные провода. На какие нагрузки рассчитан провод, питающий лампочку 0,05 квт в фаре автомобиля? Питание бортовой сети осуществляет аккумуляторная батарея. Напряжение постоянного тока – 12 В. Ток, протекающий через провод от аккумулятора к фаре, будет равен:

I = P/U = 50/12 = 4,15 А.

Отсюда определяют сопротивление:

R = U/I = 12/4,15 = 2,9 Ом.

Зная удельное сопротивление меди и, приняв за максимальную длину провода L = 2 м, подставляют всё известное в формулу.

Это значит, что медный проводник должен иметь сечение:

S = (ρ*L)/R = (1,68*10-8*2)/2,9 = 1,9 мм2.

В ПУЭ есть множество таблиц, по которым можно определить токовую нагрузку однофазных и трёхфазных цепей переменного тока. Не обязательно производить математические вычисления. Достаточно оперировать известными параметрами и правильно определить сечение провода или кабеля.

Видео

Как рассчитать необходимое сечение провода по мощности нагрузки?

При ремонте и проектировании электрооборудования появляется необходимость правильно выбирать провода. Можно воспользоваться специальным калькулятором или справочником. Но для этого необходимо знать параметры нагрузки и особенности прокладки кабеля.

Для чего нужен расчет сечения кабеля

К электрическим сетям предъявляются следующие требования:

• безопасность;
• надежность;
• экономичность.

Если выбранная площадь поперечного сечения провода окажется маленькой, то токовые нагрузки на кабели и провода будут большими, что приведет к перегреву. В результате может возникнуть аварийная ситуация, которая нанесет вред всему электрооборудованию и станет опасной для жизни и здоровья людей.

Если же монтировать провода с большой площадью поперечного сечения, то безопасное применение обеспечено. Но с финансовой точки зрения будет перерасход средств. Правильный выбор сечения провода — это залог длительной безопасной эксплуатации и рационального использования финансовых средств.

Правильному подбору проводника посвящёна отдельная глава в ПУЭ: «Глава 1.3. Выбор проводников по нагреву, экономической плотности тока и по условиям короны».

Осуществляется расчет сечения кабеля по мощности и току. Рассмотрим на примерах. Чтобы определить, какое сечение провода нужно для 5 кВт, потребуется использовать таблицы ПУЭ ( «Правила устройства электроустановок«). Данный справочник является регламентирующим документом. В нем указывается, что выбор сечения кабеля производится по 4 критериям:

1. Напряжение питания (однофазное или трехфазное).
2. Материал проводника.
3. Ток нагрузки, измеряемый в амперах (А), или мощность — в киловаттах (кВт).
4. Месторасположение кабеля.

В ПУЭ нет значения 5 кВт, поэтому придется выбрать следующую большую величину — 5,5 кВт. Для монтажа в квартире сегодня необходимо использовать провод из меди. В большинстве случаев установка происходит по воздуху, поэтому из справочных таблиц подойдет сечение 2,5 мм². При этом наибольшей допустимой токовой нагрузкой будет 25 А.

В вышеуказанном справочнике регламентируется ещё и ток, на который рассчитан вводный автомат (ВА). Согласно «Правилам устройства электроустановок«, при нагрузке 5,5 кВт ток ВА должен равняться 25 А. В документе указано, что номинальный ток провода, который подходит к дому или квартире, должен быть на ступень больше, чем у ВА. В данном случае после 25 А находится 35 А. Последнюю величину и необходимо брать за расчетную. Току 35 А соответствуют сечение 4 мм² и мощность 7,7 кВт. Итак, выбор сечения медного провода по мощности завершен: 4 мм².

Чтобы узнать, какое сечение провода нужно для 10 кВт, опять воспользуемся справочником. Если рассматривать случай для открытой проводки, то надо определиться с материалом кабеля и с питающим напряжением.

Например, для алюминиевого провода и напряжения 220 В ближайшая большая мощность будет 13 кВт, соответствующее сечение — 10 мм²; для 380 В мощность составит 12 кВт, а сечение — 4 мм².

Выбираем по мощности

Перед выбором сечения кабеля по мощности надо рассчитать ее суммарное значение, составить перечень электроприборов, находящихся на территории, к которой прокладывают кабель. На каждом из устройств должна быть указана мощность, возле нее будут написаны соответствующие единицы измерения: Вт или кВт (1 кВт = 1000 Вт). Затем потребуется сложить мощности всего оборудования и получится суммарная.

Если же выбирается кабель для подключения одного прибора, то достаточно информации только о его энергопотреблении. Можно подобрать сечения провода по мощности в таблицах ПУЭ.

Таблица 1. Подбор сечения провода по мощности для кабеля с медными жилами

Сечение токопроводящей жилы, мм²	Для кабеля с медными жилами
	Напряжение 220 В		Напряжение 380 В
	Ток, А	Мощность, кВт	Ток, А	Мощность, кВт
1,5	19	4,1	16	10,5
2,5	27	5,9	25	16,5
4	38	8,3	30	19,8
6	46	10,1	40	26,4
10	70	15,4	50	33
16	85	18,7	75	49,5
25	115	25,3	90	59,4
35	135	29,7	115	75.9
50	175	38.5	145	95,7
70	215	47,3	180	118,8
95	260	57,2	220	145,2
120	300	66	260	171,6

Таблица 2. Подбор сечения провода по мощности для кабеля с алюминиевыми жилами

Сечение токопроводящей жилы, мм²	Для кабеля с алюминиевыми жилами
	Напряжение 220 В		Напряжение 380 В
	Ток, А	Мощность, кВт	Ток, А	Мощность, кВт
2,5	20	4,4	19	12,5
4	28	6,1	23	15,1
6	36	7,9	30	19,8
10	50	11,0	39	25,7
16	60	13,2	55	36,3
25	85	18,7	70	46,2
35	100	22,0	85	56,1
50	135	29,7	110	72,6
70	165	36,3	140	92,4
95	200	44,0	170	112,2
120	230	50,6	200	132,2

Кроме того, надо знать напряжение сети: трехфазной соответствует 380 В, а однофазной — 220 В.

В ПУЭ дана информация и для алюминиевых, и для медных проводов. У обоих есть свои преимущества и недостатки. Достоинства медных проводов:

• высокая прочность;
• упругость;
• стойкость к окислению;
• электропроводность больше, чем у алюминия.

Недостаток медных проводников — высокая стоимость. В советских домах использовалась при постройке алюминиевая электропроводка. Поэтому если происходит частичная замена, то целесообразно поставить алюминиевые провода. Исключение составляют только те случаи, когда вместо всей старой проводки (до распределительного щита) устанавливается новая. Тогда есть смысл применять медь. Недопустимо, чтобы медь с алюминием контактировали напрямую, т. к. это приводит к окислению. Поэтому для их соединения используют третий металл.

Можно самостоятельно произвести расчет сечения провода по мощности для трехфазной цепи. Для этого надо воспользоваться формулой: I=P/(U*1.73), где P — мощность, Вт; U — напряжение, В; I — ток, А. Затем из справочной таблицы выбирается сечение кабеля в зависимости от рассчитанного тока. Если же там не будет необходимого значение, тогда выбирается ближайшее, которое превышает расчетное.

Как рассчитать по току

Величина тока, проходящего через проводник, зависит от длины, ширины, удельного сопротивления последнего и от температуры. При нагревании электрический ток уменьшается. Справочная информация указывается для комнатной температуры (18°С). Для выбора сечения кабеля по току используют таблицы ПУЭ (ПУЭ-7 п.1.3.10-1.3.11 ДОПУСТИМЫЕ ДЛИТЕЛЬНЫЕ ТОКИ ДЛЯ ПРОВОДОВ, ШНУРОВ И КАБЕЛЕЙ С РЕЗИНОВОЙ ИЛИ ПЛАСТМАССОВОЙ ИЗОЛЯЦИЕЙ).

Таблица 3. Электрический ток для медных проводов и шнуров с резиновой и ПВХ-изоляцией

Площадь сечение проводника, мм²	Ток, А, для проводов, проложенных
	открыто	в одной трубе
		двух одножильных	трех одножильных	четырех одножильных	одного двухжильного	одного трехжильного
0,5	11	–	–	–	–	–
0,75	15	–	–	–	–	–
1	17	16	15	14	15	14
1,2	20	18	16	15	16	14,5
1,5	23	19	17	16	18	15
2	26	24	22	20	23	19
2,5	30	27	25	25	25	21
3	34	32	28	26	28	24
4	41	38	35	30	32	27
5	46	42	39	34	37	31
6	50	46	42	40	40	34
8	62	54	51	46	48	43
10	80	70	60	50	55	50
16	100	85	80	75	80	70
25	140	115	100	90	100	85
35	170	135	125	115	125	100
50	215	185	170	150	160	135
70	270	225	210	185	195	175
95	330	275	255	225	245	215
120	385	315	290	260	295	250
150	440	360	330	–	–	–
185	510	–	–	–	–	–
240	605	–	–	–	–	–
300	695	–	–	–	–	–
400	830	–	–	–	–	–

Для расчета алюминиевых проводов применяют таблицу.

Таблица 4. Электрический ток для алюминиевых проводов и шнуров с резиновой и ПВХ-изоляцией

Площадь сечения проводника, мм²	Ток, А, для проводов, проложенных
	открыто	в одной трубе
		двух одножильных	трех одножильных	четырех одножильных	одного двухжильного	одного трехжильного
2	21	19	18	15	17	14
2,5	24	20	19	19	19	16
3	27	24	22	21	22	18
4	32	28	28	23	25	21
5	36	32	30	27	28	24
6	39	36	32	30	31	26
8	46	43	40	37	38	32
10	60	50	47	39	42	38
16	75	60	60	55	60	55
25	105	85	80	70	75	65
35	130	100	95	85	95	75
50	165	140	130	120	125	105
70	210	175	165	140	150	135
95	255	215	200	175	190	165
120	295	245	220	200	230	190
150	340	275	255	–	–	–
185	390	–	–	–	–	–
240	465	–	–	–	–	–
300	535	–	–	–	–	–
400	645	–	–	–	–	–

Для примерного расчета сечения кабеля по току его надо разделить на 10. Если в таблице не будет полученного сечения, тогда необходимо взять ближайшую большую величину. Это правило подходит только для тех случаев, когда максимально допустимый ток для медных проводов не превышает 40 А. Для диапазона от 40 до 80 А ток надо делить на 8. Если устанавливают алюминиевые кабели, то надо делить на 6. Это объясняется тем, что для обеспечения одинаковых нагрузок толщина алюминиевого проводника больше, чем медного.

Расчет сечения кабеля по мощности и длине

Длина кабеля влияет на потерю напряжения. Таким образом, на конце проводника напряжение может уменьшиться и оказаться недостаточным для работы электроприбора. Для бытовых электросетей этими потерями можно пренебречь. Достаточно будет взять кабель на 10-15 см длиннее. Этот запас израсходуется на коммутацию и подключение. Если концы провода подсоединяются к щитку, то запасная длина должна быть еще больше, т. к. будут подключаться защитные автоматы.

При укладке кабеля на большие расстояния приходиться учитывать падение напряжения. Каждый проводник характеризуется электрическим сопротивлением. На данный параметр влияют:

1. Длина провода, единица измерения — м. При её увеличении растут потери.
2. Площадь поперечного сечения, измеряется в мм². При её увеличении падение напряжения уменьшается.
3. Удельное сопротивление материала (справочное значение). Показывает сопротивление провода, размеры которого 1 квадратный миллиметр на 1 метр.

Падение напряжения численно равняется произведению сопротивления и тока. Допустимо, чтобы указанная величина не превышала 5%. В противном случае надо брать кабель большего сечения. Алгоритм расчета сечения провода по максимальной мощности и длине:

1. В зависимости от мощности P, напряжения U и коэффициента cosф находим ток по формуле: I=P/(U*cosф). Для электросетей, которые используются в быту, cosф = 1. В промышленности cosф рассчитывают как отношение активной мощности к полной. Последняя состоит из активной и реактивной мощностей.
2. С помощью таблиц ПУЭ определяют сечение провода по току.
3. Рассчитываем сопротивление проводника по формуле: Rо=ρ*l/S, где ρ — удельное сопротивление материала, l — длина проводника, S — площадь поперечного сечения. Необходимо учесть ток факт, что ток идет по кабелю не только в одну сторону, но и обратно. Поэтому общее сопротивление: R = Rо*2.
4. Находим падение напряжения из соотношения: ΔU=I*R.
5. Определяем падение напряжения в процентах: ΔU/U. Если полученное значение превышает 5%, тогда выбираем из справочника ближайшее большее поперечное сечение проводника.

Открытая и закрытая прокладка проводов

В зависимости от размещения проводка делится на 2 вида:

• закрытая;
• открытая.

Сегодня в квартирах монтируют скрытую проводку. В стенах и потолках создаются специальные углубления, предназначенные для размещения кабеля. После установки проводников углубления штукатурят. В качестве проводов используют медные. Заранее всё планируется, т. к. со временем для наращивания электропроводки или замены элементов придется демонтировать отделку. Для скрытой отделки чаще используют провода и кабели, у которых плоская форма.

При открытой прокладке провода устанавливают вдоль поверхности помещения. Преимущества отдают гибким проводникам, у которых круглая форма. Их легко установить в кабель-каналы и пропустить сквозь гофру. Когда рассчитывают нагрузку на кабель, то учитывают способ укладки проводки.

Определение площади сечения проводника по его диаметру

Как выбрать автоматический выключатель по мощности и току нагрузки?

Как рассчитать падение напряжения по длине кабеля в электрических сетях

Какая проводка лучше — сравнение медной и алюминиевой электропроводки

Сколько электроэнергии потребляют бытовые приборы, способы вычисления, таблица