Объяснение размеров труб из полиэтилена высокой плотности: SDR, наружный диаметр, внутренний диаметр, толщина стенки и давление

Труба из ПНД диаметром 160 мм звучит как полная спецификация — до тех пор, пока два поставщика не укажут одинаковый номинальный диаметр с очень разной толщиной стенок. Один предлагает 11 СПЗ со стенкой 14,6 мм; другой 17 СПЗ со стенкой 9,5 мм. Оба представляют собой «трубы из полиэтилена высокой плотности DN160». Однако первый рассчитан на рабочее давление 16 бар, а второй ограничен 10 барами. Эта единственная разница меняет стоимость трубопровода, его пропускную способность и профиль риска всей установки. Понимание размеров труб ПНД – это не просто чтение линейки. Речь идет о знании того, как внешний диаметр, толщина стенки и класс SDR работают вместе, чтобы определить, на что на самом деле способна труба.

Размеры труб из полиэтилена высокой плотности: внешний диаметр, внутренний диаметр и толщина стенки

Размеры труб из полиэтилена высокой плотности определяются по номинальному наружному диаметру (НД) в соответствии со стандартами ISO 4427 и EN 12201. Размер полиэтиленовых труб не определяется по внутреннему отверстию, как во многих системах стальных труб. Внутренний диаметр (идентификатор) всегда является производным значением:

ID = ОД - 2 × толщина стенки

Сама толщина стенки выражается через стандартное соотношение размеров:

SDR = наружный диаметр / толщина стенки

Для любого заданного наружного диаметра более толстая стенка увеличивает номинальное давление, но уменьшает проходное сечение. Поскольку стенка составляет лишь часть общего внешнего диаметра, диаметр трубы 11 СПЗ заметно меньше, чем диаметр трубы 17 СПЗ того же внешнего размера. Таким образом, выбор размера трубы означает выбор пары значений: наружный диаметр, соответствующий гидравлической конструкции, и класс SDR, обеспечивающий требуемую допустимое давление и жесткость.

Рисунок 1. Изометрический вид конца трубы из ПЭВП с указанием наружного, внутреннего диаметра и толщины стенки. Зеленое кольцо — сплошная стенка трубы.

Стандартные размеры труб из полиэтилена высокой плотности и классы SDR

Труба из полиэтилена высокой плотности (HDPE) из PE100 с различными номинальными давлениями Эта труба из полиэтилена высокой плотности изготовлена из материала PE100 и доступна для классов давления от PN6 до PN16. Он соединяется посредством сварки горячим расплавом и подходит для ирригации, подключения к дому и более крупных линий подачи в широком диапазоне номинальных размеров. Посмотреть продукт →

Труба ПНД изготавливается номинальных размеров от 20 мм до 1600 мм в диаметре. Небольшие трубы (20–32 мм) обычно продаются в бухтах для орошения, капельных линий и подсоединения к дому. Средние размеры (50–160 мм) доступны в рулонах или прямых прутках, а большие диаметры поставляются в виде прямых отрезков длиной 6, 12 или 15 м. В таблице ниже перечислены общие номинальные размеры с соответствующей толщиной стенок для двух широко используемых классов SDR.

Закономерность закономерна: чем больше DN, тем толще стенка для того же SDR. Труба DN315 SDR 11 имеет толщину стенки 28,6 мм, что сопоставимо со стенкой стальной трубы аналогичного класса, что объясняет существенную экономию веса при работе с полиэтиленом высокой плотности на месте.

SDR: соотношение номинального давления труб из ПЭВП

Колено 90 градусов из полиэтилена высокой плотности для трубопроводных систем PE100 Это колено под углом 90 градусов позволяет поворачивать трубопроводы из полиэтилена высокой плотности под прямым углом, упрощая компоновку и адаптируясь к разнонаправленным переходам. Изготовленный из полиэтилена PE100, он обеспечивает устойчивость к ползучести и электрическую изоляцию, что обеспечивает гибкую и долговечную конструкцию системы. Посмотреть продукт →

Значение SDR не просто определяет геометрию — оно фиксирует номинальное давление. Для материала PE100 номинальное давление рассчитывается как:

ПН = 20 × МРС / (С × (СДР - 1))

где MRS — минимальная требуемая прочность (10 МПа для PE100, 8 МПа для PE80), а C — расчетный коэффициент, обычно 1,25 для применения в воде. Применение этой формулы дает классы номинального давления, показанные на рисунке 2.

Рисунок 2. Номинальное давление трубы PE100 HDPE по классу SDR, рассчитанное при 20 °C с расчетным коэффициентом 1,25.

SDR 11 является наиболее часто используемым классом для напорных трубопроводов, поскольку он обеспечивает давление 16 бар, что достаточно для большинства муниципальных систем водоснабжения, при разумной стоимости материала. SDR 17 (PN 10) используется для самотечных сетей низкого давления и орошения. Там, где ожидаются скачки давления или высокие рабочие температуры, 9 СДР или SDR 7,4 обеспечивают необходимый запас прочности. Та же логика применима и к фитингам: колено или тройник, сваренный встык, должны иметь тот же SDR, что и труба, чтобы толщина стенки соединения совпадала.

Как правильно выбрать размер трубы ПНД

Выбор диаметра начинается с гидравлических требований, а не с таблицы труб. Как только расчетный расход фиксируется, внутреннее отверстие определяет скорость и потерю напора, что приводит к стандартному наружному диаметру. Класс давления затем определяет толщину стенки. На рис. 3 сравнивается толщина стенки при DN160 для распространенных классов SDR — полезный ориентир при оценке того, сможет ли более тонкая и дешевая стенка SDR 17 удовлетворить требования к давлению.

Рисунок 3. Толщина стенки трубы ПНД DN160 по классам SDR. Меньший SDR означает более толстую стенку, более высокое номинальное давление и меньший внутренний диаметр.

Практический процесс выбора:

1. Рассчитайте необходимую площадь потока. Используйте гидравлическую формулу (Дарси-Вейсбаха или Хазена-Вильямса) вместе с расчетным расходом и приемлемой скоростью (обычно от 0,5 до 2,0 м/с в водных системах), а затем выберите наименьший подходящий стандартный внешний диаметр.
2. Переведите рабочее давление в класс PN. Включите в расчет скачок давления. Выберите класс SDR, который покрывает максимальный напор, включая гидроудар.
3. Учитывайте внешние нагрузки. Глубокое захоронение, транспортная нагрузка и осадка почвы могут потребовать более низкого SDR (более толстой стены), чем диктует одно лишь давление.
4. Проверьте совместимость фитинга и клапана. Все компоненты должны соответствовать наружному диаметру и SDR трубы; Электросварные и стыковые соединения зависят от одинаковой геометрии стенок. Наш Пошаговая инструкция по покупке ПЭ труб проходит весь этот процесс от предложения до поставки.

Распространенные ошибки при чтении размеров труб ПНД

Электросварная муфта HDPE с ПЭ100 и медной конструкцией Эта электросварная муфта сочетает в себе PE100 и медь для создания прочных соединений с высокой герметизацией и устойчивостью к коррозии. Он работает в кислой, щелочной или соленой среде и упрощает установку, обеспечивая при этом надежные соединения без утечек. Посмотреть продукт →

Ошибки в закупках обычно проявляются на стройке, а не в офисе. Вот ошибки, связанные с измерениями, которые мы чаще всего видим:

• Указание только номинального диаметра. «Труба 160 мм» не определяет допустимое давление. Всегда указывайте SDR или толщину стенки и марку материала, например «DN160 PE100 SDR11».
• Предполагается, что внутреннее отверстие соответствует номинальному размеру. Поскольку размер ПЭВП определяется по наружному диаметру, труба DN160 SDR11 имеет внутренний диаметр около 130,8 мм, а труба DN160 SDR17 имеет внутренний диаметр около 141 мм. Оборудование, выбранное для диаметра большего диаметра, может работать хуже при установке на трубу с более толстыми стенками.
• Смешивание классов SDR в одном конвейере. Соединение стыковой сваркой между трубами SDR 11 и SDR 17 не соответствует нормам, поскольку несоответствие толщины стенки препятствует правильному сварному шву. К электросварным муфтам предъявляются такие же требования.
• Игнорирование влияния температуры на номинальное давление. Значения PN по каталогу действительны при 20 °C. При 40 °C, согласно рекомендациям по проектированию обычных труб из полиэтилена, допустимое давление для PE100 примерно на 25 процентов ниже, что фактически приводит к выбору более низкого SDR.
• Забывая, что толщина стенки имеет допуски. ISO 4427 определяет отрицательные допуски от номинальной толщины стенки, поэтому фактический внутренний диаметр может быть немного больше расчетного. Это влияет как на площадь потока, так и на окружное напряжение.

Когда соответствие размеров имеет решающее значение, особенно для электросварных соединений и фланцевых соединений, перед утверждением графика проверьте наличие фитинга в соответствии с выбранными размерами трубы. Наш каталог продукции это полезное место для начала.

Часто задаваемые вопросы