Размеры труб: объяснение IPS: наружные диаметры, метрические эквиваленты и выбор фитингов

Два монтажных приспособления, один рулон из двух труб из ПВДФ и ящик с фланцевыми переходниками DN 50. Все приходит вовремя и ничего не подходит: труба имеет внешний диаметр 60,3 мм, а переходник выточен под наружный диаметр 50 мм. Ни один ярлык не является ошибочным. Детали просто относятся к двум разным системам определения размеров, и IPS — это та, которая привлекает большинство проектных команд.

Сначала краткий ответ. IPS (размер железной трубы) — номинальное обозначение Северной Америки. Начиная с 1/2 дюйма и выше, число в названии не соответствует ни наружному диаметру, ни внутреннему диаметру. Что он действительно фиксирует, так это внешний диаметр, унаследованный непосредственно от стальной трубы: 1 дюйм IPS всегда имеет внешний диаметр 33,4 мм, 2 дюйма всегда 60,3 мм, 4 дюйма всегда 114,3 мм, независимо от толщины стенки. Метрическая термопластичная труба работает наоборот: DN 50 означает наружный диаметр 50 мм. Эти две системы не взаимозаменяемы ни при каком размере, и их смешивание в одной спецификации является наиболее распространенной причиной выхода из строя первого сварного соединения или разрыва фланца при вводе в эксплуатацию.

Далее следует, что на самом деле контролирует число IPS, как оно соотносится с метрическими размерами и как обеспечить согласованность размеров труб, фитингов и клапанов в рамках одной работы.

Что на самом деле означает IPS и почему цифра вводит в заблуждение

IPS выросла из практики производства железных и стальных труб девятнадцатого века. Производители стандартизировали внешний диаметр, чтобы резьба, муфты и фланцы разных заводов сопрягались; когда для более высокого давления требовалась более тяжелая стенка, они утолщали стенку внутрь и оставляли наружную поверхность нетронутой. Это единственное решение по-прежнему управляет системой, и оно объясняет, почему трубы Schedule 40 и Schedule 80 одного и того же номинального размера ввинчиваются в один и тот же фитинг, имея при этом заметно разные отверстия.

Термопластическая труба применяет ту же логику, но в другом словаре. Толщина стенки определяется классом давления, выраженным в SDR или номинальном давлении, например 1,0 МПа или 1,6 МПа, при этом наружный диаметр остается фиксированным. Труба PPH с внешним диаметром 63 мм имеет стенку примерно 5,7 мм в классе 1,6 МПа и стенку примерно 3,6 мм в классе 1,0 МПа. Тот же внешний диаметр, те же фитинги, другой диаметр отверстия, другой расход.

Прочитайте внимательно третий столбец. Диаметр трубы «1 дюйм» составляет 33,4 мм, что более чем на треть больше, чем следует из названия, а труба диаметром 1/2 дюйма имеет диаметр 21,3 мм, а не 12,7 мм. Тот, кто переведет номинальную цифру прямо в миллиметры, ошибется в обе стороны, в одном и том же порядке.

IPS и метрические размеры не заменяют друг друга ни при каком диаметре.

Самый заманчивый вариант — принять 2 дюйма за 50 мм и двигаться дальше. Ближайшие метрические размеры термопласта близки, но погрешность идет в обе стороны, что и делает предположение опасным: ниже 1-1/4 в трубе IPS немного больше метрического эквивалента, а от 1-1/2 вверх немного меньше. Бригада, которая один раз «исправляет» рисунок, а затем повторно использует правило в другом месте, в конечном итоге закажет неправильные детали.

Зазор от 0,2 до 2,7 мм на месте означает, что из неподходящих друг к другу деталей невозможно собрать ни сварное, ни фланцевое соединение. Сварка раструба зависит от наружного диаметра трубы, входящей в отверстие фитинга, в пределах допуска производителя, поэтому труба диаметром 60,3 мм не сядет в раструб на 50 мм, а труба диаметром 50 мм будет свободно сидеть в раструбе на 60,3 мм. Фланцевые переходники больше не прощают ошибок, поскольку диаметр болта, количество отверстий и размеры торцевой поверхности также различаются для моделей класса ANSI 150 и PN 10/16, даже если отверстие номинально совпадает.

Один и тот же номинальный размер может скрывать два разных отверстия

Решения по размеру редко останавливаются на внешнем диаметре. Пропускная способность зависит от диаметра отверстия, причем диаметр отверстия задается по классу давления, а не по номинальному размеру, указанному на чертеже.

Возьмите трубу диаметром 63 мм. В классе 1,6 МПа толщина стенки составляет около 5,7 мм, а диаметр отверстия около 51,6 мм. В классе 1,0 МПа толщина стенки опускается примерно до 3,6 мм, а отверстие раскрывается примерно до 55,8 мм. Это примерно 8-процентная разница в диаметре и примерно на 17 процентов больше проходного сечения в более низком классе давления — этого достаточно для изменения скорости в линии и часто достаточно для изменения рабочей точки насоса.

Скорость – это число, за которым стоит следить. Для термопластичных трубопроводов постоянные скорости примерно от 1 до 2,5 м/с позволяют контролировать потерю давления и риск скачков давления; выше этого диапазона быстрое закрытие клапана может привести к тому, что скачок давления превысит кратковременную прочность материала. Взаимосвязь между диаметром, расходом, скоростью и давлением более подробно изложена в нашей заметке о как связаны диаметр трубы, расход, скорость и давление , который стоит прочитать, прежде чем будет установлен размер строки.

Температура добавляет вторую поправку. Номинальное давление термопласта указано при 20 °C, а допустимое рабочее давление падает по мере повышения рабочей температуры, поэтому труба на 1,6 МПа при 60 °C не является трубой на 1,6 МПа. Поэтому выбор диаметра и класса давления следует производить вместе, а не один за другим.

Подбор фитингов и клапанов в соответствии с имеющейся у вас трубой

После того, как система размеров определена, остальная часть спецификации должна следовать ей. Размеры фитингов и клапанов соответствуют наружному диаметру и стенке трубы, поэтому участок, построенный из метрических компонентов PPH, не следует дополнять деталями IPS, как бы близко эти два названия ни выглядели на бумаге.

Что касается труб, мы производим трубы из PPH, PPN и PVDF с метрическим наружным диаметром от 20 мм и выше, класс давления указан на этикетке, чтобы можно было подтвердить диаметр отверстия перед установкой.

Трубы из β-PPH 1,6 МПа для метрических участков Ознакомьтесь с вариантами труб из β-PPH с номиналом 1,6 МПа и метрическими наружными диаметрами от DN15/D20 и выше для подходящих узлов пластиковых трубопроводов. Посмотреть продукт →

Что касается фитинга, выберите тип соединения, а затем размер, поскольку они связаны между собой. Сварка раструбов горячим расплавом — самый быстрый вариант для небольших размеров; Короткие и удлиненные фитинги под стыковую сварку подходят для больших диаметров и более высоких классов давления; Фланцевые переходники и опорные кольца используются там, где необходимо разорвать участок для технического обслуживания или присоединить его к фланцевому клапану.

Фланцевый переходник β-PPH для соединений пластиковых труб Соедините секции труб или всоедините их в фланцевые клапаны с помощью этого фланцевого переходника из β-PPH, предлагаемого в размерах от DN15/D20 до DN300/D315. Посмотреть продукт →

Valves добавляют еще одно решение. Концы с двойным соединением позволяют отвинчивать и обслуживать шаровой кран без разрезания трубопровода, а фланцевые концы подходят для большего диаметра отверстия и более высоких крутящих моментов. В любом случае, торцевое соединение должно иметь тот же внешний диаметр, что и труба, между которой оно находится — клапан, обозначенный как «2 дюйма», не будет перекрывать трубу диаметром 60,3 мм и трубу диаметром 50 мм.

Шаровой кран с двойным соединением β-PPH и регулятором расхода Ознакомьтесь с этим шаровым краном с двойным соединением β-PPH с индикацией на ручке, стопорной гайкой и угловой шкалой для регулирования расхода в пластиковых трубопроводных системах. Посмотреть продукт →

Закажите трубы, фитинги и клапаны одной размерной системы, одного семейства материалов и одного класса давления, и риск сборки снизится до уровня обычного мастерства.

Пятиминутная проверка размера перед выпуском заказа на поставку

1. Подтвердите систему отсчета на чертеже: укажите, соответствует ли спецификация наружному диаметру IPS или метрической системе, и запишите ответ в основной надписи, а не оставляйте его подразумеваемым.
2. Измеряйте, а не предполагайте. Проверьте внешний диаметр поставленной трубы штангенциркулем в трех точках по длине и сравните его с отверстием фитинга, а не с номинальным размером, указанным в упаковочной накладной.
3. Сопоставьте класс давления с рабочей температурой и давлением, помня, что опубликованное значение указано при 20 °C.
4. Рассчитайте диаметр отверстия, затем проходное сечение, затем скорость. Две трубы с одинаковым наружным диаметром могут отличаться по площади проходного сечения примерно на 17 процентов при изменении толщины стенки.
5. Убедитесь, что тип соединения доступен в нужном вам размере и что сварочное оборудование на месте соответствует этому диапазону диаметров.
6. Проверьте рисунок фланца. Фланцы классов ANSI 150 и PN 10/16 различаются диаметром болтов и количеством отверстий, даже если поверхности выглядят одинаково.

Ни одна из этих проверок по отдельности не занимает много времени. Если их пропустить вместе, они являются обычной причиной продления простоя на один день, пока не будут найдены запасные части.

Часто задаваемые вопросы

IPS — это то же самое, что NPT?

Нет. IPS описывает серию наружных диаметров трубы, а NPT описывает форму резьбы, нарезанную на этой трубе. На практике эти два понятия связаны: на трубе с внешним диаметром 33,4 мм нарезается резьба NPT 1 дюйм, но труба может иметь размер IPS вообще без какой-либо резьбы.

Имеет ли труба IPS диаметром 1 дюйм отверстие диаметром 1 дюйм?

Почти никогда. В стали сортамента 40 диаметр трубы IPS диаметром 1 дюйм составляет около 26,6 мм, а в трубе из термопласта диаметр отверстия определяется SDR или классом давления, а не фиксированным графиком. Внешний диаметр — единственный размер, который надежно прогнозируется номинальным размером.

Можно ли соединить трубу IPS непосредственно с метрической трубой?

Не раструбной или стыковой сваркой, потому что внешние диаметры различаются больше, чем допускает любой допуск на сварку. Для перехода требуется специальный адаптер или фланцевое соединение, обе стороны которого с самого начала были указаны в соответствии с одним и тем же стандартом фланцев.

Какие размеры и материалы доступны для метрической системы?

Наш ассортимент труб включает β-PPH, PPN и PVDF классов 1,0 МПа, 1,6 МПа и 6 МПа в зависимости от материала, поддерживаемых соответствующими фитингами в сериях раструбов из термоклея, с короткими и удлиненными стыковыми сварными швами, а также шаровыми, дроссельными, обратными и приемными клапанами с накидными или фланцевыми концами.

Правильный размер с первого раза

Если получена спецификация с цифрами IPS и вам нужен метрический эквивалент, самый безопасный путь — работать с наружным диаметром и классом давления, а не с номинальным числом. Отправьте нам чертеж, среду, рабочую температуру и требуемый расход, и мы подтвердим, какой метрический размер и класс давления действительно подойдет к линии, а также какие фитинги и клапаны следует заказать вместе с ней.

Вы можете связаться с нашей технической командой через страница контактов , и мы вернемся со списком размеров, который вы можете использовать напрямую.