L1.Т2.1.2. Номінальний тиск.

Номінальний тиск – це параметр, що використовується в трубопроводах та об’ємних апаратах в якості признаку для узгодження елементів трубопроводу та деталей об’ємних апаратів по максимально допустимому тиску в них, а це, в свою чергу, забезпечує співпадіння конструкторських виконань елементів та співпадіння спряжених розмірів (розмірів, що забезпечують під’єднання).

Номінальний тиск позначається PN150 (в літературі англійською та німецькими мовами) або Рy=150 (в літературі пострадянського простору). Таке позначення означає конструкція та матеріал трубопроводу чи апарату допускають створення в них надлишкового тиску 150 бар (або 150 атм) при температурі 20ºС. Спосіб з’єднання елементів – відстань між кріпильними елементами, їх кількість та геометричні розміри, також повинні забезпечувати надійну експлуатацію при створені даного тиску. Номінальний тиск приводиться як безрозмірна величина. Для регламентування виробництва труб та арматури, забезпечення їх взаємозамінності від різних виробників і виходячи з практичного досвіду були вибрані стандартизовані значення номінальних тисків: 1, 1.6, 2.5, 4, 6, 10, 16, 25, 40, 63, 100, 160, 25, 400, 630, 1000, 1600, 2500, 4000, 6300. Таким чином, якщо необхідно створити трубопровід з максимально допустимим тиском 20 атм то вибираються елементи трубопроводу з PN25. Зрозуміло, що і арматура для цього трубопроводу вибирається з PN25.

Слід враховувати, що номінальний тиск співпадає з максимально допустимим тиском лише при 20ºС. Зі збільшенням температури механічні властивості матеріалів, в переважній більшості випадків зменшуються. Тому при підвищених температурах максимально допустимий тиск може суттєво бути меншим від номінального тиску. Для прикладу, якщо трубопровід виготовлений з сталі 15Мо3 з номінальним тиском PN63, то максимально допустимий тиск в цьому трубопроводі при 20ºС становить 63 бар а при 400 ºС лише 45 бар.

L1.Т2.1.3. Матеріал трубопроводу.

Третьою характеристикою трубопроводу є матеріал з якого він виконаний. Матеріал трубопроводу повинен забезпечити механічні властивості трубопроводу. Підбір матеріалу трубопроводу проводиться при виконанні конструкторських робіт, тому в межах даного курсу лекцій не розглядається. Але слід зауважити, що при виборі матеріалу трубопроводу слід враховувати як корозійну стійкість матеріалу в середовищі, що буде транспортуватись трубопроводом так і можливість забруднення реагенту, що транспортується, матеріалом трубопроводу. Якщо перше, зажди забезпечується при грамотному проведенні проектно-конструкторських робіт, то другий фактор, може бути упущено по різним причинам: на момент проектно-конструкторських робіт може бути ще невідомим вплив всіх домішок на перебіг хімічних процесів через незавершеність пошукових робіт, неправильно складеного технічного завдання на проведення конструкторських робіт. Неконтрольовані домішки, навіть в незначних кількостях, можуть, в кращому випадку, суттєво змінити перебіг хімічних процесів, повністю зупинити його – в гіршому випадку або привести до вибуху – в найгіршому випадку. Це слід пам’ятати технологам, які мають намір внести зміни в конструкції обладнання при проведенні ремонтних робіт. Для внесення змін необхідно досконало знати не лише даний технологічний процес так і всі суміжні процеси, що з ним тим чи іншим чином пов’язані.

* *

*

Таким чином, характеристики трубопроводів, а саме, умовний прохід характеризує пропускну спроможність трубопроводу, номінальний тиск трубопроводу визначає максимально допустимий тиск, що може бути створений в трубопроводі та геометричні розміри кріплень елементів трубопроводу а матеріал трубопроводу визначає, які середовища можуть по ньому транспортуватись.

Для того щоб пояснити, чому умовний прохід лише приблизно рівний внутрішньому діаметру труби розглянемо наступний приклад. В при виробництві труб по цілому ряду причин регламентується їх зовнішній діаметр. При сталому зовнішньому діаметрі виробляється номенклатура труб з різною товщиною стінки. В таблиці 2.1 зроблено вибірку з загальної таблиці для стальних труб з зовнішнім діаметром 219,1 мм.

Таблиця 2.1. Співвідношення між умовним проходом, зовнішнім та внутрішнім діаметром труби.

Зовнішній діаметер, мм	219,1	219,1	219,1	219,1	219,1	219,1
Товщина стінки, м	5,9	6,3	7,1	10	16	25
Внутрішній діаметр, мм	207,3	206,5	204,9	199,1	187,1	169.1
Допускається в трубопроводах з номінальним тиском	до PN6	до PN25	до PN63	до PN100	до PN160	до PN250
Умовний прохід	DN200	DN200	DN200	DN200	DN200	DN200

Зрозуміло, що на даній серії труб створюються трубопроводи з DN200 для різних номінальних тисків. Але при різній товщині стінки внутрішній діаметр змінюється від 207, 3 до 169,1 мм, що лише приблизно рівно 200. Якщо сюди додати ще труби з іншого матеріалу, наприклад чавуну або леговані, з тим же зовнішнім діаметром, то розкид по внутрішньому діаметру ще більше збільшиться, але все рівно можна буде вважати, що приблизно рівно 200 та будувати на основі них трубопроводи з DN200. Тому введено признак умовного проходу, на який орієнтуються виробники фітингів, арматури, фланців та інш.

На технологічних схемах вводиться позначення кожного трубопроводу, яке будується на основі вищерозглянутих характеристиках трубопроводу. Так наприклад позначення трубопроводу 3-40-25-Ст3 означає, що це трубопровід 3 з DN40 та PN25 труби якого виготовлені з нелегованої сталі Ст3. Слід відмітити, що часто матеріал трубопроводу вказується через клас і виконання. Так наприклад 3-40-25-В8 буде означати трубопровід 3 з DN40 та PN25 труби якого виготовлені з легованої сталі класу B з виконанням 8. Але в такому випадку повинна бути пояснююча записка з розшифровкою класів та виконань.