Переходы концентрические с внешним диаметром 159/114 мм: технические характеристики, применение и монтаж

Переходы концентрические стальные, с условным обозначением типоразмера по внешним диаметрам 159/114 мм, представляют собой фитинги для трубопроводных систем, предназначенные для соединения двух участков труб разного диаметра по одной центральной оси. Данный конкретный типоразмер является одним из наиболее востребованных в промышленных сетях среднего давления, где осуществляется переход с трубопровода Ду 150 (наружный диаметр 159 мм) на трубопровод Ду 100 (наружный диаметр 114 мм) или наоборот. Изделия изготавливаются в соответствии с ГОСТ 17378-2001 (переходы штампованные) или сериями стандартов ASME B16.9, DIN 2616. Основное назначение – плавное изменение пропускной способности, скорости потока и давления рабочей среды в системе.

Конструктивные особенности и технология изготовления

Переход 159/114 мм является концентрическим, что означает совпадение осей входного и выходного патрубков. Геометрически он представляет собой усеченный конус. Ключевыми конструктивными параметрами являются:

• Наружный диаметр большего конца (D_н): 159 мм.
• Наружный диаметр меньшего конца (d_н): 114 мм.
• Толщина стенки (S). Является критическим параметром и определяется рабочим давлением и характеристиками материала. Для переходов по ГОСТ 17378 толщина стенки, как правило, соответствует толщине стенки соединяемых труб по рядам 2 или 3 (усиленных). Распространенные значения: 4,5 мм, 6 мм, 8 мм для рядов 2, 2У, 3 соответственно.
• Длина перехода (L). Существует два основных исполнения: короткое (К) и длинное (Д). Для диаметров 159/114 мм примерная длина составляет: короткий переход – около 150 мм, длинный – около 250 мм. Длинные переходы обеспечивают более плавное изменение гидродинамических параметров потока, снижая турбулентность и потери давления.
• Угол конусности (α). Рассчитывается исходя из диаметров и длины.

Технологии изготовления включают в себя:

• Штамповка (вытяжка) из листового металла: Наиболее распространенный метод по ГОСТ. Заготовка (кружка) из листовой стали нагревается и подвергается холодной или горячей штамповке с последующей механической обработкой торцов.
• Вальцовка из листовой заготовки: Стальной лист разрезается на трапециевидную заготовку, которая затем вальцуется в коническую форму с последующей сваркой продольного шва.
• Токарная обработка из поковки или толстостенной трубы: Применяется для изготовления переходов из специальных сталей или для систем сверхвысокого давления.

Материалы изготовления и марки стали

Выбор материала определяется параметрами рабочей среды (температура, давление, химическая агрессивность). Основные группы материалов:

Таблица 1. Распространенные марки сталей для переходов 159/114 мм

Группа материала	Марки стали (примеры)	Стандарты	Область применения
Углеродистые стали обыкновенного качества	Ст3сп, Ст3пс	ГОСТ 14637, ГОСТ 380	Водопроводные, отопительные сети, системы вентиляции с неагрессивными средами при температурах до +300°С.
Качественные углеродистые и низколегированные стали	20, 09Г2С, 17Г1С	ГОСТ 8731, ГОСТ 19281	Паропроводы, трубопроводы горячего водоснабжения, промышленные сети с давлением до 10 МПа и температурой до +450°С. Сталь 09Г2С устойчива к низким температурам.
Коррозионно-стойкие (нержавеющие) стали	12Х18Н10Т, 08Х18Н10, AISI 304, AISI 316	ГОСТ 5632, ASTM A403	Пищевая, химическая, фармацевтическая промышленность, системы с высокоагрессивными средами (кислоты, щелочи).
Легированные стали повышенной теплостойкости	15Х5М, 12Х1МФ	ГОСТ 20072	Трубопроводы в нефтепереработке (сероводородсодержащие среды), энергетика (паровые линии высоких параметров).

Области применения в энергетике и промышленности

Переходы 159/114 мм находят широкое применение в следующих отраслях:

• Теплоэнергетика: В системах теплоснабжения (тепловые сети от котельной до распределительных пунктов), в технологических линиях котельных и ТЭЦ для подключения оборудования (насосы, теплообменники, запорная арматура) к магистральным трубопроводам.
• Нефтегазовая промышленность: На технологических установках подготовки и перекачки нефти и газа, где требуется ступенчатое изменение диаметра трубопровода в соответствии с изменением давления и расхода продукта.
• Химическая промышленность: В аппаратных и межцеховых коммуникациях для транспортировки химических реагентов между емкостями и реакторами разного масштаба.
• Промышленное строительство: В системах водоснабжения, канализации и вентиляции крупных производственных объектов.

Контроль качества и испытания

Каждый переход, особенно для ответственных систем, должен подвергаться контролю. Основные виды контроля:

• Визуальный и измерительный контроль (ВИК): Проверка геометрических размеров (диаметры, толщина стенки, длина), углов скоса кромок, качества внутренней и внешней поверхности.
• Ультразвуковой контроль (УЗК): Для выявления внутренних дефектов материала (расслоения, непровары).
• Контроль химического состава и механических свойств: Проводится по сертификатам на материал или выборочными испытаниями образцов.
• Гидравлические (пневматические) испытания: Проводятся для проверки герметичности и прочности под давлением, превышающим рабочее (обычно в 1.5 раза).

Монтаж и сварные соединения

Монтаж переходов осуществляется исключительно с помощью сварки (электродуговая, газовая). Порядок работ:

1. Подготовка: Проверка маркировки, очистка внутренней полости и наружной поверхности от загрязнений, зачистка кромок под сварку.
2. Прихватка: Центрирование перехода относительно осей соединяемых труб и временное крепление прихватками (3-4 шва по периметру).
3. Сварка корневого шва: Наиболее ответственная операция, обеспечивающая правильное проварку стыка. Выполняется вручную или автоматически.
4. Заполнение разделки и облицовочный шов: Послойное наложение сварочных валиков до полного заполнения разделки кромок.
5. Контроль сварного шва: Визуальный контроль, неразрушающий контроль (радиографический или ультразвуковой) для ответственных швов.

Важно: При сварке необходимо использовать электроды или сварочную проволоку, соответствующие марке стали перехода и труб. Для разнородных сталей (например, соединение углеродистой и нержавеющей) применяются специальные переходные материалы.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается переход 159/114 мм по ГОСТ 17378 от перехода по ASME B16.9?

Основные отличия заключаются в системе стандартизации. ГОСТ 17378 жестко регламентирует диаметры, длины и толщины стенок по «рядам» для конкретных условных давлений (Py). ASME B16.9 определяет в первую очередь наружные диаметры и номинальные размеры (NPS), при этом толщина стенки (schedule, Sch) выбирается проектировщиком независимо от типоразмера фитинга. Переход 159/114 мм соответствует NPS 6×4. При заказе по ASME необходимо дополнительно указывать Schedule (например, Sch 40, Sch 80), который определит толщину стенки и, соответственно, массу и давление.

Как правильно подобрать толщину стенки перехода?

Толщина стенки перехода должна быть не менее толщины стенки трубы большего диаметра, к которой он присоединяется, и должна соответствовать расчетному давлению в системе. В проектной документации, как правило, указывается ряд (2, 3, 2У) или Schedule. При самостоятельном подборе необходимо руководствоваться формулами расчета на прочность по ГОСТ 32388 или ASME B31.3, учитывая допустимые напряжения для материала, внутреннее давление и прибавки на коррозию.

Можно ли использовать переход 159/114 мм для газа?

Да, но с строгим соблюдением нормативов. Для газопроводов горючих газов (природный, сжиженный) необходимо применение переходов, изготовленных из сталей, предусмотренных стандартами для газотранспортных систем (например, ГОСТ Р 55596), с обязательным проведением неразрушающего контроля сварных швов и гидравлическими испытаниями готового узла. Маркировка и сертификация таких изделий обязательны.

Как маркируется переход 159/114 мм?

Маркировка наносится несмываемой краской или клеймением на наружную поверхность и включает: товарный знак изготовителя, условный диаметр (Ду 150/100 или 159/114), толщину стенки (ряд или S), марку стали, клеймо технического контроля, номер партии. Для нержавеющих сталей часто указывается номер плавки.

Что такое эксцентрический переход и когда он применяется вместо концентрического 159/114 мм?

Эксцентрический переход имеет смещенные оси входного и выходного патрубков, что позволяет сохранить постоянный уровень нижней или верхней образующей трубопровода. Типоразмер 159/114 мм также существует в эксцентрическом исполнении. Его основное применение – на всасывающих линиях насосов (для предотвращения образования воздушных мешков) и в трубопроводах, где требуется обеспечить самотек жидкости без образования застойных зон.

Заключение

Переход концентрический 159/114 мм является стандартизированным, но критически важным элементом трубопроводной арматуры, обеспечивающим надежное и эффективное изменение сечения потока. Его корректный выбор по материалу, толщине стенки и стандарту изготовления, качественный монтаж и контроль напрямую влияют на безаварийную работу и долговечность всей трубопроводной системы. Проектировщикам и монтажникам необходимо уделять особое внимание соответствию характеристик перехода параметрам технологического процесса и требованиям нормативной документации.