Круглая труба
Круглая труба в электротехнике и энергетике: классификация, материалы, стандарты и применение
Круглая труба является одним из фундаментальных видов электротехнической продукции, используемой для механической защиты кабелей и проводов, прокладки трасс, организации кабельных систем, а также в качестве конструктивных элементов опор, корпусов и несущих конструкций. Её применение обусловлено оптимальным соотношением механической прочности, технологичности производства и монтажа, а также эффективной защитой от внешних воздействий.
Классификация круглых труб по материалу изготовления
Выбор материала трубы определяется условиями эксплуатации, требованиями к механической и коррозионной стойкости, электромагнитным свойствам и нормативными документами.
1. Стальные трубы
Наиболее распространенный тип для тяжелых условий эксплуатации. Подразделяются на:
- Трубы стальные водогазопроводные (ВГП) по ГОСТ 3262-75: Применяются для прокладки кабелей в земле, в бетоне, в условиях повышенных механических нагрузок. Могут быть обычной и повышенной точности изготовления, с цинковым покрытием (оцинкованные) или без него. Соединение — на резьбе или сварке.
- Трубы электросварные по ГОСТ 10704-91: Имеют более точные геометрические параметры и широкий сортамент по диаметру и толщине стенки. Используются для ответственных трасс, в том числе во взрывоопасных зонах.
- Трубы бесшовные по ГОСТ 8732-78: Обладают максимальной однородностью и прочностью. Применяются на особо ответственных участках, в энергетике высокого напряжения, в условиях вибрации и перепадов давления.
- Трубы поливинилхлоридные (ПВХ) жесткие: По ГОСТ Р 50827-2009 (аналогично EN 61386). Не поддерживают горение, стойки к химическим воздействиям. Применяются для скрытой и открытой прокладки внутри зданий, в кабельных каналах, лотках.
- Трубы полиэтиленовые (ПЭ) и гофрированные ПЭ/ПП трубы: Гибкие и особо гибкие трубы. Используются для прокладки в стяжке пола, под штукатуркой, в монолитных конструкциях. Гофрированные трубы с зондом облегчают протяжку кабеля.
- Трубы полипропиленовые (ПП): Обладают высокой термостойкостью (до +120°C кратковременно), стойкостью к изгибу. Применяются в горячих цехах, на солнечных электростанциях.
- Условный проход (Ду) и наружный диаметр (Dн): Измеряется в миллиметрах. Определяет возможность размещения кабелей с учетом заполнения (не более 35-40% живого сечения для нормального теплоотвода).
- Толщина стенки (s): Определяет механическую прочность, стойкость к смятию и ударным нагрузкам.
- Марка стали или тип полимера: Например, Ст2кп, Ст3пс для стальных труб или PVC-U (непластифицированный ПВХ) для пластиковых.
- Способ защиты: Оцинковка (горячая или электролитическая), окрашивание, отсутствие покрытия (черная сталь).
- Класс герметичности: Для пластиковых труб по ГОСТ Р 50827-2009 определяет степень защиты от проникновения пыли и влаги (IP).
- Ограничение связано с цинковым покрытием.
- Коэффициент заполнения: Суммарное сечение кабелей (по наружному диаметру) не должно превышать 35% внутреннего сечения трубы для одиночных кабелей и 40% для пучка. Это обеспечивает нормальный теплоотвод и возможность повторной протяжки.
- Допустимое количество и радиусы изгибов: Для облегчения монтажа и замены кабеля. Например, для стальных труб минимальный радиус изгиба составляет не менее 6Dн, для пластиковых — от 3Dн до 6Dн в зависимости от температуры и метода гибки.
- Требования к заземлению: Металлические трубы являются частью системы уравнивания потенциалов и должны быть надежно заземлены с обеих сторон. Пластиковые трубы не требуют заземления.
- Термическое воздействие: При параллельной прокладке с горячими трубопроводами необходимо учитывать нагрев и выбирать кабели и трубы с соответствующим температурным индексом.
- Резка: Труборезом или ножовкой по металлу. Торцы должны быть зачищены от заусенцев.
- Нарезка резьбы: Плашкой или на токарном станке. Для защиты резьбы применяются смазки.
- Соединение: Резьбовое с использованием соединительных муфт, сгонов, угольников. Герметизация — льняная прядь с суриком или фум-лента. Сварное соединение — для неразъемных трасс, требует квалификации сварщика.
- Гибка: На трубогибе или с помощью угловых отводов (тройников, колен). Запрещено уменьшать проходное сечение на изгибе.
- Крепление: Хомутами на шпильках, скобами к строительным конструкциям с шагом, указанным в проекте.
- Резка: Труборезом или ножовкой с последующей зачисткой заусенцев.
- Соединение: Раструбное с уплотнительным кольцом (для наружных работ) или клеевое (холодная сварка) с применением специального клея-растворителя для ПВХ. Клеевое соединение обеспечивает высокую механическую прочность и герметичность.
- Гибка: С помощью пружинного или трубного дорна, либо строительного фена с последующим охлаждением.
- Крепление: Клипсами, хомутами, скобами с шагом 0.8-1.5 м в зависимости от диаметра.
- Визуальный осмотр на отсутствие механических повреждений, правильность креплений.
- Проверку уклонов (для предотвращения скопления конденсата) и радиусов изгибов.
- Для металлических трасс — проверку непрерывности цепи заземления (сопротивление между точками не более 0.05 Ом).
- Для герметичных трасс — испытание на герметичность сжатым воздухом.
- Проверку наличия и состояния торцевых заглушек для защиты от попадания влаги и мусора до начала кабельных работ.
- sqrt(ΣS_каб / k), где D_тр — внутренний диаметр трубы, ΣS_каб — сумма площадей поперечного сечения всех кабелей по наружному диаметру, k — коэффициент заполнения (0.35-0.4). На практике часто используют табличные данные или специализированное ПО для трассировки. Важно предусмотреть запас 10-15% для возможного расширения сети.
2. Трубы из нержавеющей стали
Применяются в агрессивных средах (химическая промышленность, объекты пищевой промышленности, морские платформы), а также в помещениях с высокими требованиями к чистоте и коррозионной стойкости. Отличаются высокой стоимостью.
3. Пластиковые трубы
Получили широкое распространение благодаря коррозионной стойкости, диэлектрическим свойствам, малому весу и простоте монтажа.
4. Композитные и гибридные трубы
Например, металлорукав в ПВХ оболочке, сочетающий гибкость и механическую защиту металла с коррозионной стойкостью пластика.
Технические параметры и стандартизация
Основные параметры, регламентируемые стандартами:
| Параметр | Стальная оцинкованная (ВГП) | Гладкая ПВХ жесткая | Гофрированная ПЭ/ПП | Нержавеющая сталь |
|---|---|---|---|---|
| Механическая прочность | Очень высокая | Средняя | Низкая (защита от легких ударов) | Высокая |
| Стойкость к коррозии | Высокая (с покрытием) | Абсолютная | Абсолютная | Абсолютная |
| Диэлектрические свойства | Отсутствуют (проводник) | Отличные | Отличные | Отсутствуют (проводник) |
| Температурный диапазон | от -40 до +100°C* | от -25 до +60°C | от -25 до +90°C | от -60 до +500°C |
| Сложность монтажа | Высокая (резка, нарезка резьбы, сварка) | Средняя (резка, холодная гибка, склейка) | Низкая (отрезка ножом, гибка руками) | Очень высокая (специнструмент для резки/гибки) |
| Область применения | Прокладка в земле, в бетоне, взрывоопасные зоны, наружные трассы | Открытая и скрытая прокладка внутри зданий, кабельные каналы | Скрытая разводка в стенах, полах, подвесных потолках | Агрессивные среды, пищевая и фармацевтическая промышленность, АЭС |
Расчет и проектирование кабельных трасс с использованием круглых труб
При проектировании необходимо учитывать:
| Сечение жилы кабеля ВВГнг(А)-LS, кв.мм | Наружный диаметр кабеля, мм (прибл.) | Рекомендуемый условный проход трубы (Ду), мм | Наружный диаметр трубы, мм (прибл.) |
|---|---|---|---|
| 3×1.5 | 9.0 | 16 | 20 |
| 3×2.5 | 10.5 | 20 | 25 |
| 3×6.0 | 13.5 | 25 | 32 |
| 5×10 | 23.0 | 32 | 40 |
| 4×25 | 30.0 | 50 | 63 |
Монтаж и соединение круглых труб
Технология монтажа кардинально различается в зависимости от материала.
Монтаж стальных труб:
Монтаж пластиковых труб (ПВХ):
Контроль качества и приемка работ
Приемка смонтированных трасс включает:
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
1. Какую трубу выбрать для прокладки кабеля в земле?
Для прокладки в земле (траншее) следует применять двустенные гофрированные трубы из ПЭ (типа HDPE) с высокой кольцевой жестконостью (класс SN4 и выше) либо толстостенные стальные оцинкованные трубы (ВГП). Стальные трубы требуют дополнительной антикоррозионной защиты (битумная или полимерная лента). Пластиковые трубы должны быть защищены от ультрафиолета, если хранятся на поверхности до засыпки.
2. Можно ли использовать стальную трубу в качестве нулевого защитного проводника (PE)?
Согласно ПУЭ (п. 1.7.121, 1.7.123), стальные трубы электропроводок могут быть использованы в качестве защитного проводника при условии обеспечения непрерывности электрической цепи на всем ее протяжении. Все соединения (муфты, коробки) должны быть выполнены с обеспечением надежного электрического контакта. Однако, как правило, для функции PE предпочтительнее использовать отдельный проводник, проложенный внутри той же трубы.
3. Каковы требования к прокладке труб во взрывоопасных зонах?
Во взрывоопасных зонах любого класса по ПУЭ Гл. 7.3 и ГОСТ Р 51330.13 (МЭК 60079-14) обязательно применение стальных труб с резьбовыми соединениями. Запрещены соединения на сварке, кроме заводских. Трубы должны быть защищены от коррозии. На вводе во взрывоопасную зону и между зонами разных классов требуется установка сальниковых уплотнений для предотвращения перетекания взрывоопасных смесей.
4. Как рассчитать диаметр трубы для пучка контрольных кабелей?
Расчет выполняется по формуле: D_тр >= 1.4
5. В чем разница между трубами ПВХ по ГОСТ Р 50827-2009 и по ТУ?
Трубы, изготовленные по ГОСТ Р 50827-2009 (исполнение УХЛ1, УХЛ2), гарантированно соответствуют требованиям по ударной вязкости, стойкости к распространению пламени, нагревостойкости и маркировке. Трубы по ТУ могут иметь измененный состав сырья, что может негативно сказаться на хрупкости при низких температурах, поведении при пожаре или долговечности. Для ответственных объектов рекомендуется применение труб по ГОСТ.
6. Нужно ли заземлять металлорукав, проложенный в пластиковой трубе?
Да, металлические части электропроводки, включая металлорукав, должны быть заземлены независимо от того, проложены они внутри пластиковой трубы или нет. Пластиковая труба является изолятором и не отменяет требования ПУЭ к металлическим нетоковедущим частям, которые могут оказаться под напряжением в случае повреждения изоляции кабеля.
Заключение
Круглая труба остается незаменимым элементом в арсенале проектировщика и монтажника кабельных систем. Правильный выбор материала, типа, диаметра и способа монтажа трубы напрямую влияет на надежность, безопасность, ремонтопригодность и долговечность кабельной линии. Соблюдение требований нормативных документов (ПУЭ, СНиП, ГОСТ, серии стандартов МЭК) при проектировании, монтаже и приемке работ является обязательным условием для создания качественной и безопасной электротехнической инфраструктуры на объектах любого уровня сложности.