Труба диаметром 168 мм: технические характеристики, стандарты и области применения в электротехнике и энергетике
Труба с наружным диаметром 168 мм является одним из ключевых типоразмеров в линейке трубной продукции, используемой в электротехническом строительстве, энергетике и промышленной инфраструктуре. Данный диаметр, соответствующий 168.3 мм по стандартам ГОСТ и ISO, относится к категории крупногабаритных труб и находит применение в качестве защитных оболочек для силовых кабелей, элементов конструкций воздушных линий электропередачи (ЛЭП), системах заземления, а также в технологических трубопроводах. Основными материалами для производства таких труб являются сталь (электросварная и бесшовная), полиэтилен низкого давления (ПНД) и, в отдельных случаях, асбестоцемент. Выбор конкретного типа трубы определяется условиями эксплуатации, требованиями к механической прочности, коррозионной стойкости, диэлектрическим свойствам и экономической целесообразностью.
1. Стальные трубы диаметром 168 мм
Стальные трубы 168 мм являются наиболее распространенными для задач, требующих высокой механической надежности. Они изготавливаются в соответствии с несколькими ключевыми стандартами.
1.1. Электросварные прямошовные трубы (ГОСТ 10704-91, ГОСТ 10705-80)
Изготавливаются из листовой стали (штрипса) путем формовки и последующей сварки продольного шва. Широко применяются для прокладки кабельных линий в земле (в траншеях) и в кабельных каналах при необходимости защиты от значительных механических нагрузок, смещений грунта, вибраций. Трубы могут поставляться как без изоляции (черные), так и с наружной антикоррозионной изоляцией (битумная, полимерная) для подземной прокладки. Основные параметры:
- Наружный диаметр (Dн): 168 мм (номинально 168.3 мм).
- Толщина стенки (s): От 3.0 до 8.0 мм, наиболее распространены 4.0, 4.5, 5.0, 6.0 мм.
- Длина: Мерная (6-12 м) и немерная.
- Марки стали: Ст1-3сп/пс, 08пс, 08Ю, 17Г1С и другие в зависимости от требований к прочности.
- Толщина стенки: От 5.0 до 20.0 мм и более.
- Применение: Элементы металлоконструкций подстанций, опоры, штанги, гильзы для заземления.
- Наружный диаметр (Dн): 168 мм (по ГОСТ 18599-2001, ISO 4427).
- SDR (Standard Dimension Ratio): Показатель, определяющий отношение наружного диаметра к толщине стенки. От SDR зависит кольцевая жесткость и рабочее давление.
- SDR 11: Толщина стенки ~15.3 мм. Высокая кольцевая жесткость. Для глубокой прокладки (до 10 м) и мест с высокой внешней нагрузкой.
- SDR 13.6: Толщина стенки ~12.3 мм.
SDR 17: Толщина стенки ~9.8 мм. Стандартное применение для кабельных футляров на глубине 2-4 метра.
- SDR 21: Толщина стенки ~8.0 мм.
- SDR 26: Толщина стенки ~6.5 мм. Для прокладки на малой глубине с минимальной нагрузкой.
- Типы: Гладкие (для скрытой прокладки) и гофрированные (двухслойные, с высокой кольцевой жесткостью при гибкости).
- Цвет: Для кабельной канализации чаще используется черный или оранжевый (сигнальный) цвет.
1.2. Бесшовные горячедеформированные трубы (ГОСТ 8732-78)
Производятся методом проката или прессования цельной стальной заготовки (гильзы). Отсутствие сварного шва обеспечивает повышенную равнопрочность по всей окружности, что критически важно для высоконапряженных конструкций, например, опор ЛЭП, порталов распределительных устройств, работающих на изгиб и сжатие.
1.3. Трубы для опор ЛЭП (ГОСТ 10704-91, ТУ 14-3-567-76)
Труба 168 мм часто используется в качестве составной части (стойки) металлических многогранных опор ВЛ. Для этого применяются трубы с повышенными требованиями к качеству стали, точности геометрии и срезу торцов.
2. Полиэтиленовые трубы (ПНД) диаметром 168 мм
Трубы из полиэтилена низкого давления (ПЭ 80, ПЭ 100) получили широкое распространение в качестве защитных футляров (кабельных каналов) для прокладки силовых и контрольных кабелей. Их ключевые преимущества — химическая стойкость, полная неподверженность электрохимической коррозии, гладкая внутренняя поверхность (облегчающая протяжку кабеля), диэлектрические свойства и меньший вес по сравнению со сталью.
3. Области применения в электротехнике и энергетике
3.1. Кабельная канализация и защитные футляры
Это основное применение для труб диаметром 168 мм. Они служат для организации групповых кабельных трасс в земле, защиты кабелей от механических повреждений, блуждающих токов, агрессивных грунтовых вод. Через такие трубы прокладывают кабели напряжением до 220 кВ включительно. Стальные трубы требуют обязательной катодной защиты и изоляции, ПНД трубы — нет.
3.2. Конструкции воздушных линий электропередачи и подстанций
Стальная труба 168 мм используется как:
- Стойка (ствол) сборно-стоечной опоры ВЛ.
- Элемент решетчатых конструкций (раскосы, траверсы).
- Мачта для подвески оборудования на подстанциях.
- Гильза для заземления — вертикальный заземлитель, погружаемый в грунт.
3.3. Технологические трубопроводы
В энергоблоках, котельных, на гидро- и тепловых электростанциях трубы данного диаметра могут использоваться для систем технического водоснабжения, дренажа, отвода продуктов сгорания (газоходы) при низком давлении, обвязки вспомогательного оборудования.
4. Ключевые технические параметры и таблицы
4.1. Таблица 1. Основные характеристики стальных труб Ø168 мм по ГОСТ 10704-91
| Толщина стенки, мм | Внутренний диаметр, мм | Масса 1 метра, кг (при плотности 7.85 г/см³) | Площадь внутреннего сечения, см² | Момент сопротивления, W, см³ |
|---|---|---|---|---|
| 4.0 | 160.3 | 16.18 | 201.8 | 152.5 |
| 4.5 | 159.3 | 18.14 | 199.3 | 170.0 |
| 5.0 | 158.3 | 20.10 | 196.8 | 187.1 |
| 6.0 | 156.3 | 23.97 | 191.9 | 219.7 |
| 7.0 | 154.3 | 27.79 | 187.0 | 250.7 |
| 8.0 | 152.3 | 31.57 | 182.1 | 280.1 |
4.2. Таблица 2. Характеристики ПНД труб (ПЭ100) Ø168 мм по SDR
| SDR | Толщина стенки, мм | Внутренний диаметр, мм | Масса 1 метра, кг (при плотности 0.95 г/см³) | Минимальная кольцевая жесткость, кН/м² | Типовое применение для кабелей |
|---|---|---|---|---|---|
| 11 | 15.3 | 137.4 | ~6.9 | 16 | Глубокая прокладка, автодороги, тяжелые условия |
| 17 | 9.8 | 148.4 | ~4.5 | 8 | Стандартная подземная кабельная канализация |
| 21 | 8.0 | 152.0 | ~3.7 | 6.3 | Прокладка с малой нагрузкой |
| 26 | 6.5 | 155.0 | ~3.0 | 4 | Защитные футляры при щадящих условиях |
5. Монтаж и особенности эксплуатации
Для стальных труб: Соединение осуществляется сваркой (предпочтительно) или на резьбовых муфтах. При подземной прокладке обязательна внешняя изоляция (битумно-полимерная лента, напыляемая изоляция) и устройство катодной защиты. Необходима заделка торцов после протяжки кабеля негорючими уплотнителями для предотвращения попадания влаги и распространения огня. Требуется расчет на прочность при больших пролетах и нагрузках.
Для ПНД труб: Соединение производится с помощью стыковой или муфтовой сварки, а также электромуфт, что создает герметичную систему. Для протяжки кабелей используются лебедки и специальные чулки. Гладкие внутренние стенки минимизируют риск повреждения изоляции кабеля. ПНД трубы не требуют дополнительной защиты от коррозии, но нуждаются в песчаной подушке и обсыпке при укладке в грунт для равномерного распределения нагрузки.
6. Сравнительный анализ: сталь vs ПНД
- Прочность на сжатие/изгиб: Сталь однозначно превосходит ПНД, что важно при высоких нагрузках.
- Коррозионная стойкость: ПНД абсолютно коррозионностоек, сталь требует защиты.
- Диэлектрические свойства: ПНД — изолятор, что исключает потери на вихревые токи и обеспечивает гальваническую развязку. Сталь — проводник, может требовать дополнительной изоляции от блуждающих токов.
- Вес и трудоемкость монтажа: ПНД трубы легче, их проще транспортировать и монтировать.
- Стоимость: Часто стоимость ПНД труб с учетом монтажа и отсутствия затрат на антикоррозийную защиту оказывается ниже стальных аналогов.
- Гибкость: Гофрированные ПНД трубы обладают определенной гибкостью, стальные — жесткие.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
1. Какой максимальный диаметр кабеля можно проложить в трубе 168 мм?
Рекомендуется, чтобы суммарный диаметр пучка кабелей не превышал 0.7-0.75 внутреннего диаметра трубы для облегчения протяжки. Для трубы с внутренним диаметром ~150 мм (сталь, стенка 8 мм) максимальный внешний диаметр одного кабеля не должен превышать 110-115 мм. Для ПНД трубы SDR17 (внутр. диам. ~148 мм) — аналогично. Для пучка кабелей расчет ведется по суммарному сечению.
2. Нужно ли заземлять стальную трубу, используемую как кабельный футляр?
Да, обязательно. Стальная труба, находящаяся в земле и являющаяся протяжным путем для силового кабеля, должна быть заземлена с двух сторон для выравнивания потенциалов и безопасности. Требования регламентированы ПУЭ (гл. 2.3).
3. Можно ли использовать трубу 168 мм в качестве гильзы для заземления?
Да, это распространенная практика. Стальная труба (часто с толщиной стенки 4.5-5 мм) длиной 2.5-3 метра используется в качестве вертикального заземлителя. Ее преимущество перед уголком — большее сечение и лучший контакт с грунтом при том же расходе металла.
4. Какой SDR ПНД трубы выбрать для прокладки под дорогой?
Для прокладки под дорогами с интенсивным движением, особенно грузового транспорта, рекомендуется использовать трубы с максимальной кольцевой жесткостью: SDR11 или двустенные гофрированные трубы с классом жесткости SN8 или выше. Обязательна укладка в предварительно подготовленный жесткий короб или на глубину, исключающую динамическую нагрузку от транспорта.
5. Существуют ли нормативы по радиусу изгиба для труб 168 мм?
Для стальных труб радиус изгиба при монтаже методом гнутья очень велик и зависит от толщины стенки и метода гибки (холодная/горячая). Обычно он составляет не менее 15-20 наружных диаметров (2.5-3.5 м). Гофрированные ПНД трубы имеют минимальный радиус изгиба, указанный производителем (например, 1.2-2 м для диаметра 168 мм). Гладкие ПНД трубы не гнутся, для изменения направления используются фитинги (отводы, колена).
6. Как защитить стальную трубу от коррозии при подземной прокладке?
Применяется комбинированная защита: пассивная (изоляционное покрытие) и активная (катодная защита). Стандартное покрытие — двух- или трехслойное полимерное (эпоксидное, полиэтиленовое) или усиленное битумное. Катодная защита осуществляется с помощью протекторов (гальванических анодов из магния/цинка) или станций катодной защиты (наложенного тока).
7. Какие документы регламентируют применение труб для кабельной прокладки?
Основные документы: ПУЭ (Главы 2.1, 2.3), СП 76.13330.2016 «Электротехнические устройства», СНиП 3.05.06-85 (актуализированная редакция), ГОСТ Р 50889-96 (сооружения кабельной канализации), отраслевые стандарты (СТО 56947007-29.240.99.002-2008 и др.).
Заключение
Труба диаметром 168 мм представляет собой универсальный и востребованный конструктив в электроэнергетике. Ее применение варьируется от пассивной защиты кабельных линий в грунте до активной роли несущего элемента в ответственных металлоконструкциях. Выбор между стальной и полиэтиленовой трубой должен основываться на комплексном технико-экономическом расчете, учитывающем все условия прокладки и эксплуатации: механические нагрузки, коррозионную активность среды, требования к диэлектрическим свойствам, срок службы и бюджет проекта. Правильный подбор типа трубы, ее толщины стенки, способа соединения и защиты является залогом надежности и долговечности создаваемой инфраструктуры.