Труба диаметром 273 мм: технические характеристики, стандарты и области применения в электротехнике и энергетике
Труба с наружным диаметром 273 мм является одним из ключевых типоразмеров в промышленном и энергетическом строительстве. Данный диаметр, соответствующий условному проходу ДУ250, регламентирован отечественными и международными стандартами и широко применяется для прокладки кабельных линий, в качестве элементов конструкций, для транспортировки сред и в качестве обсадных труб. В контексте электротехнической продукции основное назначение таких труб — защита силовых и контрольных кабелей от механических повреждений, агрессивных сред, блуждающих токов и для обеспечения возможности замены или добавления кабелей без проведения земляных работ.
Стандартизация и основные типы труб 273 мм
Трубы диаметром 273 мм изготавливаются по различным стандартам, определяющим их технические условия, методы производства, сортамент и область применения.
1. Стальные трубы
Наиболее распространенный тип для ответственных конструкций и прокладки в сложных условиях.
- Электросварные прямошовные (ГОСТ 10704-91, ГОСТ 10705-80): Применяются для кабельных эстакад, технологических трубопроводов, опор. Толщина стенки от 3,5 до 12 мм (чаще 6-8 мм для кабельных систем).
- Водогазопроводные (ВГП) по ГОСТ 3262-75: Выпускаются с условным проходом ДУ250. Имеют резьбу или муфты. Применяются реже из-за меньшей толщины стенки и веса.
- Бесшовные горячедеформированные (ГОСТ 8731-74, ГОСТ 8732-78): Используются для высоконапорных систем, в особо ответственных узлах. Отличаются повышенной прочностью.
- Трубы с изоляционными покрытиями: Для защиты от коррозии наносятся покрытия: усиленная изоляция типа «Пенетрон», цементно-песчаное покрытие, экструдированный полиэтилен, оцинковка.
- Трубы ПНД (полиэтилен низкого давления) по ГОСТ 18599-2001 (ТУ): Гибкие, коррозионностойкие, диэлектрические. SDR 11, SDR 17. Применяются как защитные футляры.
- Трубы ПВХ (поливинилхлоридные) жесткие: По ГОСТ 28117-89 (ТУ). Используются для открытой и закрытой прокладки кабелей.
- Двустенные гофрированные трубы (типа «Корсис»): Гибкая труба с гладкой внутренней и гофрированной внешней стенкой из ПЭ или ПП. Высокая кольцевая жесткость при гибкости.
- Заполнение трубы: Согласно ПУЭ 2.3.84, сумма сечений прокладываемых кабелей не должна превышать 35% внутреннего сечения трубы для облегчения монтажа и обеспечения теплоотвода.
- Тепловой расчет: При прокладке нескольких силовых кабелей в одной трубе необходимо выполнять расчет допустимых токовых нагрузок с учетом взаимного нагрева и теплоотводящих свойств материала трубы и окружающей среды.
- Механическая прочность: Для стальных труб проверяется на сжатие, изгиб, устойчивость при использовании в качестве несущих конструкций. Для полимерных — проверка кольцевой жесткости на сжатие грунтом (SN).
- Коррозионная стойкость: Определяется тип изоляционного покрытия или материал трубы (оцинковка, ПНД) в зависимости от агрессивности грунта и наличия блуждающих токов.
- Стальные трубы: Соединение осуществляется сваркой (наиболее надежно) или на резьбовых муфтах (для ВГП). Перед укладкой в грунт обязательна проверка целостности изоляционного покрытия. Укладка ведется на подготовленное песчаное основание с последующей обсыпкой и уплотнением.
- Трубы ПНД: Соединение производится стыковой сваркой с помощью терморезисторных муфт или электромуфтовой сваркой, что создает монолитное, герметичное соединение. Для футляров часто используют раструбные соединения с уплотнительными кольцами.
- Гофрированные трубы: Соединяются с помощью муфт с резиновыми уплотнителями или специальных полимерных муфт.
- Проверку сертификатов и маркировки.
- Визуальный и измерительный контроль геометрических параметров.
- Для стальных труб — неразрушающий контроль сварных швов (ультразвуковой, вихретоковый).
- Испытание на сплющивание, изгиб, раздачу (выборочно, по стандартам).
- Для изолированных труб — контроль толщины и сплошности покрытия (дефектоскопия высоким напряжением).
- S, где Dн=273 мм, S=8 мм. Следовательно, Dвн = 273 — 16 = 257 мм.
- 25 = 6825 мм, то есть около 6.8 метров. При использовании в ГНБ радиус определяется возможностями оборудования и обычно значительно больше.
2. Полимерные трубы
Используются для бестраншейной прокладки (ГНБ, прокол), в агрессивных грунтах, как футляры.
3. Асбестоцементные и железобетонные трубы
Применяются для коллекторов и кабельной канализации. Диаметр 273 мм не является основным для этого типа, чаще используются большие размеры.
Технические параметры и сортамент
Ключевые параметры для выбора трубы 273 мм: наружный диаметр, толщина стенки, масса, материал, кольцевая жесткость (для полимерных), марка стали.
Таблица 1. Основные параметры стальных труб Ø273 мм
| Тип трубы | Толщина стенки, мм | Масса 1 м, кг (приблиз.) | Марка стали (пример) | Стандарт |
|---|---|---|---|---|
| Электросварная | 6.0 | 39.5 | Ст3сп, 09Г2С | ГОСТ 10704-91 |
| Электросварная | 8.0 | 52.3 | Ст3сп, 09Г2С | ГОСТ 10704-91 |
| ВГП | 8.0 (обычная) | 52.3 | Ст3сп | ГОСТ 3262-75 |
| Бесшовная горячедеф. | 12.0 | 77.2 | 20, 09Г2С | ГОСТ 8732-78 |
Таблица 2. Основные параметры полимерных труб Ø273 мм
| Тип трубы | SDR / Класс жесткости | Толщина стенки, мм | Кольцевая жесткость, кПа (не менее) | Применение |
|---|---|---|---|---|
| ПНД (ПЭ80) | SDR 11 | 24.8 | — | Футляры, защитные кожухи |
| ПНД (ПЭ100) | SDR 17 | 16.1 | — | Кабельная канализация |
| Двустенная гофра (ПЭ/ПП) | SN8 | ~ (мин. 2.0) | 8 | Бестраншейная прокладка |
| ПВХ жесткая | — | ~6.0-8.0 | Высокая | Открытая прокладка |
Области применения в электроэнергетике и смежных отраслях
1. Кабельная канализация и коллекторы
Трубы диаметром 273 мм используются для строительства многоканальной кабельной канализации при большом количестве силовых кабелей напряжением 6-110 кВ. В один такой футляр может быть протянуто несколько кабелей меньшего диаметра с учетом требований ПУЭ по заполнению (не более 35-40% внутреннего сечения для удобства монтажа).
2. Горизонтальное бурение (ГНБ) и проколы
Полиэтиленовые трубы ПНД SDR11 диаметром 273 мм — стандартное решение для бестраншейной прокладки футляров под автомобильными и железными дорогами, водными преградами. После затягивания трубы в нее протягиваются защищенные кабели.
3. Кабельные эстакады и галереи
Стальные трубы 273 мм служат несущими элементами конструкций (опорами, пролетами) при надземной открытой прокладке кабельных трасс на промышленных предприятиях, в распределительных устройствах.
4. Защита кабелей при траншейной прокладке
В грунтах с высокой коррозионной активностью, риском механических повреждений или в зонах с блуждающими токами кабели укладываются в стальные трубы с изоляционным покрытием. Труба диаметром 273 мм позволяет обеспечить необходимый зазор для теплоотвода.
5. Проходки через стены и фундаменты
Используются в качестве гильз (футляров) для герметичного и пожаробезопасного прохода кабельных пучков через строительные конструкции, обеспечивая возможность замены кабеля и защиту от распространения огня и воды.
6. Технологические трубопроводы
В энергетике (ТЭЦ, АЭС) трубы данного диаметра применяются для систем технического водоснабжения, отопления, пара низкого давления, воздуха.
Расчеты и нормативы при проектировании
При проектировании трасс с использованием труб 273 мм необходимо учитывать следующие параметры:
Монтаж и соединение
Технология монтажа зависит от материала трубы.
При протяжке кабеля внутрь трубы обязательно использование кабельной смазки и направляющих роликов. Радиус изгиба трассы должен соответствовать минимально допустимому для кабеля и для самой трубы.
Контроль качества и испытания
Приемка труб включает:
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
1. Какой внутренний диаметр у стальной трубы 273×8 мм?
Внутренний диаметр (Dвн) рассчитывается как: Dвн = Dн — 2
2. Сколько кабелей сечением 3×120 мм² можно проложить в трубе 273 мм?
Приблизительный внешний диаметр кабеля 3×120 мм² составляет около 45-50 мм. Площадь сечения внутреннего канала трубы 257 мм: ~51800 мм². Площадь сечения кабеля ~1800 мм². При норме заполнения 35%: 51800*0.35 / 1800 ≈ 10 кабелей. Однако необходимо учитывать требования ПУЭ к взаимному нагреву и фактическую возможность протяжки. На практике для силовых кабелей такое количество не рекомендуется, обычно 4-6.
3. Что лучше для ГНБ: сталь или ПНД?
Для ГНБ практически всегда используется ПНД (ПЭ100, SDR11). Причины: гибкость, коррозионная стойкость, меньший вес, возможность сварки длинных плетей, диэлектрические свойства, что исключает электрокоррозию. Сталь используется в исключительных случаях при необходимости сверхвысокой механической прочности футляра.
4. Как защитить стальную трубу от коррозии в грунте?
Применяются комбинированные системы защиты: пассивная (изоляционное покрытие) и активная (катодная защита). Стандартные покрытия: усиленная изоляция на основе экструдированного полиэтилена или полимерных лент. Обязателен контроль качества покрытия после укладки и регулярный мониторинг потенциала при наличии катодной защиты.
5. Каков минимальный радиус изгиба для трубы ПНД 273 мм SDR11?
Минимальный радиус изгиба (Rmin) для труб ПНД при монтаже составляет примерно 25-30 наружных диаметров. Для трубы 273 мм: Rmin = 273
6. Чем регламентируется 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), ГОСТы на конкретные виды труб, проектная документация.
7. Нужно ли заземлять стальную трубу, в которой проложен кабель?
Да, стальная труба, используемая в качестве защитного футляра, является сторонней проводящей частью и подлежит заземлению на обоих концах в соответствии с требованиями ПУЭ (п. 1.7.76, 2.3.87). Это обеспечивает электробезопасность и защиту от наведенных потенциалов.
8. Какая разница между трубами по ГОСТ 10704-91 и ГОСТ 3262-75 на диаметре 273 мм?
Труба по ГОСТ 3262-75 (ВГП) предназначена для водопроводов и газопроводов, имеет стандартизированную систему резьб и муфт, обычно меньший диапазон толщин стенок. Труба по ГОСТ 10704-91 — электросварная общего назначения, имеет более широкий сортамент по толщинам и длинам, поставляется без резьбы, чаще используется для строительных и каркасных конструкций, включая кабельные эстакады.
Заключение
Труба диаметром 273 мм представляет собой универсальный и востребованный конструктив в электроэнергетике. Правильный выбор ее типа (стальная, ПНД, гофрированная), марки, толщины стенки и системы защиты определяется конкретными условиями проекта: способом прокладки, нагрузкой, коррозионной обстановкой, требованиями к пожарной безопасности и диэлектрическим свойствам. Строгое соблюдение стандартов, норм проектирования (ПУЭ) и технологий монтажа является залогом долговечности и надежности создаваемых кабельных трасс и инженерных систем.