Труба оцинкованная 114 мм
Труба оцинкованная 114 мм: технические характеристики, стандарты и применение в электротехнике и энергетике
Труба оцинкованная с наружным диаметром 114 мм представляет собой стальной электросварной или бесшовный прокат, защищенный цинковым покрытием методом горячего цинкования. В контексте электротехнической и кабельной продукции данный типоразмер является одним из ключевых для организации механической защиты силовых и контрольных кабелей, прокладываемых в земле (в траншеях), в производственных помещениях, тоннелях, кабельных эстакадах и галереях. Основное назначение – обеспечение сохранности кабельных линий от механических повреждений, воздействия грунта, блуждающих токов, грызунов, а также для локализации возможных возгораний. Диаметр 114 мм (или условный проход ДУ100) оптимально подходит для прокладки одиночных кабелей крупных сечений или пучков кабелей среднего сечения.
Нормативная база и стандарты производства
Производство оцинкованных труб диаметром 114 мм регламентируется рядом межгосударственных и национальных стандартов, что определяет их точные геометрические и механические параметры.
- Основной стандарт на трубу: ГОСТ 10704-91 «Трубы стальные электросварные прямошовные. Сортамент». Для бесшовных труб – ГОСТ 8732-78. Диаметр 114 мм относится к ряду стандартных наружных диаметров.
- Стандарт на цинковое покрытие: ГОСТ 9.307-89 «Покрытия цинковые горячие. Общие требования и методы контроля». Толщина покрытия для изделий данной группы обычно составляет не менее 30 мкм (масса покрытия 200-400 г/м²), что обеспечивает надежную защиту от коррозии.
- Стандарт для применения в качестве кабельных каналов: ПУЭ (Правила Устройства Электроустановок), глава 2.3 «Кабельные линии напряжением до 220 кВ». В частности, разделы, касающиеся прокладки кабелей в стальных трубах для защиты от механических повреждений.
- Стандарт на электросварные трубы: ГОСТ 10705-80 «Трубы стальные электросварные. Технические условия».
- Высокая механическая прочность: Защита от сдавливания грунтом, вибрационных нагрузок, точечных ударов.
- Коррозионная стойкость: Цинковое покрытие обеспечивает долговечность в различных грунтах (срок службы 20-30 лет и более в зависимости от агрессивности среды).
- Защита от электромагнитных воздействий: Стальная труба выполняет функцию экрана от блуждающих токов, магнитных полей промышленной частоты.
- Огнестойкость и локализация: Препятствует распространению огня при возгорании кабеля.
- Защита от грызунов.
- Хорошая ремонтопригодность трассы: Возможность замены кабеля без вскрытия грунта (методом протяжки).
- Высокая стоимость по сравнению с неметаллическими альтернативами (ПНД, Асбоцемент).
- Большая масса и трудоемкость монтажа: Требует применения грузоподъемной техники, квалификации сварщиков.
- Подверженность коррозии в сильноагрессивных средах: Требуется дополнительная катодная защита или изоляция.
- Необходимость обязательного заземления для выравнивания потенциалов и безопасности.
- Образование конденсата внутри при перепадах температур, что требует герметизации торцов или устройства дренажа.
- Прокладка силовых кабелей 6-35 кВ в земле (траншеях): При пересечении автомобильных и железных дорог, въездов на территорию, в местах с высокой вероятностью механических повреждений (строительные площадки).
- Ввод кабельных линий в здания и сооружения: Через фундаменты и стены для обеспечения механической защиты и герметизации.
- Прокладка кабелей на территории промышленных предприятий: В цехах с тяжелыми условиями эксплуатации (металлургия, машиностроение), где существует риск падения тяжелых предметов или воздействия агрессивных сред.
- Устройство переходов через искусственные и естественные преграды: В комбинации с другими методами защиты.
- Монтаж кабельных эстакад и галерей: В качестве жестких коробов для укладки пучков кабелей.
- Защита кабелей систем АСУ ТП, КИПиА: От электромагнитных помех в условиях мощного промышленного оборудования.
- Создание заземляющих устройств: Использование в качестве вертикальных или горизонтальных заземлителей (требует расчета и согласования).
- Подготовка трассы: Трубы укладываются на подготовленное, уплотненное основание (подушку из песка) с уклоном не менее 0.2% для стока воды.
- Соединение: Стыки должны быть прочными и герметичными. При сварке место шва необходимо окрасить цинкосодержащим составом для восстановления антикоррозионных свойств.
- Заземление: Каждая труба и вся трасса в целом должны быть заземлены. Обеспечивается электрическая непрерывность между всеми отрезками труб и муфтами.
- Защита от конденсата: При прокладке в земле с перепадами температур или при выходе из земли торцы труб герметизируются специальными заглушками (манжетами) с кабельным вводом, полость может заполняться гидрофобным составом.
- Радиус изгиба: Минимальный радиус изгиба трубы при монтаже должен быть не менее 10 ее наружных диаметров (для 114 мм – 1140 мм). Изгиб выполняется на трубогибочном станке, без образования гофр и сплющивания сечения.
- Затягивание кабеля: Производится с использованием кабельных чулок и лебедки, с применением специальной смазки, не разрушающей изоляцию. Сила тяжения строго нормируется.
- Резьбовое соединение на муфтах: На концах труб нарезается цилиндрическая резьба, соединение осуществляется стальной оцинкованной муфтой. Наиболее правильный способ с точки зрения сохранения защиты и обеспечения разъемности.
- Сварка: После сварки шов необходимо тщательно зачистить и покрыть специальным цинк-наполненным грунтом или холодным цинкованием для восстановления антикоррозионного слоя.
- Соединительные элементы с зажимами: Использование специальных хомутов или обойм, обеспечивающих механическую и электрическую непрерывность.
- Нанесение дополнительного изоляционного покрытия на заводе или на месте (битумные, полимерные ленты).
- Устройство катодной защиты (протекторной или с использованием станций катодной поляризации).
- Прокладка труб в защитных бетонных лотках или каналах с обратной засыпкой инертным материалом (песок).
Технология производства и конструктивные особенности
Процесс изготовления включает несколько этапов. Сначала производится стальная труба-основа (заготовка). Для электросварной трубы используется штрипс (стальная лента), которая формуется в цилиндр и сваривается по прямой линии (шов) высокочастотными токами. Бесшовная труба изготавливается методом прокатки или прошивки цельной стальной заготовки. Ключевой этап – горячее цинкование. Подготовленная труба (очищенная, обезжиренная, протравленная и флюсованная) погружается в ванну с расплавленным цинком при температуре около 450°C. В результате на поверхности стали, включая сварной шов, образуется прочный сплав железа и цинка, а затем и слой чистого цинка. Это обеспечивает барьерную и электрохимическую (протекторную) защиту.
Для монтажа кабельных трасс трубы поставляются в мерных отрезках (обычно 6 или 12 метров) или в немерной длине. Концы труб должны быть зачищены от заусенцев (заварены или раззенкованы) для предотвращения повреждения изоляции кабеля при протяжке. Соединение труб между собой осуществляется с помощью резьбовых муфт, сваркой или специальными соединительными элементами с обеспечением электрического контакта для непрерывности заземляющей цепи.
Основные технические параметры и сортамент
Труба оцинкованная 114 мм характеризуется следующими взаимосвязанными параметрами: наружный диаметр (Dн), толщина стенки (s), внутренний диаметр (Dвн), масса одного погонного метра. Толщина стенки определяет механическую прочность и, соответственно, область применения.
| Наружный диаметр (Dн), мм | Толщина стенки (s), мм | Внутренний диаметр (Dвн), мм | Масса 1 м (теоретическая), кг | Область применения (в электротехнике) |
|---|---|---|---|---|
| 114 | 3.0 | 108.0 | 8.21 | Прокладка в слабоагрессивных грунтах, внутри помещений, где нет значительных внешних нагрузок. |
| 4.0 | 106.0 | 10.85 | Наиболее распространенный вариант для кабельной защиты в траншеях, под дорогами с умеренной нагрузкой. | |
| 5.0 | 104.0 | 13.44 | Прокладка под автомагистралями, железнодорожными путями, в зонах с повышенными механическими нагрузками. | |
| 6.0 | 102.0 | 15.98 | Для особо ответственных трасс, в сейсмических зонах, в условиях риска просадки грунта. |
Важным параметром является проходное сечение (внутренний диаметр). Согласно ПУЭ, заполнение трубы кабелями при их одновременной прокладке не должно превышать 35% от ее внутреннего диаметра для облегчения монтажа и обеспечения теплоотвода. Для трубы 114х4 мм (Dвн=106 мм) допустимая суммарная площадь сечения кабелей составляет примерно 88 см².
Преимущества и недостатки оцинкованных труб для кабельных линий
Преимущества:
Недостатки:
Области применения в энергетике и электротехнике
Труба оцинкованная 114 мм применяется в следующих ключевых случаях:
Монтаж и требования ПУЭ
Прокладка кабелей в оцинкованных трубах должна выполняться в строгом соответствии с требованиями ПУЭ и СНиП.
Сравнение с альтернативными материалами защиты кабеля
| Материал / Тип изделия | Преимущества | Недостатки | Предпочтительная область применения |
|---|---|---|---|
| Труба оцинкованная 114 мм | Максимальная механическая прочность, экранирование, огнестойкость. | Высокая стоимость, масса, коррозия в агрессивных средах. | Ответственные пересечения, зоны высоких нагрузок, промышленные объекты. |
| Труба ПНД гофрированная двустенная (ДКС) 110 мм | Легкость, коррозионная стойкость, низкая стоимость, простота монтажа. | Меньшая прочность на сжатие, горючесть, отсутствие экранирования. | Типовые траншейные прокладки в неагрессивных грунтах без высоких нагрузок. |
| Труба асбоцементная 100 мм | Низкая стоимость, негорючесть, стойкость к гниению. | Хрупкость, гигроскопичность, большой вес, сложность обработки, вредность асбестовой пыли. | Применение сокращается из-за экологических норм. |
| Лотки и короба кабельные металлические | Хорошая доступность для ремонта, вентиляция. | Открытая прокладка, требуется защита от внешних воздействий. | Прокладка по стенам и конструкциям внутри помещений и на эстакадах. |
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
1. Как рассчитать, сколько кабелей можно проложить в трубе 114 мм?
Согласно ПУЭ п.2.3.84, при прокладке в трубах заполнение их кабелями (по сумме сечений) должно быть не более 35% внутреннего сечения трубы. Для трубы 114х4 мм (Dвн=106 мм) внутренняя площадь S=πR²=3.14(5.3)²≈88.2 см². Допустимая площадь кабелей: 88.2 0.35 = 30.87 см². Таким образом, можно, например, проложить три кабеля сечением жилы 3х120 мм² (примерный диаметр такого кабеля ~40 мм, площадь ~12.5 см² каждый) или комбинацию кабелей меньших сечений. Необходимо также учитывать радиус изгиба кабеля.
2. Нужно ли заземлять оцинкованную трубу с проложенным кабелем?
Да, обязательно. Согласно ПУЭ п.2.3.86, металлические оболочки и броня кабелей, а также металлические трубы, в которых они проложены, должны быть заземлены с обоих концов. Это необходимо для выравнивания потенциалов, защиты от наведенного напряжения и обеспечения безопасности при повреждении изоляции. Непрерывность заземляющего контура по всей длине трассы обязательна.
3. Чем отличается оцинкованная труба от неоцинкованной (черной) для кабельной прокладки?
Черная стальная труба без покрытия подвержена быстрой коррозии в грунте и во влажной атмосфере. Коррозия приводит к уменьшению толщины стенки (потере прочности), образованию свищей и разрушению. Оцинкованная труба имеет в 5-7 раз более высокий срок службы в аналогичных условиях. Использование черных труб для постоянной подземной прокладки не рекомендуется и допускается лишь как временная мера или внутри сухих помещений с последующей окраской.
4. Как соединять отрезки оцинкованных труб между собой?
Существует три основных способа:
5. Что такое ДУ100 и как это соотносится с диаметром 114 мм?
ДУ (Диаметр Условный) 100 – это условный проход, номинальный параметр, примерно соответствующий внутреннему диаметру трубы в миллиметрах. Для стальной водогазопроводной трубы (ВГП) по ГОСТ 3262-75 наружный диаметр при ДУ100 составляет 114 мм. В кабельной практике чаще оперируют именно наружным диаметром (114 мм) и толщиной стенки, так как внутренний диаметр (проходное сечение) является ключевым для выбора.
6. Как защитить трубу от коррозии в очень агрессивном грунте?
При прокладке в грунтах с высокой коррозионной активностью (блуждающие токи, низкое удельное сопротивление, кислая среда) применяют дополнительные меры:
7. Можно ли использовать трубу 114 мм для прокладки оптоволоконного кабеля?
Да, и это часто практикуется, особенно для магистральных ответственных линий связи. Стальная труба обеспечивает механическую защиту ОК и, что критически важно, защищает его от грызунов, которые часто повреждают пластиковые оболочки. Дополнительно, металлическая труба обеспечивает экранирование от электромагнитных помех. Внутри трубы обычно размещают полиэтиленовую суб-трубку (гофру) меньшего диаметра, в которую затем задувают или затягивают сам оптоволоконный кабель.