Сталеві труби в санітарних інсталяціях - види, норми та застосування

---

Сталеві труби вже понад сто років є основою санітарних, опалювальних та газових інсталяцій. Незважаючи на зростаючу частку пластмас, сталь залишається незамінним матеріалом всюди, де потрібна виняткова механічна міцність, стійкість до високих температур або відповідність протипожежним нормам. У цій статті ми розглядаємо види сталевих труб, їх технічні параметри, норми, методи з'єднання та ситуації, в яких сталь досі є найкращим вибором.

Якщо ви проектуєте опалювальну інсталяцію і потрібно підібрати діаметри трубопроводів, скористайтеся нашим калькулятором підбору діаметрів трубопроводів. Для розрахунку водомісткості труб стане в нагоді калькулятор ємності труб.

Коротка історія сталевих труб

Початки виробництва сталевих труб сягають середини XIX століття. У 1855 році винахід конвертера Бессемера дозволив масове виробництво сталі, що відкрило шлях до виготовлення труб у великих кількостях. Перші труби виготовлялися шляхом прокатування сталевих листів та клепання швів. У 1920 році розпочалося електричне зварювання труб, а 1930-ті роки принесли динамічний розвиток цієї технології. З 1950-х років зварені сталеві труби стали стандартом для транспортування води та тепла по всьому світу.

У Польщі сталеві труби домінували в житловому будівництві у другій половині XX століття. Лише з 1990-х років вони почали поступово замінюватися трубами з пластмас та міді у водопровідних інсталяціях, проте в газових та опалювальних інсталяціях вони залишаються широко використовуваними до сьогодні.

Види сталевих труб

У санітарних інсталяціях використовуються три основні типи сталевих труб, кожен з яких має різні властивості та призначення.

Труби з чорної сталі (неоцинковані)

Труби з чорної сталі не мають жодного захисного покриття. Вони використовуються переважно в:

• інсталяціях центрального опалення (циркуляційна вода в замкненому контурі),
• газових інсталяціях (природний газ, зріджений газ),
• протипожежних інсталяціях (спринклерних системах).

Чорні труби можна зварювати та гнути на гаряче, що полегшує прокладання трубопроводів і зменшує кількість з'єднувальних елементів. Однак вони не придатні для інсталяцій господарчої води через відсутність антикорозійного захисту.

Оцинковані сталеві труби

Оцинковані труби мають цинкове покриття, нанесене методом гарячого цинкування, яке захищає сталь від корозії. Вони використовуються в:

• інсталяціях холодної господарчої води,
• інсталяціях гарячої господарчої води (до температури бл. 60°C).

Слід пам'ятати, що температури вище 60°C руйнують захисні властивості цинку. Тому оцинковані труби не використовуються в опалювальних інсталяціях. Крім того, оцинковані труби не можна зварювати та гнути на гаряче - їх з'єднують виключно на різьбу, що збільшує обсяг роботи та витрату з'єднувальних елементів.

Труби з нержавіючої сталі (кислотостійкої)

Труби з нержавіючої сталі (найчастіше марки 1.4401 та 1.4571) - це преміальне рішення, яке використовується там, де потрібна найвища стійкість до корозії:

• інсталяції питної води в громадських будівлях,
• інсталяції в харчовій та фармацевтичній промисловості,
• сонячні та опалювальні інсталяції з високими параметрами.

Розміри сталевих труб за PN-EN 10255

Нижче наведено найпопулярніші розміри різьбових сталевих труб, що використовуються в санітарних інсталяціях, відповідно до норми PN-EN 10255. Ці розміри є ключовими при підборі діаметрів - для розрахунків ви можете використати наш калькулятор підбору діаметрів трубопроводів.

Методи з'єднання сталевих труб

Вибір методу з'єднання сталевих труб залежить від типу інсталяції, матеріалу труби та необхідної ефективності монтажу.

Зварювання

Зварювання - це основний метод з'єднання труб з чорної сталі. Найчастіше використовується газове зварювання (ацетилено-кисневе) або електричне зварювання (MMA, TIG). Переваги зварювання:

• міцне, герметичне з'єднання,
• відсутність додаткових з'єднувальних елементів, що зменшують переріз,
• можливість виконання з'єднань у будь-якому положенні,
• низький опір потоку в місці зварного шва.

Недоліком є необхідність мати зварювальну кваліфікацію та неможливість демонтажу з'єднання без розрізання труби.

Різьбові з'єднання

Різьбові з'єднання використовуються як у чорних, так і в оцинкованих трубах. Це роз'ємні з'єднання, що полегшує обслуговування інсталяції. Потрібні різьбові фітинги (коліна, трійники, муфти, перехідники) та ущільнення (лляна пакля, тефлонова стрічка, анаеробні клеї).

Недоліком різьбових з'єднань є велика кількість фітингів, які збільшують опір потоку та є потенційними місцями витоків.

Пресові з'єднання (прес-фітинг)

Сучасний метод, що використовується переважно для труб з нержавіючої сталі та тонкостінних оцинкованих труб. Потребує спеціальних фітингів з ущільненнями EPDM або FKM та прес-кліщів. Переваги:

• швидкий монтаж без вогню та зварювальної кваліфікації,
• повторювана якість з'єднань,
• можливість застосування в пожежонебезпечних зонах.

Норми для сталевих труб

При проектуванні інсталяцій зі сталевих труб слід посилатися на відповідні норми:

• PN-EN 10255 - труби сталеві нелеговані, придатні для зварювання та нарізання різьби. Норма визначає розміри, допуски та технічні умови постачання. Це основна норма для інсталяційних труб.
• PN-EN 10217 - зварені сталеві труби для роботи під тиском. Охоплює ряд частин, включаючи труби з нелегованих та легованих сталей для транспортування рідин.
• PN-H-74200 (скасована, замінена на PN-EN 10255) - колишня польська норма для різьбових сталевих труб, яка досі часто згадується в старій проектній документації.
• PN-EN 10088 - корозійностійкі сталі. Визначає марки нержавіючих сталей, що використовуються, зокрема, в інсталяційних трубах.

Переваги сталевих труб

1. Виняткова механічна міцність - сталеві труби демонструють чудову стійкість до розтягування, стискання та згинання. Навіть на довгих відрізках вони не потребують частого підпирання, що полегшує прокладання трубопроводів.

2. Стійкість до високих температур - сталь має найнижчий коефіцієнт теплового розширення серед матеріалів, що використовуються в санітарних інсталяціях. Може працювати при температурах до 110°C (чорна сталь) без ризику деформації. Для розрахунку теплового подовження сталевих трубопроводів скористайтеся калькулятором компенсації теплових подовжень.

3. Стійкість до УФ-випромінювання - сталеві труби можуть використовуватися в місцях, що зазнають прямого сонячного світла, без деградації матеріалу.

4. Дифузійна герметичність - сталь не пропускає кисень всередину інсталяції, що усуває проблему кисневої корозії радіаторів та котлів у замкнених системах.

5. Вогнестійкість - сталеві труби не горять і зберігають несучу здатність в умовах пожежі, тому вони є обов'язковими в протипожежних інсталяціях.

Недоліки сталевих труб

1. Схильність до корозії - труби з чорної та оцинкованої сталі піддаються корозії. В інсталяціях господарчої води з оцинкованих труб корозійні аварії можуть з'явитися вже через 10-15 років експлуатації, особливо при агресивній воді.

2. Велика маса - сталева труба DN 50 важить понад 5 кг/м, що ускладнює транспортування та монтаж, особливо на висоті.

3. Висока теплопровідність - сталеві труби швидко віддають тепло в навколишнє середовище, що вимагає застосування теплоізоляції та збільшує втрати енергії.

4. Заростання перерізу - на внутрішніх стінках сталевих труб осідають продукти корозії та накип (сполуки кальцію та магнію), що з часом зменшує переріз та збільшує опір потоку.

5. Високі витрати на монтаж - хоча сам матеріал відносно дешевий, монтаж вимагає спеціалізованого обладнання (різьбонарізні верстати, зварювальні пальники, труборізи) та кваліфікованих монтажників з відповідними допусками.

6. Конденсація вологи - на неізольованих сталевих трубах легко конденсується волога з навколишнього середовища, що може призводити до зволоження стін та стель.

Де сталеві труби все ще є обов'язковими або рекомендованими?

Незважаючи на розвиток альтернативних матеріалів, існують застосування, в яких сталеві труби незамінні або вимагаються нормативами:

• Газові інсталяції - сталеві труби (чорні або оцинковані) залишаються основним матеріалом в інсталяціях природного газу та зрідженого газу в будівлях. Це вимагається правилами та нормами, зокрема PN-EN 1775. Якщо ви проектуєте газову інсталяцію, може знадобитися наш калькулятор газових інсталяцій низького тиску.
• Протипожежні інсталяції - спринклерні та гідрантні системи виконуються зі сталевих труб завдяки їх вогнестійкості.
• Центральне опалення - у великих об'єктах (котельні, теплові станції, теплові мережі) сталеві труби залишаються стандартом завдяки стійкості до тиску та температури.
• Промислові інсталяції - там, де виникають високі тиски, температури або агресивні механічні середовища.

Антикорозійний захист

Довговічність сталевої інсталяції значною мірою залежить від правильного антикорозійного захисту:

• Гаряче цинкування - цинкове покриття товщиною 55-85 мікрометрів забезпечує катодний та бар'єрний захист. Ефективне до температури бл. 60°C.
• Антикорозійні лакофарбові покриття - труби з чорної сталі фарбують суриком або епоксидними фарбами. Потребує ретельної підготовки поверхні (знежирення, піскоструминна обробка).
• Теплоізоляція - окрім теплоізоляційної функції, ізоляція захищає труби від вологи навколишнього середовища та обмежує конденсацію.
• Інгібітори корозії - у замкнених опалювальних інсталяціях до циркуляційної води додають інгібітори корозії, які утворюють захисний шар на внутрішній поверхні труб.
• Знеповітрювання інсталяції - видалення повітря з опалювальної інсталяції значно уповільнює корозійні процеси.

Альтернативи сталевим трубам

Сучасний ринок пропонує багато альтернативних матеріалів. Кожен з них має свої переваги та обмеження:

• Труби PP (поліпропіленові) - легкі, стійкі до корозії, прості в монтажі (зварювання). Використовуються в інсталяціях господарчої води та підлогового опалення. Обмеження: низька стійкість до УФ, дифузія кисню (у версіях без антидифузійного шару).
• Труби PEX (зі зшитого поліетилену) - гнучкі, стійкі до корозії, використовуються у водяних та опалювальних інсталяціях. Потребують пресових або обтискних фітингів.
• Мідні труби - довговічні, бактеріостатичні, стійкі до корозії. Використовуються в інсталяціях питної води, газових та сонячних. Недолік: висока ціна та необхідність паяння.
• Багатошарові труби (PEX-Al-PEX) - поєднують гнучкість пластмаси з антидифузійним бар'єром алюмінію. Популярні в опалювальних та водяних інсталяціях.

Жоден з вищезазначених матеріалів, однак, не замінює сталь у газових інсталяціях (вимоги нормативів), протипожежних інсталяціях (вогнестійкість) та у великих опалювальних інсталяціях з високими параметрами.

Практичні поради

1. Підбирайте діаметри на основі розрахунків - ніколи не підбирайте діаметр труби «на око». Використовуйте калькулятор підбору діаметрів або проектні розрахунки.
2. Застосовуйте відповідну ізоляцію - кожна сталева труба, що транспортує середовище з температурою вищою за температуру навколишнього середовища, повинна бути ізольована.
3. Уникайте поєднання сталі з міддю - прямий контакт сталі та міді призводить до гальванічної корозії. Використовуйте ізолюючі (діелектричні) фітинги.
4. Пам'ятайте про компенсацію подовжень - незважаючи на низький коефіцієнт теплового розширення, довгі відрізки сталевих труб також піддаються тепловому подовженню.
5. Знеповітрюйте опалювальні інсталяції - повітря в інсталяції прискорює корозію та погіршує ефективність системи.
6. Зберігайте труби в сухому місці - чорні сталеві труби іржавіють навіть під час зберігання. Перед монтажем перевірте стан внутрішньої поверхні.

Підсумок

Сталеві труби, незважаючи на більш ніж столітню присутність на ринку, залишаються незамінним матеріалом у багатьох інсталяційних застосуваннях. Ключем до довговічної та безаварійної сталевої інсталяції є правильний підбір типу труби (чорна, оцинкована, нержавіюча), відповідний метод з'єднання та ефективний антикорозійний захист.

Для проектування інсталяцій зі сталевих труб варто використовувати доступні розрахункові інструменти: калькулятор підбору діаметрів трубопроводів, калькулятор ємності труб та калькулятор компенсації теплових подовжень.

Повернутися до списку статей