Как идеально ровно отрезать край любой трубы

Площадь трубы через сечение и поверхность: формула через диаметр

Площадь трубы

Решая определённые инженерные задачи, очень часто нужно произвести расчет площади наружной и внутренней поверхности трубопровода или его сечения. Для расчета площади, следует воспользоваться формулой, которая рассчитывается на основе величины диаметра и длины трубы.

Эта статья расскажет о том, необходимы ли другие параметры, когда может пригодиться такой расчет и как его осуществлять.

Когда это может пригодиться?

Начать следует с определения случаев, когда подобные расчеты могут пригодиться:

Они могут быть полезны при необходимости рассчитать теплоотдачу через трубопровод. Всё это считается на основе площади поверхности, которая отдает окружающей среде тепловую энергию от теплоносителя. Часто необходимо определить потери тепловой энергии по пути к прибору отопления.

Все это позволит определить необходимые число и габариты радиаторов. Для этого необходимо знать, сколько калорий находится в нашем распоряжении.

Расчет производится также на основе площади соответствующей поверхности трубопровода, по которому теплоноситель транспортируется от узла элеватора.

С целью определить требуемый объем теплоизоляционного материала, следует также определить площадь внешней поверхности. В таком случае, чем точнее расчет, тем выше экономия средств на приобретение материала. Так как длина теплотрассы может быть равна нескольким километрам, то такая экономия может составить большую сумму.

Также расчет будет полезен при определении затрат, связанных с приобретением окрашивающего материала. Определение площади трубопровода под покраску наряду с расчётом расходования краски на один кв. м. позволяют точно получить величину суммарных затрат.

Определение площади внутренней поверхности трубопровода окажется полезным при расчете её максимальной проходимости. Это позволит избежать превышения произведенных затрат на приобретение труб над требуемыми. При проектировании больших сетей коммуникаций это позволит снизить сумму затрачиваемых средств.

Как произвести расчет?

Рассчитываем сечение

Определение сечения трубы является несложной геометрической задачей. Для этого следует для начала воспользоваться формулой площади круга:

Sн= π•Rн2, (1)

где Rн – наружный радиус трубы, равен половине наружного диаметра.

Таким образом, мы определим площадь круга, образованного наружным диаметром.

Теперь определим площадь круга, образованного внутренним диаметром трубы. Для этого необходимо определить внутренний радиус, который определяется по следующей формуле:

Rвн=Rн-?, (2)

где ? – толщина стенки трубы.

Определив площадь внутреннего круга Sве аналогично формуле (1), рассчитаем площадь сечения по формуле:

Sсеч=Sн ?-S?вн.

Все действия можно свести в упрощенную формулу определения площади сечения:

Sсеч=?•(?D_н/2?2- ??/2?2 ).

В качестве примера определим площадь сечения, внешний диаметр которого равен 1 метру, а толщина стенки – 10 мм.

Sсеч=3,14•(?1/2?2- ?0,01/2?2 )=0,75 м2.

Производим расчет площади внешней поверхности

Такой расчет также является геометрической задаче. Если развернуть трубу, то получится прямоугольник. Его ширина равна длине окружности внешней стенки трубы, а длина – длине.

Рассчитать длину окружности можно по следующей формуле:

L=?•D_н.

Тогда площадь развертки трубы будет вычисляться по формуле:

S=?•D_н•L_тр,

где Lтр – длина трубы.

В качестве примера рассчитаем площадь поверхности под окраску теплотрассы, длина которой составляет 10 км, а внешний диаметр – 1 метр.

S=3,13•1•10000=31416 м2.

Если говорить о количестве теплоизоляционного материала, то при подсчете следует учесть толщину слоя минеральной ваты.

Тогда формула примет вид:

S=?•?(D?_н+?2•??_(в))•L_тр,

где ?_в-толщина слоя минеральной ваты.

В действительности материала для теплоизоляции будет потрачено меньше, так как он накладывается в внахлест.

Резка труб под углом: преимущества и недостатки разных способов

В ходе проведения монтажных и сантехнических работ часто требуется выполнить резку заготовок под определенным углом. Изменение направления линии отреза необходимо для дальнейшей стыковки и сваривания с другими трубами такой же конфигурации, или для монтажа запорно-регулирующей арматуры.

Стоит учитывать, что точность реза под нужным углом необходима для получения высокой плотности соединения металлопроката. Для этого нужно иметь необходимые приспособления, качественный труборез и владеть соответствующим опытом проведения работ по обработке труб.

В данной статье мы рассмотрим приемы резки труб под различными углами.

1. Способы разметки труб под углом 45 градусов

Резка трубных заготовок под углом 45° наиболее востребована при монтаже тепловых магистралей, канализационных сетей, газопроводных систем. Для этих целей используют трубы из черных металлов и нержавеющей сталей цилиндрического сечения, небольшого и среднего диаметра – 20-500 мм.

Одной из основных задач при резке труб под углом 45 градусов является точность измерения угла и ровность среза трубы, чтобы при стыковке соединяемые элементы совпали с точностью до миллиметра. Особенно это касается тонкостенных труб – при малейшей погрешности реза стенки соединяемых труб не смогут соединиться в нужной конфигурации

Поэтому пристальное внимание необходимо уделить точности раскроя

Разметка труб круглого сечения

При отсутствии производственного шаблона можно воспользоваться лекалом из бумажного листа квадратной формы. Для выполнения разметки трубы выполняют следующие действия:

Квадратный лист сложить строго по диагонали, совместив противоположные углы. Длина диагонали лекала должна равняться величине окружности заготовки. Сложенный лист оборачивается вокруг трубы

Важно следить, чтобы сторона лекала, находящаяся ближе к торцу заготовки, была строго перпендикулярна центральной оси. В месте будущего среза выполняется пунктирная разметка

Далее происходит резка трубы.

Разметка труб квадратного и прямоугольного сечения

Чтобы изготовить лекало для разметки профильной трубы целесообразней использовать аналогичную заготовку только бОльшего сечения. Разметка на заготовке выполняется единожды с помощью инженерной линейки или транспортира. В полость готового шаблона вставляется профиль, выполняется разметка и последующая резка.

2. Разметка труб под углом 90 градусов

Выполнить разметку трубы под углом 90 градусов достаточно легко. При необходимости можно использовать лист бумаги: лист оборачивается на трубе, закрепляется и выполняется разметка

Важно следить, чтобы края листа совпали по всей окружности, тогда срез будет ровным

Как отрезать профильную трубу под углом 90 градусов?

Для раскроя трубы квадратного или прямоугольного сечения предпочтительнее использовать треугольник. Данным приспособлением поочередно выполняется разметка маркером по каждой стороне профиля. После нанесения пунктира выполняется разрез трубы.

3. Разметка труб под другими углами

Для раскроя труб под углом других значений понадобятся лекала с соответствующими величинами. Подготовить шаблон можно с помощью Excel или других компьютерных программ, введя в соответствующем интерфейсе значения диаметра трубы, нужного угла и т.д.

В расчетных программах можно выполнить расчет раскроя труб любого диаметра и под любым углом. Но чаще всего данный способ используют для создания лекала для раскроя труб малого и среднего диаметра. Для разрезания труб большого диаметра и в больших объемах предпочтительнее использовать программируемые резательные станки.

Как разрезать трубу «воротниковым» способом?

Часто при монтаже водопроводных сетей требуются трубные заготовки, имеющие разрез на торце в виде треугольника. Данная конфигурация труб необходима для соединения с другой трубой круглого сечения под прямым углом.

Чтобы выполнить воротниковый рез поступают следующим образом:

• Замеряется величина окружности трубы.
• Выполняется резка трубы под углом 90 градусов.
• На торце трубы намечают равноудаленные точки, которые находятся относительно друг друга под углами 90 и 180 градусов.
• Выполняются расчеты: диаметр трубы делят на три.
• От двух диаметрально расположенных точек откладывают полученную величину и отмечают точками.
• Данные точки соединяются с другими плавными дугами.
• После раскроя труборезательным инструментом отделяют полукруглые сегменты, которые готовы к последующим сварным работам.

Технология резки

Как правило, объемы и сложность работ, предстоящих домашнему мастеру, не требует применения высокопроизводительного и дорогостоящего оборудования производственного уровня. При изготовлении каркаса теплицы можно вполне обрезать трубы болгаркой или традиционной ручной ножовкой.

Каждый вид разреза имеет свои нюансы, а некоторые требуют особых ухищрений.

Под прямым углом

Точность реза во многом определяется качественно сделанной разметкой. Опытные мастера советуют размечать линии реза не карандашом, а малярным скотчем, соблюдая следующую последовательность действий:

• Отложить необходимый размер и поставить небольшую метку маркером или карандашом.
• Аккуратно, применяясь к отметке, обклеить деталь малярным скотчем по кругу. Кромки бумаги должны сойтись без сдвига. Это признак того, что бумага наклеена правильно. Если кромки не сошлись, скотч нужно переклеить.
• Надежно зафиксировать заготовку, чтобы исключить ее подвижки и прекос в ходе работы. Для фиксации использовать тиски, струбцины.
• Отрезаемый (меньший) кусок заготовки следует оставить на весу, чтобы он не зажимал лезвие или диск.
• Разрез начинают с верхней части.
• Диск болгарки (или полотно ножовки) ведут точно по краю малярной ленты, не отклоняясь в сторону.

Это позволить ровно отрезать необходимую длину.

Если диаметр большой, то разметку выполняют так же, но режут по частям, секторами по 30-60°. После прорезания очередного сектора крепления ослабляют и проворачивают трубу. Далее снова фиксируют и продолжают отрезать с того места, где закончился предыдущий сектор

Чтобы получилось ровно, особое внимание следует уделять началу реза, избегая ступенек и забоин

Косой разрез под 45°

Отрезать конец трубы ровно под 45° возможно без использования сложных приспособлений. Достаточно применить слесарную смекалку. Понадобится проделать следующее:

• Вырезать бумажный листок в форме квадрата.
• Сложить по диагонали. Поучится прямоугольный равнобедренный треугольник.
• Обернуть заготовку листком так, чтобы катет треугольника был перпендикулярен оси, а гипотенуза образовала восходящую спираль.
• Закрепить лист скотчем.
• Зафиксировать заготовку и отрезать по косому краю листка. Получится под 45°.

Существует еще один народный метод. Конец заготовки погружают в емкость с жидкостью под необходимым углом. Отрезать нужно по границе смоченного и сухого участков.

Это П-образный шаблон, в боковых стенках которого уже сделаны прорези под заданными углами. Трубу упирают в дальнюю от мастера стенку стусла и прижимают там рукой или ручным зажимом. Полотно ручной пилы заводят в соответствующие пазы и пилят. При необходимости отрезать под другим углом, можно сделать в стенках стусла дополнительные пропилы.

Способы резки труб большого диаметра

Понятие «большой диаметр» следует рассматривать применительно не к магистральным трубопроводам, а к тем, которые практически могут встретиться в домашнем хозяйстве. В соответствии с нормами СНиП 2.04.01-85 Ду для внутренних систем водоснабжения и канализации не превышает 80…100 мм.

Большинство труборезов не рассчитано на работу с такими диаметрами, поэтому придётся воспользоваться ножовкой. Ножовочные станки могут резать с круговым движением полотна, или с возвратно-поступательным. Производительность в последнем случае ниже, зато повышается стойкость ножовочного полотна. Поскольку процесс резки может занимать длительное время, следует принять меры к обеспечению наилучшего качества среза. Для этого:

• Периодически смазывают зубья маслом средней вязкости (типа «Индустриальное -20»);
• Правильно распределять максимальное усилие: продольная жёсткость полотна мала, а инструментальная сталь – твёрдая и хрупкая. Поэтому сломать полотно проще простого;
• При высокоскоростном срезе из-за нагрева заготовки происходит самопроизвольное тепловое расширение металла. Поэтому ширину среза следует скорректировать, выбрав полотно нужной толщины;
• Ближе к окончанию процесса разделения скорость резки снижают, чтобы избежать «провала» полотна внутрь зажимного приспособления.

Дополнительные трудности появляются, когда необходимо распилить заготовки из мягких металлов – меди или алюминия. «Намазывание» металла заготовки на ножовочное полотно ухудшает качество зоны распила, поэтому периодически следует очищать боковую поверхность полотна от стружки.

Как отрезать мебельную трубу

При изготовлении мебели с применением труб, необходимо уметь их нарезать в требуемый размер с точностью до миллиметра, с сохранением чистоты реза, а значит нужен подходящий для этих целей инструмент. Профильную трубу прямоугольного (квадратного) или овального сечений можно разрезать, например, ножовкой по металлу или углошлифовальной машиной (болгаркой). В случае же круглой трубы, мы имеем возможность применить труборез.

Труборез роликовый – инструмент для точной нарезки труб круглого сечения, использующий принцип узколокального деформирования (вдавливания) стенки трубы вдоль круговой, замкнутой линии реза.

Типовой ручной роликовый труборез состоит из трех роликов: пары широких опорных и одного острого отрезного. Расстояние между роликами регулируемое, изменяется вращением ручки, что позволяет инструменту работать с трубами разных диаметров, а так же поддерживать стабильно высокую эффективность работы, путем сокращения межроликового расстояния по мере погружения режущего ролика в стенку трубы.

В мебельном производстве используются трубы пяти диаметров: 16, 25, 32, 50, 60 мм. Можно приобрести один большой и тяжелый, но универсальный труборез для работы с трубами любых указанных диаметров, либо же заиметь два инструмента: один качественный и небольшой для труб до 25 мм включительно, второй для труб больших диаметров (при необходимости). Второй вариант предпочтительнее, так как резать трубы свыше 25 мм в мебельном производстве приходится, как правило, редко.

Почти все мебельные трубы тонкостенные, с толщиной стенки не более 1,5 мм. По этой причине резать их труборезом получается быстро. Если срез на торце трубы выглядит не идеально, быстро сделать его таковым можно с помощью напильника.

Опорные ролики в процессе работы труборезом могут оставить круговые следы (микроцарапины, вминания ) на поверхности трубы. В тех случаях, когда любые изъяны на концах трубы недопустимы, следует защитить рабочую зону бумажным скотчем.

Алгоритм работы с ручным труборезом следующий. Устанавливаем инструмент по месту предполагаемого разреза на трубу, сближаем ролики до степени умеренно тугого вращения трубореза на трубе, после нескольких оборотов (по мере снижения сопротивления вращению) сближаем ролики на доли миллиметра и продолжаем вращать труборез по кругу и так далее. В самом начале процесса нужно внимательно следить чтобы получающаяся бороздка от отрезного ролика была замкнутой, иначе можно получить брак, нарезав длинное спиралевидное углубление на поверхности трубы.

Как заточить отрезной ролик трубореза.

Рано или поздно отрезной ролик трубореза затупляется и нуждается в замене или заточке. Для извлечения ролика необходимо выкрутить крепежный винт и достать ролик. Установка ролика происходит в обратном порядке.

Если приобрести новый ролик проблематично, его можно заточить. Для этого понадобится сверлильный станок или дрель (шуруповерт), кусочек наждачной бумаги средней зернистости и самодельное нехитрое приспособление, состоящее из болта с шайбой и гайкой. Диаметр резьбовой части болта должен быть равен посадочному (внутреннему) диаметру ролика.

Технология заточки следующая. Поочередно к каждой плоскости вращающегося ролика прислоняем наждачную бумагу под экспериментально определяемым углом, стремясь убрать накатанные заусенцы металла и заточить режущую грань до толщины около 0,1 мм. Для работы со стальными трубами нет смысла затачивать ролик очень остро.

Такой инструмент как труборез будет полезным приобретением для любого мастера. Он позволяет быстро, точно и качественно выполнять нарезку труб круглого сечения практически в любых условиях. Единственным ограничением (невозможностью) применения трубореза является наличие какого-либо препятствия на траектории движения инструмента, при его вращении на трубе, когда нет возможности сделать полный круговой оборот.

Источник

Оборудование промышленного назначения

В профессиональном строительстве и при работах с крупными инженерными объектами, вопрос, как ровно отрезать трубу большого диаметра, решается с помощью применения специального оборудование. Довольно часто – это стационарные агрегаты с определенным набором качеств.

Среди наиболее интересных и функциональных приборов можно назвать такие:

1. Токарный станок различных модификаций. С помощью такого станка можно ровно отрезать профильную трубу как для обычного водопровода, так и особо прочных изделий, по которым будут проходить жидкости с агрессивной средой.

Максимальное сечение обрабатываемой трубы будет варьироваться в зависимости от расстояния между опорными головками и диаметра отверстий в шпинделе. Данные агрегаты можно назвать универсальными, ведь они могут осуществлять резку, снимать фаску, а также проводить ряд иных действий, нередко, в автоматическом режиме.

1. Машины для резки ленточного типа. Такие агрегаты применяются для нарезки труб водопроводных или канализационных магистралей, предварительно уложенных в траншеи или проведенных в здании.

Резочная ленточная машинка может обрабатывать трубы, даже подвергшиеся довольно сильной деформации. Дополнительно такой резак может снимать фаску требуемой формы.

1. Станки для резки с дисковыми ножами. Оборудование данного типа способно выполнять резку труб из любых металлов, в том числе цветных. Кроме того, у них нет ограничений к форме изделия – они могут быть как круглыми, так и профилированными, с довольно большим сечением.

Как правило, такие агрегаты устанавливают на конвейерных лентах и дополнительно снабжаются станком, который после резки собирает и упаковывает заданное число отрезков трубы, которые потом будут отправлены покупателям.

1. Резаки с дисками ручного типа.

   Их применяют в основном в тех случаях, когда нарезка большого числа труб требуется непосредственно в местах их укладки. На подобных станках имеется специальный зажим, который плотно охватывает трубу во время резки, предотвращая ее смещение и деформацию. Благодаря такому качеству подобное оборудование может с успехом применяться и к металлопластиковым, и к медным или стальным трубам.

Ряд резальных машин дискового типа имеют встроенную орбитальную сварку и систему вращения, которые позволяют одним механизмом производить нарезку и последующую стыковку деталей. Такое приспособление может быть очень полезным, если необходимо выполнять очень большой объем работ по нарезке, сварке или стыковке труб, не имея стационарного оборудования.

Зачастую, ровно отрезать трубы можно с помощью простых подручных инструментов, которые найдутся у каждого хозяина.