Jak czytać specyfikację kolana hamburskiego: średnica, ścianka, 2D, 3D, 5D i norma
W zapytaniach ofertowych kolano hamburskie często opisuje się skrótem w rodzaju „kolano 6 cali 3D” albo „DN 150 × 4,5”. Dostawcy i spawaczowi taki zapis nie wystarcza. Kompletna specyfikacja zawiera kąt, średnicę zewnętrzną i grubość ścianki w milimetrach, serię promienia, normę z numerem części (przy EN 10253-2 także typ kształtki) i gatunek stali.
Jedno oznaczenie, kilka decyzji
Poniższy zapis to przykład modelowy, a nie pozycja z katalogu konkretnego dostawcy:
Kolano 90° 3D 168,3 × 4,5 EN 10253-2 typ B P235GH
Kąt 90° określa zmianę kierunku. Norma EN 10253-2 opisuje kolana 45° i 90° oraz kolana powrotne 180°, każde na osobnym rysunku. Symbol 3D wskazuje serię promienia gięcia, czyli tabelę, z której odczytasz promień i wymiary kontrolne. Zapis 168,3 × 4,5 to średnica zewnętrzna i grubość ścianki w milimetrach – para, od której zależy, czy kolano zejdzie się z rurą przy spoinie doczołowej. EN 10253-2 wskazuje konkretną część normy, a „typ B” dookreśla, jak kształtka przenosi ciśnienie robocze w porównaniu z rurą. P235GH to gatunek stali, który musi odpowiadać materiałowi przewidzianemu w projekcie instalacji.
Przygotowując zapytanie, przy trzech elementach musisz wykonać dodatkowy krok: DN zamienić na średnicę zewnętrzną, normę uzupełnić o numer części, a promień serii 2D, 3D albo 5D odczytać z tabeli zamiast wyliczać go ze wzoru.
Średnica zewnętrzna i ścianka mówią więcej niż DN
DN to umowna średnica nominalna, czyli nazwa rozmiaru. Przy spawaniu liczy się jednak średnica zewnętrzna i grubość ścianki – to je musisz zgrać z rurą. Pokazuje to tabela kolan 3D w EN 10253-2. Przy DN 150 stoi średnica zewnętrzna 168,3 mm i promień 229 mm. Wiersz wyżej znajduje się średnica 159 mm bez przypisanego DN, z promieniem 216 mm. To dwa różne kolana do dwóch różnych rur, a zapis „DN 150” wskazuje tylko pierwsze z nich.
Średnic bez DN jest w tej tabeli więcej: 38; 51; 57; 70; 101,6; 108; 133; 159; 193,7 i 244,5 mm. W tabeli serii 2D tych pozycji w ogóle nie ma. Zapytanie zapisane w calach albo w DN musisz więc przed zamówieniem przełożyć na średnicę zewnętrzną i grubość ścianki w milimetrach (zapis D × T). Wartości weź z dokumentacji rury, do której kolano będzie spawane. Jeśli średnica rury nie ma odpowiednika w tabeli wybranej serii, wróć do projektu, zanim zapytanie trafi do dostawcy.
Grubość ścianki kolana zestawiasz z grubością ścianki rury, bo oba elementy łączy spoina doczołowa. Do tej samej relacji odwołuje się norma przy podziale kształtek na typy A i B.
Część normy i typ kształtki w zapytaniu
Norma EN 10253 składa się z kilku części, a w instalacji ciśnieniowej różnica między nimi ma zasadnicze znaczenie. Część 1 dotyczy kształtek ze stali węglowej przerobionej plastycznie, przeznaczonych do ogólnego zastosowania i bez specjalnych wymagań kontroli. Opis normy zastrzega, że takich kształtek nie można uznać za spełniające wymagania zasadnicze dyrektywy ciśnieniowej, przywołując jeszcze dyrektywę 97/23/WE, którą zastąpiła dyrektywa 2014/68/UE.
Część 2 obejmuje kształtki ze stali niestopowych i stopowych ferrytycznych z określonymi wymaganiami kontroli i wprowadza podział na dwa typy. Typ A to kształtki z obniżonym współczynnikiem ciśnienia, typ B – kształtki do pracy przy pełnym ciśnieniu roboczym. Współczynnik ciśnienia odnosi wytrzymałość kształtki do wytrzymałości rury z tego samego materiału i o tej samej grubości ścianki przyłączeniowej, a kolano typu B jest tak samo wytrzymałe jak rura o tej samej ściance.
Wniosek dla specyfikacji: w instalacji ciśnieniowej samo „EN 10253” to za mało. Podaj numer części, a przy części 2 także typ. Bez tych dwóch informacji dostawca może zaoferować kształtkę formalnie zgodną z zapisem, ale przewidzianą do innych warunków.
Obok EN 10253 w ofertach pojawiają się też DIN 2605 i ANSI B16.9. Wymiary kolana sprawdzasz wtedy w tabeli tej normy, według której jest zamawiane, i nie przenosisz liczb z jednej normy do drugiej.
2D, 3D i 5D to nazwy serii, a promień jest w tabeli
W EN 10253-2 każda seria ma osobną tabelę (10, 11 i 12), w której dla każdej średnicy zewnętrznej podano promień R w milimetrach. Często spotyka się przybliżenie, według którego R to mniej więcej 1,0; 1,5 albo 2,5 średnicy. Przy dużych rozmiarach sprawdza się: dla DN 500 (D 508) seria 2D ma R równe 508 mm, a 3D – 762 mm. Przy małych już nie. Dla DN 80 (D 88,9) kolano 2D ma promień 76 mm, czyli mniejszy od średnicy zewnętrznej rury.
Na pytanie, jak obliczyć promień kolana, odpowiedź brzmi więc: nie licz, tylko odczytaj R z tabeli normy dla konkretnej średnicy i serii. Tak to wygląda dla trzech przykładowych rozmiarów:
Średnica (DN / D, mm) | R dla 2D, mm | R dla 3D, mm | R dla 5D, mm |
DN 80 / 88,9 | 76 | 114 | 207,5 |
DN 100 / 114,3 | 102 | 152 | 270 |
DN 150 / 168,3 | 152 | 229 | 390 |
Źródło: EN 10253-2:2007, tabele 10–12 (kolana 2D, 3D i 5D).
Wartości nie układają się w stałą proporcję. W serii 2D promień dla tych trzech średnic wynosi od 0,85 do 0,9 średnicy zewnętrznej, w serii 3D – od 1,28 do 1,36. Większy promień oznacza łagodniejszy łuk i większe wymiary całej kształtki, co musisz uwzględnić przy planowaniu odcinka. Sam wybór serii pozostaje decyzją projektową. Promień R dla pozostałych średnic i serii odczytasz z pełnych tabel. Kartę produktów z tabelami rozmiarów Monstal udostępnia na stronie www.firmamonstal.pl/kolana-hamburskie/, na której opisuje swoje kolana stalowe, oferowane w seriach 2D, 3D i 5D według EN 10253, DIN 2605 i ANSI B16.9.
Odbiór dostawy: wymiary kontrolne zamiast promienia
Promienia gięcia w praktyce nie da się zmierzyć i norma to uwzględnia. Wymiary podane w tabelach obok R zostały z niego wyliczone i to one służą do sprawdzenia zgodności kolana. Na gotowej kształtce sprawdzasz więc te wymiary kontrolne – w miejscach wskazanych na rysunku normy – i porównujesz je z tabelą dla zamówionej serii i średnicy.
Kontrolujesz też, czy średnica zewnętrzna i grubość ścianki odpowiadają zapisowi D × T z zamówienia, czy zgadza się kąt oraz czy oznakowanie kształtki i dokumenty dostawy pokrywają się z pozycją zamówienia: normą z numerem części, typem i gatunkiem stali.
Ta sama tabela, z której pochodzi oznaczenie w zamówieniu, służy później do odbioru. Jeśli w specyfikacji stoi pełny zapis – kąt, D × T, seria, norma z numerem części, typ i gatunek – sprawdzenie dostawy sprowadza się do porównania kilku liczb, a nie do sporu o to, co miało znaczyć „DN 150”.
Źródła
EN 10253-2:2007 Butt-welding pipe fittings – Part 2: Non alloy and ferritic alloy steels with specific inspection requirements, pkt 11.1.2, tab. 10–12
NF EN 10253-1 Butt-welding pipe fittings – Part 1: Wrought carbon steel for general use and without specific inspection requirements, opis normy (AFNOR): https://www.boutique.afnor.org/en-gb/standard/nf-en-102531/buttwelding-pipe-fittings-part-1-wrought-carbon-steel-for-general-use-and-w/fa036316/3423
EN 10253-2:2021/prA1, opis normy i typów A i B (EVS): https://www.evs.ee/en/en-10253-2-2021-pra1
Red-Bag, EN 10253-2 calculations – współczynnik ciśnienia kształtek: https://red-bag.com/home-en/news/784-2022-11-14-en-10253-2-calculations.html