Трубчатый конвейер: когда ленту сворачивают в трубу и что это даёт

Автор: Юрий Терехов · 03.10.2026 · ~15 мин чтения · 101 просмотр

Обычная лента едет открытой, и всё, что с неё может слететь, слетает: пыль на ветру, просыпь на нижней ветви, мокрый груз под дождём. Трубчатый конвейер убирает эту проблему геометрией. Лента после загрузки сворачивается в замкнутую трубу, едет так всю трассу и раскрывается только у головного барабана. Выигрыш понятен с первого взгляда. А вот цена выигрыша видна не сразу, и платят её в трёх местах: по размеру куска, по ленте и по расчёту поворотов. Ниже собраны числа из паспортов производителей и одной российской инженерной работы, с указанием, откуда каждое взято. Там, где источники спорят, показаны оба значения.

Если вы выбираете между трубой, обычной лентой и скребковым конвейером, пришлите инженеру remen.ru гранулометрию груза, длину и профиль трассы, и он проверит, проходит ли груз в трубу по размеру куска.

Оставить заявку на консультацию

Что в статье

Как лента превращается в трубу и откуда берутся ограничения

Принцип описан в паспорте ContiTech на систему CONTI PIPE почти дословно: в зоне загрузки, после хвостового барабана, лента лежит желобом и принимает груз как на обычном конвейере, затем специальные роликоопоры с пальцами сворачивают её в замкнутую трубу, дальнейшие опоры вдоль трассы удерживают форму, а перед головным барабаном труба раскрывается и принимает плоский вид. Всё.

Российская работа С. Я. Давыдова (Известия УГГУ, 2013) описывает ту же схему: края ленты образуют в верхней части трубы зону перекрытия внахлёст, а величина этого перекрытия зависит от типа ленты, насыпной плотности груза, крупности кусков и шага роликоопор.

История у схемы недлинная. По данным hub-4, её разработали в 1970-х годах, и первая установка заработала в 1979 году, а сайт pipeconveyor.com называет 1979 год датой подачи японского патента, так что расхождение мнимое: один источник говорит про установку, другой про заявку. По данным доклада Beltcon (FAM/BEUMER), первые несколько сотен конвейеров поставили в Азию, в технологические цеха, с длиной в несколько сотен метров, производительностью заметно ниже 1000 т/ч и трубой в основном 150 и 200 мм.

Сегодня картина другая. Тот же доклад называет текущими ориентирами трассу около 15 км, трубу 700 мм и производительность 5500 т/ч.

Откуда берутся ограничения? Из геометрии. Груз лежит в круглом сечении, и кусок, близкий к диаметру, туда просто не помещается, лента сворачивается, поэтому её кромки и каркас работают на изгиб поперёк, чего обычная лента не терпит, повороты получаются тугими, и всё упирается в то, как перекрытие ведёт себя на дуге. Три вопроса, три раздела ниже.

Из чего состоит трасса: загрузка, панели, переходные участки

Загрузка. По данным Conveyor Kit (ckit.co.za), она устроена так же, как на обычном конвейере: через загрузочный лоток с бортами. Узел знакомый. Подробнее про такие узлы в статье про устройство ленточного конвейера.

Панели. В зоне трубы ленту поддерживают шесть роликов, расположенных шестиугольником на одной раме, и такую раму называют панелью; по данным Helix, роликов должно быть именно шесть. Шаг панелей в источниках расходится: Conveyor Kit называет диапазон от 0,5 до 2 м, а hub-4 даёт 1,5 м для трубы 150 мм и 2,7 м для трубы 850 мм, причём в кривых шаг сокращают, а на прямых растягивают. Шаг берите у поставщика конкретной ленты.

Есть и требование, которое легко упустить. Согласно докладу Beltcon, чтобы порожняя лента не вращалась, с ней должны контактировать минимум четыре ролика.

Переходные участки. Это длина, на которой лента из плоской становится трубой и обратно. ContiTech задаёт её кратностью наружного диаметра:

У Давыдова цифры другие: для резинотканевых лент диаметр трубы умножается на 25-35, для резинотросовых на 45. Диапазоны перекрываются неполностью, и это нормально, потому что паспорт описывает конкретные ленты ContiTech, а статья Давыдова даёт обобщённую оценку по литературе.

Что это значит на практике? Для трубы 300 мм по таблице ContiTech переходный участок получается от 7,2 до 9 м на ткани и от 14,1 до 18 м на стальном корде (расчёт по формулам паспорта). На этой длине нельзя ставить ни перегрузочные узлы, ни повороты.

Диаметр трубы и ширина ленты: как связаны

Сначала диапазоны. Цифры разные, потому что каждый производитель называет то, что готов поставить.

Строка про Conveyor Kit самая полезная для практика: поставщик прямо пишет, что реально поставил трубу не больше 450 мм. Выше начинается территория крупных проектов.

Теперь ширина ленты. Паспорт ContiTech указывает диапазон 600-3200 мм, а в примерах из того же паспорта отношение ширины к диаметру выходит близким: лента 2000 мм на трубе 570 мм, 1900 мм на 530 мм, 1600 мм на 452 мм, то есть 3,51, 3,58 и 3,54 (расчёт). В таблице Давыдова оно идёт от 3,67 (550 мм на 150 мм) до 3,43 (2400 мм на 700 мм).

Overland в своих практических правилах пишет, что ширина ленты примерно равна 1,2 × π × D, то есть около 3,77 диаметра. Helix предлагает D = B / 4, и это уже заметно мимо остальных: на трубе 300 мм расхождение между 3,5 и 4 составляет 150 мм ширины. Для первой оценки берите 3,4-3,8. Точное значение даст изготовитель ленты. Без него в заказ не идут.

Производительность: что считать и где источники расходятся

Формула знакомая: объёмный расход равен площади сечения груза, умноженной на скорость, причём площадь считают от внутреннего диаметра трубы и степени заполнения. Подставите наружный диаметр, и расход завысится, потому что лента и перекрытие занимают часть диаметра.

Проверим это на цифрах ContiTech. Максимум 1500 м³/ч при 1 м/с и заполнении 75 % требует площади груза 0,556 м² (расчёт), а круг наружного диаметра 900 мм имеет площадь 0,636 м², то есть паспортный расчёт соответствует внутреннему диаметру около 840 мм (расчёт). Разность вмещает ленту и перекрытие.

Скорость в паспорте ContiTech: рекомендуемый максимум от 2,3 до 6,5 м/с, в зависимости от диаметра роликов. Helix считает верхним пределом около 5 м/с. Установка на Рефтинской ГРЭС с золой работает на 5,2 м/с. Это середина вилки.

Рекордные цифры тоже расходятся, и причина в датах: FLSmidth в 2010 году объявляла конвейер 4,4 км с производительностью 4000 т/ч самым большим в мире, позже BEUMER называла до 6000 т/ч, а Beltcon 5500 т/ч на трубе 700 мм. Для выбора нужен паспорт на свой диаметр.

Два сравнения «на пальцах», которые встречаются у вендоров, годятся для прикидки. По данным hub-4, труба несёт столько же, сколько обычная жёлобчатая лента шириной около трёх диаметров трубы, а Conveyor Kit пишет, что труба 300 мм перевозит столько же, сколько обычная лента 30 дюймов (около 760 мм, пересчёт наш), то есть примерно 2,5 диаметра. В расчёт их не берут.

Таблицу Давыдова с производительностью до 13 903 т/ч для трубы 700 мм ориентиром считать нельзя. Она расчётная, из сечения при заполнении 75 %, а реальный бенчмарк по Beltcon на той же трубе составляет 5500 т/ч.

Размер куска и заполнение: главное ограничение

Это самое важное место статьи. Здесь труба чаще всего перестаёт быть вариантом.

Что говорят источники о предельном куске:

• Давыдов: максимальный кусок a = 0,3 × d трубы. По его таблице: труба 150 мм - кусок 50 мм, 280 мм - 90 мм, 450 мм - 150 мм, 700 мм - 230 мм.
• Metso и ckit: треть диаметра трубы.
• Conveyor Kit в разделе FAQ и Overland: диаметр трубы должен быть не меньше трёх, а лучше четырёх максимальных кусков, то есть кусок от одной четверти до одной трети диаметра.
• ContiTech: максимальный кусок от 50 до 350 мм в зависимости от внутреннего диаметра трубы и рабочих данных.

Для проекта берите нижнюю границу, одну четверть, если в грузе есть заметная доля крупных кусков. Вилка шире, чем кажется: на трубе 300 мм это 75 мм против 100 мм.

Степень заполнения тоже спорная. ContiTech и Давыдов называют 75 %, Overland пишет, что трубу нельзя заполнять выше 66 % сечения, а Helix ограничивает заполнение 70 % для мелкого куска, и только hub-4 даёт шкалу под крупный кусок: при куске в половину диаметра трубы заполнение снижают до 58 %, при куске в две трети диаметра до 44 %.

Что из этого следует? Если груз мелкий и ровный (песок, зола, гранулы), труба работает на заполнении, близком к 75 %. Если в нём есть крупная фракция, площадь сечения для той же производительности придётся увеличивать, а значит, брать больший диаметр, и пример такого пересчёта есть в разделе про расчёт.

Докладчики Beltcon прямо называют это одним из главных ограничений трубы: она плохо переносит негабарит, особенно близкий к диаметру или превышающий его, а вариант U-образного сечения даёт, по их данным, на 50 % более крупные куски при сохранении большей части гибкости трубы. Негабарит - враг номер один.

Проходимость груза проверяют на этапе выбора, по реальной гранулометрии и с запасом. Если куски крупнее трети диаметра, смотрите обычный жёлобчатый конвейер или скребковый.

Повороты и наклон: чем труба превосходит обычную ленту

Это главный довод в пользу трубы. На обычной трассе изгиб в плане требует перегрузочного узла, а там, где можно обойтись без перегрузки, радиус измеряется километрами: по данным pipeconveyor.com, у открытой ленты радиус горизонтального поворота обычно составляет 1000-2000 м, вертикального 400-800 м.

Что заявляют производители:

Паспорт ContiTech сопровождает значения сноской: при нестандартных усилиях или сложной трассе значения могут потребовать увеличения. Реальные проекты это подтверждают. На Рефтинской ГРЭС при трубе 570 мм минимальный радиус кривой составил 420 м, то есть около 737 диаметров (расчёт), на шахте Skyline при трубе 452 мм он составил 365 м, около 807 диаметров (расчёт), и в обоих случаях это больше рекомендованных 300 и 600. Трасса в Сибири длиной 4390 м с подъёмом 30 м имеет шесть поворотов: один вертикальный и пять горизонтальных.

Теперь наклон. По паспорту ContiTech схема такая: до 20° обычный жёлобчатый конвейер без профиля, до 30° труба без профиля, до 50° труба с шевронным профилем на верхней обкладке, в зависимости от свойств груза, а другие поставщики осторожнее: BEUMER и Loibl дают до 30°, Conveyor Kit называет 27-29°. KOCH пишет, что труба может работать на наклоне на 20-50 % круче обычной ленты. Вертикально, по данным Conveyor Kit, транспортировать нельзя.

Про шевронный профиль на обычных лентах мы писали отдельно: шевронная конвейерная лента и раздел каталога шевронные ленты. Для трубы профиль на верхней обкладке ContiTech поставляет по запросу, и подбирают его вместе с самой лентой.

Лента для трубы: чем она отличается от обычной

Докладчики Beltcon пишут жёстко: стандартная конвейерная лента не имеет нужных свойств для трубчатого конвейера, кроме как в аварийных обстоятельствах. Давыдов в 2013 году отмечал, что подходящие ленты, гибкие в поперечном сечении, изготавливают за рубежом.

Что внутри? По паспорту ContiTech, лента получает прочностные элементы из ткани или стального корда и систему поперечных усилителей, которая даёт устойчивую форму трубы, и обозначения в паспорте такие: CONTI PIPE 2500 S-K2 (сталь) и 1000/4 G-K2 (ткань). Fenner Dunlop для своей ленты Dunlopipe называет многослойный тканевый каркас с подобранной поперечной жёсткостью и особо гибкими кромками. По данным hub-4, слои на кромках сходятся, чтобы снизить жёсткость края, и благодаря этому перекрытие плотно закрывается.

Для сравнения с обычными лентами: каркасы и их свойства описаны в статьях про резинотросовые ленты и арамидный каркас.

Перекрытие. По Beltcon, оно занимает около 60° окружности, а Давыдов оценивает ширину зоны перекрытия как δ = 0,5 × d трубы. Дуга в 60° составляет 0,52 диаметра (расчёт), так что два источника сходятся.

Жёсткость. Самое тонкое место. По Beltcon, при слишком большой поперечной жёсткости потребляемая мощность резко растёт, а в крайних случаях труба раскрывается между панелями; в докладе описан случай, когда на ленте 350 мм труба раскрывалась между панелями, и мощность порожней ленты на пусконаладке оказалась выше расчётной мощности под нагрузкой. Обычная лента на трубе 400 мм трубу вообще не сформировала. У новой ленты потребляемая мощность высока из-за жёсткости и снижается после нескольких сотен циклов нагружения.

Износ. Ленту меняют, когда диаметр трубы уменьшился на 15 % от начального (Beltcon). Критерий измеримый, и его стоит внести в график ТО.

Стандартов именно на трубчатые ленты мы не нашли. ISO 5048 и DIN 22101 описывают расчёт ленточных конвейеров вообще, поперечную жёсткость в докладе Beltcon проверяют по ISO 703 (способность образовывать желоб), а отдельный метод шеститочечного испытания для трубчатых лент, по сведениям с сайта ISO, пока находится на стадии комитетского проекта ISO/CD 26052. Остаётся запрашивать у поставщика протоколы испытаний на конкретную ленту.

Расчётный пример: труба под 400 м³/ч

Условия придуманы для демонстрации, их можно заменить своими. Нужно 400 м³/ч при скорости ленты 2 м/с, груз с кусками до 100 мм.

Шаг 1. Площадь груза. Расход делим на скорость: 400 / 3600 / 2 = 0,0556 м² площади сечения груза. Остальное зависит от заполнения.

Шаг 2. Внутренний диаметр при 75 %. Площадь сечения трубы 0,0556 / 0,75 = 0,0741 м², диаметр круга такой площади 307 мм (расчёт).

Шаг 3. Проверка по куску. Кусок 100 мм на трубе 307 мм составляет треть диаметра, и это граница по Metso и ckit, а по варианту Conveyor Kit (диаметр не меньше четырёх кусков) нужно уже 400 мм. По самым осторожным данным труба 307 мм не проходит.

Шаг 4. Снижаем заполнение. Если взять шкалу hub-4 для крупного куска и принять заполнение 58 %, площадь трубы составит 0,0556 / 0,58 = 0,0959 м², а диаметр 349 мм (расчёт). Кусок 100 мм занимает 0,29 диаметра, то есть укладывается в 0,3 × d по Давыдову.

Шаг 5. От внутреннего диаметра к наружному. Наружный диаметр больше внутреннего на толщину ленты и перекрытия. Эту добавку берут по каталогу поставщика; надёжной связи в источниках мы не нашли и своей цифры не называем.

Шаг 6. Повороты и участки. Допустим, наружный диаметр получился 350 мм. По формулам ContiTech минимальный радиус на ткани составит 105 м, на стальном корде 210 м, а переходный участок на ткани от 8,4 до 10,5 м, на стальном корде от 16,5 до 21 м (расчёт). Для сложной трассы закладывайте запас сверху.

Видно главное. Размер куска задаёт диаметр, диаметр задаёт радиусы и переходные участки, поэтому выбирать надо в этом порядке. Начинать с производительности удобно, но труба, рассчитанная только по расходу, оказывается мала для груза. Проверено на примере.

Остальной расчёт, то есть натяжение, мощность и приводы, остаётся за поставщиком системы. Общую логику такого расчёта для открытой ленты разбирает статья про расчёт ленточного конвейера.

Энергия и отказы: что ждать в эксплуатации

Энергия. Здесь нужна осторожность, потому что сравнения собирают в разных условиях: Conveyor Kit пишет, что при равной геометрии мощность и натяжения в целом равны, hub-4 оценивает трубу в теории на 10-15 % дороже обычной ленты, а pipeconveyor.com в разделе Modern Belt называет не менее 20 % дополнительной мощности на тонну груза. Beltcon добавляет временной фактор: у новой ленты потребление выше и снижается после нескольких сотен циклов.

Цифра «30-50 %» встречается на сайте bisonconvey. Это коммерческий глоссарий без ссылок на измерения, и мы её не используем. Независимого замера в кВт·ч на тонно-километр мы не нашли. Такова реальность.

Отказы собраны в таблице. Первая колонка описывает проявление, вторая источник, третья то, что мы советуем проверить.

Про перекрытие нижней ветви Conveyor Kit пишет, что оно оказывается снизу и что это нормальное явление, которое начинается примерно через месяц эксплуатации. Дефектом его считать не стоит.

Про износ кромок о край ролика подтверждения в прочитанных источниках нет, и в таблицу мы его не включили.

Проскальзывание на барабане трубчатая лента переживает как любая другая, и причины пробуксовки те же. Общие принципы горячей вулканизации стыка описаны в статье про вулканизацию конвейерной ленты, а требования к стыку трубчатой ленты уточняйте у изготовителя.

Когда выбирать трубу, а когда другой конвейер

Сведём доводы в два списка. Первый: когда труба имеет смысл.

• Груз пылит, пахнет, опасен или чувствителен к дождю и ветру. Паспорт ContiTech перечисляет защиту груза от осадков, солнца и ветра и отсутствие просыпи по трассе на верхней и нижней ветвях.
• Трасса с поворотами, где обычная лента потребовала бы перегрузочных узлов. ContiTech называет это преимуществом: нет перегрузок за счёт тугих поворотов.
• Мало места. KOCH заявляет до 60 % экономии места по сравнению с традиционным конвейером. Это рекламная цифра без расчёта, на неё не опирайтесь.
• Типичные грузы по паспортам: зола, уголь, известняк, гипс, цемент, клинкер, вторичное топливо, нефтяной кокс, сера в гранулах, твёрдые бытовые отходы, осадок сточных вод.

Второй: когда труба не нужна.

• Крупный кусок, близкий к трети диаметра. Придётся брать излишне большую трубу или другой тип.
• Вертикальный подъём. По Conveyor Kit, труба вертикально не работает.
• Горячий груз. Metso отмечает, что в закрытой трубе нет теплообмена с атмосферой, поэтому температура груза должна быть ниже, чем на обычной установке. На Рефтинской ГРЭС при этом работает зола +90 °C, а на SINCOR - груз до +80 °C.
• Прямая короткая трасса, где открытая лента закрывается простым укрытием.

Сопоставить варианты по типу конвейеров помогает статья виды конвейеров. Для выбора самой ленты подключайте материал про подбор транспортёрной ленты и раздел каталога конвейерные ленты, в котором есть резинотканевые ленты и стыковка конвейерных лент.

Стоимость владения считают вместе с лентой по методике из статьи про TCO конвейерной ленты.

Частые вопросы

Какой максимальный кусок пропускает трубчатый конвейер? По Давыдову 0,3 диаметра трубы, по Metso и ckit треть диаметра, а Conveyor Kit и Overland рекомендуют диаметр не меньше трёх, лучше четырёх максимальных кусков. При кусках в половину диаметра hub-4 советует снизить заполнение до 58 %.

Можно ли пустить обычную конвейерную ленту по трубе? Нет. По данным Beltcon, стандартная лента не имеет нужных свойств и допустима только в аварийной ситуации. Опыт из того же доклада: обычная лента на трубе 400 мм трубу не сформировала.

Какой минимальный радиус поворота? ContiTech и BEUMER дают 300 диаметров для ткани и 600 диаметров для стального корда, Overland называет 400 и 800, а паспорт ContiTech оговаривает, что для сложной трассы значения могут быть выше. Реальные трассы с трубой 452 и 570 мм имеют минимальные радиусы 365 и 420 м.

На какой угол можно поднимать груз? По ContiTech до 30° без профиля и до 50° с шевронным профилем, в зависимости от груза. BEUMER и Loibl называют до 30°, Conveyor Kit 27-29°. Вертикально поднимать нельзя.

Труба потребляет больше энергии, чем обычная лента? Источники расходятся от «примерно равно» (Conveyor Kit) до «не менее 20 % больше на тонну» (pipeconveyor.com). Независимых замеров в кВт·ч на тонно-километр мы не нашли. Новая лента потребляет больше, затем потребление снижается.

Когда менять ленту трубчатого конвейера? По Beltcon, когда диаметр трубы уменьшился на 15 % от исходного. Это единственный числовой критерий замены, который нам удалось найти в источниках.

Есть ли отдельный ГОСТ на трубчатые конвейеры? Мы не нашли ни ГОСТ, ни DIN, ни CEMA, посвящённых именно трубчатым конвейерам. Расчёт ленточных конвейеров вообще описан в ISO 5048 и DIN 22101, а специфические значения для трубы берут из документации производителя ленты.

Что делать дальше

Прежде чем сравнивать поставщиков, соберите три исходных данных: гранулометрию груза с максимальным куском, профиль трассы с радиусами поворотов и температуру груза. По ним за полчаса видно, подходит ли труба вообще. Начните с куска.

Если вы уже эксплуатируете трубчатый конвейер и лента скручивается или труба раскрывается между панелями, пришлите инженеру remen.ru обозначение ленты, диаметр трубы и положение перекрытия на трассе. Он поможет определить, что проверять первым.

Оставить заявку на консультацию