Соединение труб: трубопроводы и металлоконструкции

Какими способами может выполняться соединение труб в напорных и самотечных трубопроводах? Чем обеспечивается герметичность соединения? На каких крепежных элементах  можно собрать стеллаж или вешалку для одежды из хромированной трубы? Давайте попробуем найти ответы на эти вопросы.

Соединение труб: трубопроводы и металлоконструкции

Пара возможных решений из огромного перечня.

Классификация

Начнем с классификации.

Соединения могут быть:

  • Герметичными и негерметичными. Очевидно, что первые используются во всех без исключения трубопроводах, вторые – при сборке разнообразных металлоконструкций.
  • Герметичные соединения, в свою очередь, делятся на напорные и безнапорные. Преимущественная область применения вторых – разнообразные системы канализации: бытовой, промышленной и ливневой.

Впрочем: канализация тоже может быть напорной. При необходимости транспортировки стоков вверх по склону эту функцию берет на себя фекальный (дренажный) насос.

  • Кроме того, соединение может быть разборным и неразборным.

Перейдем к конкретным решениям.

Герметичные соединения

Сварка

Традиционный способ соединения стальных и, в последние годы, пластиковых труб относится к неразборным. Единственный способ демонтажа участка трубопровода – его резка. Как именно осуществляется сварка – зависит от свариваемого материала.

Сталь

Стальные трубопроводы свариваются газом и электродуговой сваркой.

  • В первом случае пламя ацетиленовой горелки оплавляет смежные края труб, после чего введенная в факел сварочная проволока объединяет их каплями расплава.
  • Соединение труб: трубопроводы и металлоконструкции

    Газовая сварка.

  • Во втором электрическая дуга расплавляет сварочный электрод, металл которого формирует шов. Диэлектрическая обмазка электрода создает слой шлака, предохраняющего расплав стали от контакта с атмосферным кислородом и, соответственно, от полного выгорания углерода в нем.
  • Соединение труб: трубопроводы и металлоконструкции

    Ручная электродуговая сварка.

    Кстати: дуговой сваркой варится не только сталь, но и чугун. Впрочем, при монтаже трубопроводов из него сварка обычно не используется, а вот резка труб дугой при больших токах практикуется.

    Основная проблема сварных соединений стального трубопровода – их уязвимость для коррозии. Даже если на поверхности трубы изначально присутствует цинковый или любой другой слой антикоррозионной защиты, в процессе сварки он  выгорает. Проблема решается защитой области шва напыляемыми полимерами, нанесением лакокрасочных материалов или обмазкой битумом.

    Соединение труб: трубопроводы и металлоконструкции

    Напыление полимерной антикоррозийной защиты.

    Полиэтилен

    Рассмотрим, как соединяются пластиковые трубы. Трубные соединения выполняются встык, с предварительным оплавлением торцов на низкотемпературном нагревательном элементе (“зеркале”), разогретом до 200 – 220 градусов.

    Перечень основных технологических операций выглядит следующим образом:

  • Трубы торцуются строго перпендикулярно продольной оси.
  • Торцы очищаются от стружки и загрязнений.
  • Соединяемые элементы трубопровода центруются.
  • Затем торцы с усилием около 1,5 кгс/см2 прижимаются к нагревательному элементу, оснащенному антиадгезивным покрытием.
  • После оплавления зеркало извлекается из будущего шва, трубы же прижимаются друг к другу на время осадки и остывания расплава полиэтилена.
  • Соединение труб: трубопроводы и металлоконструкции

    Основные монтажные операции.

    Время нагрева и охлаждения привязано к толщине стенок трубопровода.

    Толщина стенки, мм Продолжительность нагрева, сек Продолжительность охлаждения под давлением, мин
    4,5 45 6
    4,5 – 7 45 – 70 6 – 10
    7 – 12 70 – 120 10 – 16
    12 – 19 120 – 190 16 – 24
    19 – 26 190 – 260 24 – 32
    26 – 37 260 – 370 32 – 45
    37 – 50 370 – 500 45 – 60
    50 – 70 500 – 700 60 – 80

    Поскольку при стыковке труб со значительной толщиной стенок ручная центровка и прижим с необходимым усилием, мягко говоря, затруднительны, для этой цели используются механические, а при диаметре от 250 мм – и гидравлические устройства.

    Соединение труб: трубопроводы и металлоконструкции

    Прокладка магистрального водопровода полиэтиленом. Для центровки используется гидравлика.

    Полипропилен

    В отличие от полиэтиленовых, полипропиленовые трубы соединяются не встык, а при посредстве муфтовых фитингов. Низкотемпературный паяльник предварительно оплавляет смежные поверхности трубы и фитинга; цена таких устройств начинается от 800 – 1000 рублей. Время нагрева привязано не к толщине стенок, а к диаметру:

    Наружный диаметр, мм Продолжительность нагрева, сек Продолжительность соединения, сек Охлаждение, мин
    16 5 4 2
    20 7
    25 7
    32 8 6 4
    40 12
    50 18
    63 24 8 6
    75 30 10 8

    Соединение труб: трубопроводы и металлоконструкции

    Монтаж полипропилена на водоснабжении.

    При сборке полипропиленового трубопровода своими руками полезно знать еще несколько тонкостей.

    • Температура нагревательного элемента в этом случае выше, чем для полиэтилена, и составляет 240 – 260С.
    • Фитинг надевается на трубу строго поступательным движением, без вращения. В противном случае есть риск получить “волну” на свариваемых поверхностях, что резко ослабит соединение.
    • Армированные алюминиевой фольгой трубы предварительно зачищаются от нее в поле сварки. Электрохимическое разложение незащищенного слоем полимера алюминия может привести к расслоению трубопровода.

    Пайка

    Соединение труб пайкой практикуется при сборке медных трубопроводов различного назначения.

    Технология пайки вкратце такова:

  • На одной из соединяемых труб вальцовкой формируется раструб.
  • В него вводится конец смежной детали (трубы или фитинга).
  • Соединяемые поверхности разогреваются в пламени газовой горелки и с помощью флюса зачищаются от пленки окислов.
  • Затем в пламя горелки вводится пруток припоя. Благодаря капиллярному эффекту расплав заполняет всю полость между раструбом и трубой. Застыв, он делает соединение абсолютно герметичным.
  • Соединение труб: трубопроводы и металлоконструкции

    Пайка тройника на медном водопроводе.

    Резьбы

    Резьбовые соединения – еще один способ соединения труб малого (до 50 – 65 мм) диаметра. Как выглядит резьбовой фитинг, думается, любому человеку, жившему в квартире советской постройки, объяснять не нужно. Материалы для них вполне традиционны: чугун, латунь и, реже, сталь.

    Герметизация соединения обеспечивается его подмоткой льняным волокном (зачастую – с краской или герметиком), полимерными нитями или, в случае газовых трубопроводов, лентой ФУМ.

    Соединение труб: трубопроводы и металлоконструкции

    Стальной водопровод на латунных уголках.

    Фланцы

    Очевидно, что использовать резьбы при монтаже трубопровода большого диаметра проблематично. В этом случае используется еще одно сравнительно быстроразъемное соединение для труб – фланцевое. Фланцы стягиваются болтами; герметичность обеспечивается сжимаемой между ними прокладкой – резиновой, силиконовой или изготовленной из специальной жаростойкой резины с большим количеством минерального наполнителя – паронита.

    Соединение труб: трубопроводы и металлоконструкции

    Фланец с герметизирующей прокладкой.

    Раструбное соединение

    В напорных и, чаще, безнапорных трубопроводах нередко используется раструбный монтаж: труба вставляется в раструб другой трубы или фитинга.

    Проблема герметичности может решаться следующим способами:

    • Кольцевым резиновым уплотнителем. Так выполняется соединение асбестоцементных труб, в том числе напорных; всех видов пластиковой канализации; современных чугунных трубопроводов и напорных труб из поливинилхлорида.

    Соединение труб: трубопроводы и металлоконструкции

    Раструбы пластиковой канализации с резиновыми кольцевыми уплотнителями.

    • Клеем. Этим способом наряду с кольцевыми уплотнителями герметизируются соединения напорных ПВХ труб.

    Соединение труб: трубопроводы и металлоконструкции

    Сборка клеевого соединения.

    • Чеканкой. Пропитанное битумом или маслом органическое волокно (каболка) уплотняется в раструбе и заделывается цементным раствором. Этот способ герметизации использовался для чугунной канализации на протяжении всего 20-го века.

    Соединение труб: трубопроводы и металлоконструкции

    Чеканка и заделка раструба канализационного стояка.

    • Заливкой раструба расплавом серы или свинца. Сера применялась для канализации, свинец – для чугунных водопроводов.

    Фитинги

    Для стали ( в том числе нержавеющей), меди, полиэтилена и металлопластика наряду с прочими  используются фитинговые соединения.

    Перечень того, как может выглядеть соединитель для труб в каждом конкретном случае – материал для отдельной большой статьи; упомянем лишь основные конструктивные решения.

  • Компрессионный фитинг обжимает трубу кольцевым уплотнителем из резины или силикона при затягивании накидной гайки с коническим внутренним сечением.
  • Соединение труб: трубопроводы и металлоконструкции

    Монтаж компрессионного фитинга на полиэтилене.

    Однако: для мягких медных и металлопластиковых труб используется другая схема. Помещенный внутрь трубы штуцер обжимается ее стенками при посредстве разрезного кольца.

  • Пресс-фитинг использует для обжима трубы на штуцере клещи, сжимающие гильзу из нержавеющей стали.
  • Соединение труб: трубопроводы и металлоконструкции

    Пресс-фитинг для металлопластикового водопровода.

  • Пуш-фитинг – наиболее удобный в использовании соединитель труб из металлопластика. Инструкция по его монтажу до смешного проста: нужно лишь вдавить в него торец трубы с некоторым усилием. Герметичность обеспечит кольцевой уплотнитель; обратный ход предотвращает кольцевая пружина с фиксирующими трубу лапками.
  • Соединение труб: трубопроводы и металлоконструкции

    Устройство пуш-фитинга.

  • Особняком стоят фитинги для сшитого полиэтилена. Это обычные полимерные или латунные штуцера с надвигаемой гильзой. Сшитый полиэтилен обладает механической памятью и после изменения диаметра в течение нескольких минут возвращается к первоначальному размеру, обжимая штуцер; гильза лишь предотвращает рассоединение при сильных рывках.
  • Соединение труб: трубопроводы и металлоконструкции

    Тройник для сшитого полиэтилена.

    Негерметичные соединения

    Применяемые для негерметичных соединений соединительные элементы для конструкций из труб можно условно разделить на две категории.

  • В первых вставленная труба фиксируется одним или несколькими винтами. Для фиксации требуется довольно незначительное усилие; однако прочность соединения тоже невелика.
  • Соединение труб: трубопроводы и металлоконструкции

    Для фиксации служит боковой винт.

  • Вторые – это всевозможные хомуты. По большей части они состоят из двух и более частей, которые стягиваются болтами, обжимая круглую или профильную трубу.
  • Соединение труб: трубопроводы и металлоконструкции

    На фото – поворотный соединитель для трех круглых труб.

    Внешний вид, размеры  и форма соединительных элементов, понятное дело, могут быть весьма разнообразными.

    Заключение

    Разумеется, наш материал не претендует на охват всех возможных решений. Что-то наверняка осталось за кадром.

    Дополнительную информацию о том, как может выглядеть соединение труб, читатель сможет почерпнуть, просмотрев видео в этой статье. Успехов!

    Понравилась статья? Подписывайтесь на наш канал Яндекс.Дзен

    Оставить комментарий

    ОБЯЗАТЕЛЬНО приложите ФОТО проблемы — так ответ эксперта будет гораздо точней

    Оставляя комментарий, Вы принимаете пользовательское соглашение

    Ваше имя:
    Ваш e-mail:
    Источник gidroguru.com

    Добавить комментарий