Соединение металлических труб

Способы соединения стальных труб. Фитинги.

Самыми популярными в настоящее время при производстве сантехнических работ остаются все-таки стальные «черные» или оцинкованные трубы, поэтому вопрос о том, каким образом их можно соединять между собой до сих пор остается актуальным.
Существует три способа:

• Резьбовое соединение стальных труб;
• Соединение стальных труб с помощью фланцев;
• Сварка стальных труб.

Рассмотрим каждое из этих видов соединения более подробно, так как применяется тот или иной вид соединения в зависимости от назначения трубопровода, технологии монтажа, диаметров соединяемых труб  и пр.

Резьбовое соединение стальных труб.

У резьбового соединения труб есть свое преимущество, так как при демонтаже трубопровода нет необходимости приобретать дополнительное оборудование для резки труб, достаточно развинтить места соединения гаечным ключом и отрезки труб можно использовать повторно. Такое соединение применяют обычно в квартирах, домах индивидуальной застройки и на садовых участках т. е. там, где нет условий для использования сварочного оборудования. Кроме того, если сварка производится в уже отремонтированном помещении, то возможны неприятные последствия – раскаленные брызги металла могут попасть на стены, пол, сантехнику и испортить их.
Разметку и отрезку труб производят вручную или на станках. Концы труб должны быть отрезаны перпендикулярно оси и не иметь заусенцев. Чтобы облегчить нарезание первых витков резьбы, следует снять фаску снаружи трубы.
Резьбу нарезают вручную раздвижными или разрезными клуппами или плашками. Для облегчения нарезки используют приспособления, состоящие из зажимного устройства, в котором закрепляют трубу, и плашкодержателя с плашкой, поворачивающегося рукоятками в направляющей опоре.
Осуществляется резьбовое соединение при помощи фитингов (фасонных соединительных частей с цилиндрической резьбой) из стали, ковкого чугуна или пластмассы. Подбирают фитинги в соответствии с диаметром и материалом труб. Когда нужно соединить трубы разных диаметров, применяются специальные переходники.
Фитинги из ковкого чугуна служат для соединения стальных водогазопроводных труб по ГОСТ 3262—75 в санитарно-технических устройствах при температуре среды (вода, пар, горючий газ и т. п.) не более 175° С и условном давлении не выше 1,6 МПа (16 кгс/кв.см), при условном проходе до 40 мм и не выше 1 МПа (10 кгс/кв.см) при условном проходе более 40 мм. На торцах таких изделий для прочности есть утолщения — буртики, которые можно заворачивать гаечным ключом. Фитинги из стали используются для трубопроводов любого диаметра при давлении до 1,6 МПа. Для их заворачивания применяют только трубный ключ, потому что они гладкие, никаких утолщений и выступов не имеют. Такие фитинги благодаря своему материалу меньше подвержены коррозии. Пластмассовые фитинги, имеющие шестигранную форму, заворачиваются гаечным ключом.
Фитинги необходимо заворачивать на трубы с короткой резьбой до отказа, чтобы они заклинились на последних двух конусных нитках резьбы, так как такие соединения являются более прочными, благодаря эффекту «заклинивания». Такое свинчивание труб применяется как правило для неразъемных соединений труб. Чтобы обеспечить непроницаемость стыка, применяют уплотнительный материал— лен, асбест, натуральную олифу, белила, суриковую и графитную замазку. При цилиндрических резьбовых соединениях труб, по которым идет холодная и горячая вода (с температурой до 100°С), уплотнительным материалом служит льняная прядь, пропитанная суриком или белилами, замешанными на натуральной олифе. Если-же теплоноситель имеет температуру свыше 100ºС, то применяют асбестовый шнур, пропитанный графитом, замешанным на натуральной олифе. При свинчивании труб не разрешается подавать назад навинченную соединительную часть, чтобы герметичность соединения не нарушилась. Если фасонная часть или арматура не заняла требуемого положения и ее нельзя повернуть по ходу резьбы, то нужно разобрать соединение и вновь его собрать, применив новые уплотнительные материалы.
В последнее время для уплотнения резьбовых соединений применяют уплотнительную ленту на основе фторопластов — ленту ФУМ или жгут из такого же материала. Эти уплотнители состоят из фторлона 4Д (80—84%) и вазелинового масла для смазки (20—16%). Фторлон 4Д стоек ко всем минеральным кислотам, щелочам и другим коррозионным средам. Ширина ленты для уплотнения резьбовых соединений составляет 10—15 мм и толщиной 0,08—0,12 мм. Применяется, как правило, при монтаже систем водоснабжения, отопления и газопроводов, а также при монтаже технологических трубопроводов, транспортирующих среду температурой от —50 до 200° С.
Перед использованием ленты, резьбу предварительно очищают от загрязнения, протирая ее ветошью; затем на резьбу наматывают ленту по направлению резьбы, после чего навертывают фитинг или арматуру. На трубы диаметром 15—20 мм ленту наматывают в три слоя, а на трубы диаметром 25—32 мм — в четыре слоя. При выполнении разъемных соединений между муфтой и контргайкой вместо ленты наматывают жгут. Если резьбовое соединение не обеспечивает герметичности и появляется необходимость замены уплотняющего материала, резьбу нужно хорошо очистить от ленты и снова произвести соединение.
Сваривать трубу следует до уплотнения резьбового соединения лентой ФУМ. Если необходимо выполнить сварной стык после уплотнения резьбового соединения, причем оно должно быть расположено не ближе чем на 400 мм от места сварки.

Соединение стальных труб с помощью фланцев.

Безрезьбовые стальные трубы большого диаметра монтируются при помощи фланцев – плоских колец, имеющих отверстия для болтов и шпилек. В основном применяют круглые фланцы двух основных типов: стальные плоские приварные и стальные приварные встык. Фланцы изготовляют как с  соединительным выступом, так и без выступа. На соединительном выступе фланцы могут иметь уплотнительные канавки. Приварные встык фланцы приваривают одним швом и поэтому им следует отдавать предпочтение. Для образования герметичного соединения между фланцами помещают уплотнительные прокладки из тряпичного картона толщиной 3 мм (сначала их замачивают, просушивают и пропитывают горячей олифой в течение 25-30 минут), из асбестового картона толщиной 3-6 мм (прокладки смазывают графитом, замешанным на натуральной олифе) или из паронита. Прокладки устанавливают по одной на каждое соединение. Для того чтобы она не упиралась наружной кромкой в болты, а внутренней не закрывала отверстия трубы, ее наружный диаметр не должен доходить до болтов, а внутренний — до края трубы на 2-3 мм. Внутренние диаметры приварного встык фланца и трубы в месте стыка должны совпадать. При несовпадении внутренних диаметров выполняют плавный переход под углом не более 10°. Фланцы соединяют так, чтобы головки всех болтов помещались на одной стороне соединения. При этом их концы не должны выступать из гаек больше, чем на 0,5 диаметра. Болты свинчивают простым или разводным гаечным ключом.

Сварка стальных труб.

Сварное соединение труб характеризуется прочностью стыка и непроницаемостью для теплоносителя (при качественном соединении), однако для выполнения сварного соединения требуется сложное оборудование и высокая квалификация рабочего. Чаще всего используют газовую и дуговую электросварку, но в любом случае перед началом работы стыковочные кромки труб обязательно очищают от остатков ржавчины, окислов и краски, иначе высокое качество шва будет невозможно. Принцип действия газовой сварки очень прост: при сгорании газа образуется пламя, расплавляющее присадочный материал — проволоку, которая заполняет зазор между кромками деталей, образуя таким образом сварной шов. Трубы, свариваемые газовой горелкой, требуют, как правило, одного прохода, при этом окончание шва будет проходить не встык, а с небольшим напряжением для того, чтобы исключить непровар в местах где шов начинается или заканчивается. Присадочный материал металлических труб должен иметь необходимую степень соответствия сорту стали. Следует заметить, что использование газовой сварки подразумевает, что толщина стенок труб не больше 4 мм, иначе происходит перегрев шовной зоны. При таком способе сварки образуются наплывы расплавленного металла на внутренних стенках трубы, что увеличивает сопротивление движению жидкости, особенно в трубопроводах малого диаметра (10… 32 мм). Чтобы исключить это, применяют сварку враструб. Такую сварку осуществляют путем одновременного оплавления нагревательным инструментом наружной поверхности гладкого конца трубы и тонкого слоя внутренней поверхности раструба. После этого нужно очень быстро вдвинуть конец трубы в раструб и заполнить зазор между трубами жидким металлом, который, застывая, образует прочное и герметичное соединение.

См. также:

Как утеплить водопроводную трубу.