На сьогоднішній день люди активно користуються системою трубопроводу. Вона з’єднує безліч різних будівель між собою, а потім виводиться до спеціальних місцях, якщо це, наприклад, водна каналізація. Для якісного облаштування такої системи потрібно одна дуже важлива річ – надійне з’єднання трубопроводу. Відомо безліч різних способів з’єднання. Всі вони обираються на основі різних факторів, найважливішим з яких є матеріал, що використовується при виробництві труб.
Основні види з’єднань
З’єднань трубопроводу в наш час існує досить багато. Проте всіх їх умовно ділять на дві великих групи – це роз’ємні і нероз’ємні.
Природно, що основна перевага першої категорії – це можливість розбирати трубопровід при необхідності. Найчастіше такою необхідністю є ремонт. Роз’ємні з’єднання трубопроводу дозволяють проводити ремонт та заміну пошкоджених ділянок без порушення всієї конструкції в цілому. До такого типу з’єднання належать фланці, а також різьбові з’єднувачі (фітинги).
Якщо говорити про другому способі, то й таку систему можна ремонтувати, проте при розборі цільної конструкції вона неминуче отримає пошкодження. Серед нероз’ємних типів з’єднання трубопроводу найбільш поширеним на сьогоднішній день є зварювання. Крім цього методу, існують ще декілька, наприклад, склеювання, пресування, монтаж розтруба з використанням цементної суміші.
Всі зазначені методи використовуються досить широко. Дані способи з’єднання дозволяють створювати надійну систему для транспортування різної середовища, це може бути водопровід, газові мережі, опалювальні труби, каналізація, промислові та технічні магістралі.
Використання зварювання
Зварні з’єднання трубопроводів в даний час є найбільш популярними, особливо у сфері створення технічних комунікацій на виробничих об’єктах. З їх допомогою можна без проблем з’єднати між собою окремі частини труби в цілісну систему.
Тут варто додати, що цей метод не обмежується зварними з’єднаннями сталевих трубопроводів. За допомогою зварювання можна з’єднувати ще і пластмасові вироби. У певних випадках зварювання використовується навіть для стикування скляних елементів. У даному методі використовується два основних способи ведення робіт, які відрізняються один від одного варіантом впливу на оброблюваний матеріал:
Якщо говорити про зварних з’єднаннях трубопроводу, зроблених за допомогою першого варіанту, то тут можуть використовуватися такі способи зварювання:
- звичайна електрична;
- електродугового апарат;
- лазерна;
- зварювання газом;
- электролучевая.
Найпоширенішим варіантом є застосування електродугового зварювання для з’єднання сталевих трубопроводів. В даному випадку для нагріву і проведення робіт використовується електрична дуга. У зв’язку з таким типом джерела є два способи проведення зварювання. Перший – за допомогою дуги на постійному струмі, другий – за допомогою дуги на змінному струмі.
Так як в даному випадку для монтажу труб може використовуватися саме різне обладнання, то за Гост 16037-80, де прописані правила з’єднання сталевих деталей за допомогою зварювання, слід використовувати ручне, напівавтоматичне або автоматичне зварювання.
Основні види з’єднань
Для створення магістралей використовується кілька різних видів з’єднань елементів трубопроводів. Виділяють 4 основних варіанти: встик, внахлест, кутове, з привариванием різних елементів.
Наступні три способи з’єднання трубопроводів вважаються найбільш популярними і поширеними на сьогоднішній день:
Тут варто зазначити, що зварювання досить активно застосовується не тільки для зчленування трубопроводів круглого, але і квадратного перерізу. Зазвичай такі елементи часто використовуються в будівництві, виробництві меблів. Проте в облаштуванні технічних магістралей вони не використовуються. Основний недолік – це їх форма. Квадратний переріз значно погіршує пропускну здатність. Кругле ж, навпаки, є одним з найкращих.
Зчленування за допомогою різьби
Природно, що на практиці виникають випадки, коли можливості провести зварювальні роботи немає. У таких випадках використовуються інші методи стикування, яких досить багато. Найбільш поширений – різьбова установка. Для нарізання різьби на трубах застосовуються спеціальні верстати, або ж звичайна плашка. У разі, якщо у деталі дуже тонкі стінки, то для нанесення різьби на поверхню застосовується спосіб накатки.
При дотриманні всіх правил, з’єднання труб такого типу вийде досить міцним і герметичним. У такого способу є кілька незаперечних переваг: зручність в установці, можливість ремонту з’єднання трубопроводу, всі монтажні роботи можна проводити без використання спеціального обладнання.
В даному випадку будуть важливі деякі параметри самої різьби, які будуть визначати сферу її експлуатації. По-перше, тут важливий крок нарізки, по-друге, глибина різьби і, по-третє, напрямок. Крок нарізки буде визначати відстань між вершиною витка і його підставою. При проведенні монтажних робіт дуже важливо правильно розібратися і врахувати напрям, так як воно може бути правим і лівим.
Інші методи стиковки
Незважаючи на те, що різьбове з’єднання вважається одним з найбільш популярних методів в разі неможливості використовувати зварювання, є і інші способи, які використовуються досить активно. Що стосується вибору певного методу, то зазвичай все залежить від матеріалу, з якого виготовлена труба. На сьогоднішній день всі труби умовно діляться на дві категорії – це гнучкі і жорсткі. До першої підгрупи слід віднести труби, виготовлені з полімерних матеріалів, наприклад, поліпропіленові труби, поліетиленові, металопластикові. Друга категорія виробів не має подібної пластичністю, а тому сюди відносять чавунні, сталеві, мідні та інші.
Складання гнучких і жорстких труб без зварювання
Найчастіше у разі відсутності можливості провести зварювальні роботи для з’єднання труб використовуються фітинги. Це спеціальні сполучні елементи. Щоб забезпечити надійний і герметичний стик гнучких елементів, потрібно використовувати фітинги з великим охопленням, ніж для жорстких.
В даний час фітинги для складання трубопроводу з гнучкого матеріалу використовуються лише у випадках невеликого і середнього перерізу елемента, від 20 до 315 мм, Якщо деталі мають перетином понад 315 мм, то використання фітинга вважається недоцільним. Основна проблема полягає в низькій надійності такого з’єднання.
Для з’єднання труб з поліетилену низького тиску або ПНД зазвичай використовують спеціальний тип деталі з’єднання трубопроводів – компресійний фітинг. Основні переваги в такому випадку – це швидкість в установці. Додатково варто відзначити, що застосування компресійних фітингів – це бюджетний варіант стикування гнучких труб. Однак тут також є свої обмеження. Компресійні деталі здатні надійно з’єднати лише труби з невеликим перетином. Для трубопроводу середнього перетину використовується муфта. Муфтове з’єднання трубопроводу вважається найпоширенішим серед всіх інших варіантів фітинга.
Далі слід звернути увагу на стиковку жорстких труб. Використання зварювання і різьби – це не єдині способи. Однак є певне правило за Гост 16037-80, яке говорить про те, що всі конструкції з перерізом вище 600 мм можуть бути з’єднані лише за допомогою зварювання. Зазвичай, якщо не використовується різьблення і зварювання, то вдаються до поєднання через муфту. Такий спосіб дозволить скріпити між собою труби однакового діаметру, різного перерізу, а також з різних матеріалів. Основні особливості даного з’єднання – висока міцність і хорошу герметичність.
Періодично труби, що з’єднуються без зварювання і різьби, мають фланці, за допомогою яких і відбувається зчленування. У деяких ситуаціях певні ділянки труб потребують частих перевірок або ремонті. Здійснювати контроль зварних з’єднань трубопроводів – досить трудомістке заняття, а тому в таких місцях, якщо дозволяє перетин труби, встановлюють саме фланцеве з’єднання. Пов’язано це з тим, що такий тип стикування досить просто розібрати і зібрати назад. Складається вона з таких елементів:
- два основних елементи – з’єднуються фланці;
- для більшої герметичності застосовують ущільнювальні кільця;
- для кріплення застосовуються болти і гайки.
Незвичайні методи зчленування
Крім звичайних методів стикування, які користуються популярністю, є нестандартні, що застосовуються рідко, і для труб із спеціального матеріалу. Серед таких способів з’єднання присутня метод склеювання, розтрубні з’єднання, з’єднання быстроразъемного методу.
Склеювання застосовується в тих випадках, коли труби зроблені з пластмаси. У таких ситуаціях метод склеювання допомагає отримати надійне та герметичне з’єднання, однак при цьому воно буде неразъемным. Як випливає з назви, для складання використовується спеціальна клейка основа, завдає на поверхню труб.
Що стосується другого варіанту, розтрубного з’єднання, то він найчастіше застосовується у випадках облаштування каналізації безнапірного типу. Такі системи відрізняються тим, що стічна вода в них рухається природним шляхом, без зусилля насосів, тобто труби встановлюються під нахилом. Розтрубне з’єднання може бути роз’ємним, так і неразъемным. Вибір буде залежати від матеріалу, з якого виготовлені труби. Роз’ємні комунікації цього типу можуть бути зроблені лише з пластику. Якщо деталі зроблені з чавуну, то можна провести лише неразъемную стиковку. Крім того, в чавунних трубах потрібно ущільнення, яке робиться на основі цементної суміші або спеціальних герметичних складів.
Швидкоз’ємні з’єднання
Є невелика група окремих сполук, які називаються швидкознімними або швидкороз’ємними. Вони зазвичай встановлюються лише на тих ділянках, де потрібно частий розбір магістралі з якої-небудь причини. Є три основних варіанти таких зчленувань:
- використання хомутів зі спеціальними клинами для фіксації;
- кулачковое з’єднання або Camlok;
- з’єднання ISO.
Всі три варіанти досить прості в плані свого монтажу, але при цьому мають добрі характеристики. У промислових масштабах часто використовуються додаткові три види стикування: ниппельная, телескопічна, шарнірна. Ниппельное з’єднання застосовується у випадках стикування труб між вимірювальним обладнанням, телескопічне – для зчленування жорстких труб, що мають гнучкі елементи. Шарнірні використовуються лише для облаштування магістралей зі складною конструкцією.
Вимоги до з’єднань по ГОСТу
У нормативному документі вказані певні вимоги до з’єднань трубопроводів, зроблених на основі зварювання. У документі вказані такі пункти:
- В деяких випадках потрібно зварювання труб, що відрізняються по діаметру. В такому випадку, якщо різниця не перевищує певного значення, то робота здійснюється так само, як вона проводилася б при наявності однакового перерізу. Конструктивні елементи всіх підготовлених кромок, остаточний шов і інші деталі повинні відповідати трубі з великим діаметром. Крім цього, щоб забезпечити плавний перехід з більшого діаметру на менший, дозволяється зробити похилий шов. У разі, якщо діаметр труб відрізняється занадто сильно, то на виробі з великим перетином необхідно зробити скіс. Робота проводиться до тих пір, поки діаметр не зменшиться до значення, рівного меншого. В такому випадку шов і конструктивні елементи повинні відповідати деталі меншого діаметру.
- Є вимоги щодо шорсткості поверхонь, які готуються під зварювання. Значення цієї характеристики не повинно перевищувати 80 мкм.
- Всі елементи, що залишаються на трубах (муфти, підкладки), повинні бути виготовлені з сталі тієї ж марки, що і сама труба.
Контроль якості шва
Зварне з’єднання дуже міцне, але воно потребує контролю якості. В даний час існує всього два методи перевірки. Перший метод характеризується відсутністю порушень цілісності конструкції, другий же проводиться з порушенням. Щоб оцінити якість всіх зварних швів, зазвичай використовують перший спосіб. Він застосовується як під час проведення робіт, так і після.
Неруйнівний метод перевірки ділиться на 5 варіантів:
- перевірка по проникності;
- контроль за допомогою рентгенографічного або магнітного способу;
- варіант, який використовує ультразвук;
- проведення вимірювальних робіт;
- здійснення зовнішнього огляду.
Руйнуючі методи перевірки також проводяться, проте вже на тих шматках вироби, які вирізані з основної труби.
Будь-яка перевірка якості з’єднання починається із зовнішнього огляду. Тут важливо зазначити, що він може бути не тільки візуальним. Сюди ж відносять застосування вимірювальної техніки та використання будь-яких інших технічних засобів. Дана перевірка допомагає встановити наявність проблем у зовнішніх чинниках, а також перевірити відповідність з’єднання вимогам державного стандарту.
Є капілярні перевірки, в яких використовуються спеціальні рідини. Контрастним речовиною покриваються зварні шви. При наявності самих дрібних ушкоджень або тріщин ці склади будуть проникати всередину. При використанні таких речовин дефектні місця будуть забарвлюватися в певний колір. Пенетранти – так називаються ці спеціальні рідини. Вони можуть складатися з таких основ, як трансформаторне масло, скипидар, бензол, гас.
Найбільш простий спосіб перевірки даним методом – використання гасу. У цього складу спостерігається одне з найважливіших властивостей для цього методу – висока проникаюча здатність.
Є кілька пунктів, що грають вирішальну роль у виборі методу перевірки. Один з найважливіших факторів – економія фінансових засобів і технічні дані, далі важливу роль відіграють особливості, при яких була виготовлена дана зварна конструкція. Слід також звернути увагу на стан поверхні, що перевіряється, на товщину і тип зварного шва. Важливо правильно визначити марку металу і зрозуміти його фізичні властивості.
