Разъемные соединения трубопроводов

Соединения стальных труб: виды, назначение, требования

Классификация соединений стальных труб. Сталь­ные трубопроводы санитарно-технических систем, по которым перемещаются вода, пар, газ, состоят из отдельных участков труб, которые соединяются между собой: резьбой, сваркой, фланцами, накидными гайками. Места соединения труб (сты­ки) должны быть прочными, герметичными и долговечными. Большинство соединений на трубах изготовляется неразъем­ными (сварные, резьбовые), но для возможности демонтажа трубопроводов при их ремонте, а также в местах установки ар­матуры предусматриваются разъемные соединения (фланце­вые, накидной гайкой).

Соединение стальных труб на резьбе применяют на водогазопроводных трубах. На обычных трубах резьбу нарезают, а на тонкостенных накатывают. Резьба на трубах должна быть чис­той. Не допускается нарезка с сорванной или неполной резь­бой общей длиной более 10 % длины рабочей части. В санитар­но-технических устройствах для резьбовых соединений при­меняют нарезку или накатку наружной резьбы на концах соединяемых труб и навертывание муфты с резьбой. Длина резьбы соединительных труб должна быть такой, чтобы между обоими концами труб, ввернутыми до отказа в муфту, оставал­ся зазор не менее 5 мм. Данный вид резьбового соединения на­зывают коротким. Если при резьбе типа «цилиндр на цилиндр» необходимо сделать разъемное соединение, то на одном конце трубы нарезают короткую резьбу, а на другом резьбу – длин­ную, т.е. такой длины, чтобы на нее можно было согнать контр­гайку и следом за ней муфту с запасом 2-3 нитки (рисунок ниже). Соединение с навернутыми на нее муфтой и контргайкой называ­ют сгоном.

Соединение стальных труб с помощью муфты и контргайки (сгон)

Для уплотнения сгона при теплоносителе с температурой не более 95 °С между контргайкой и торцом муфты ставится промазанный уплотняющей пастой и ссученный из льняной пряди жгутик; в системах паровых и с перегретой водой – тонкий асбестовый шнур, промазанный графитовой замаз­кой.

При изготовлении разъемного соединения стальных труб используют фитинги из ковкого чугуна с утолщениями на концах – буртиками, необходимыми для большей прочности, и стальные (без буртиков). Соедини­тельными частями из ковкого чугуна с цилиндрической резь­бой для соединения труб по прямой и заглушки концов явля­ются: муфты прямые и переходные, соединительные гайки, футорки, контргайки, пробки (рисунок ниже).

Соединительные части из ковкого чугуна для соединения труб по прямой

Непроницаемость стыка при резьбовых соединениях обес­печивается с помощью уплотнительного материала – льна, ас­беста, натуральной олифы, белил, суриковой и графитной за­мазки. При цилиндрических резьбовых соединениях труб, по которым течет холодная и горячая вода (с температурой до 100 °С), уплотнительным материалом служит льняная прядь, пропитанная суриком или белилами, замешенными на нату­ральной олифе. Для трубопроводов с теплоносителем температурой более 100 °С в качестве уплотнителя применяют асбесто­вую прядь вместе с льняной, пропитывая их графитом, за­мешенным на натуральной олифе; при этом резьбу вначале промазывают суриком или белилами. На короткие резьбы сухую льняную прядь наматывают со второй нитки от торца трубы по ходу резьбы тонким ровным слоем «врасстилку», без обрыва. Прядь необходимо предварительно тщательно рассу­чить, чтобы волокна хорошо отделялись. Намотанную прядь сверху по ходу резьбы промазывают разведенным суриком. Прядь не должна свисать с конца трубы или входить внутрь трубы, так как это может вызвать засорение трубопровода.

Фасонные части нужно навертывать на трубы до отказа так, чтобы они заклинились на последних двух конусных нитках (сбеге) резьбы, что обеспечивает надежное соединение. Соеди­нения на резьбе следует выполнять после сварки трубопровода. Если необходимо выполнить сварной стык после уплотнения резьбового соединения, то он должен располагаться на рас­стоянии не менее 400 мм от резьбового соединения.

Фланцевые соединения стальных труб. Фланцевым называется соединение стальных труб, осуществляемое при помощи при­варенных к их концам фланцев. Применяемые для соединения стальных труб фланцы должны соответствовать ГОСТам 12820-80,12821-80 и 12822-80. Присоединительные и уплот­нительные поверхности стальных фланцев обрабатывают и по­крывают антикоррозионной смазкой. Эти поверхности не должны иметь следов механических повреждений. Торцевые поверхности фланцев должны быть перпендикулярны оси тру­бы. Конец трубы, включая шов приварки фланца к трубе, не должен выступать за плоскость фланца. Отверстия во фланцах под болты или шпильки должны быть сверлеными с ровными краями, опорные места под болты и гайки обработанными. Правильность установки фланца проверяют с помощью флан­цевого угольника.

Прокладки служат уплотнительным материалом между фланцами. Поверхности прокладок должны быть гладкими, без заусенцев, рванин и порезов. Не допускаются мягкие про­кладки со следами излома, складками и трещинами. Для трубо­провода, предназначенного для холодной или горячей воды (до 100 °С), прокладки изготовляют из тряпичного картона толщи­ной 3 мм. Вырезанные картонные прокладки смачивают водой и высушивают, чтобы лучше впитывалась олифа, а затем 20-30 мин пропитывают горячей олифой. В паропроводах с давлением пара до 0,15 МПа для прокладок применяют асбе­стовый картон толщиной 3-6 мм. Асбестовый картон должен быть плотным и гибким: при сгибании картона под углом 90° вокруг цилиндра диаметром 100 мм он не должен ломаться.

Материал прокладок определяется проектом. При отсутст­вии указаний в проекте при температуре перемещаемой среды до 105 °С следует применять прокладки из термостойкой рези­ны, а при температуре выше 105 °С – из паронита толщиной 2-3 мм. Паронитовые прокладки должны иметь с одной сторо­ны ровную, слегка глянцевую поверхность, а с другой сторо­ны – матовую поверхность. На поверхностях и по краям про­кладки допускается незначительная ворсистость.

Между фланцами полагается устанавливать одну проклад­ку. Не допускается установка между фланцами нескольких или скошенных прокладок. Чтобы прокладка не упиралась наруж­ной кромкой в болты, а внутренней не закрывала отверстия трубы, наружный диаметр ее должен не доходить до болтов, а внутренний до края трубы на 2-3 мм.

При соединении труб с фланцевой арматурой гайки ставят со стороны фланца трубы. При сборке фланцевых соединений головки болтов располагают с одной стороны. На вертикаль­ных участках трубопроводов болты устанавливают головками вверх. Концы болтов или шпилек не должны выступать из гаек более чем на 0,5 диаметра болта или шпильки. Резьбу болтов до их установки смазывают графитом на минеральном масле. При перекосе допускается изгиб трубы путем ее подогрева с той стороны, в которую нужно гнуть трубу; при этом не должен быть нарушен заданный уклон трубопровода. Посадку плоско­приварного фланца на трубу выполняют с зазором 0,5 мм при диаметре труб до 108 мм и 1 мм при диаметре труб более 108 мм. Фланцы, как правило, присоединяют к трубам электросваркой под слоем флюса или в среде углекислого газа на механизме ВМС-46 либо на других подобных механизмах или приспособ­лениях с применением сварочных полуавтоматов.

Соединение стальных труб сваркой и накид­ной гайкой. Сварное соединение труб получило широкое распространение в современном монтаже. Требования к сварному шву соеди­нения труб аналогичны требованиям к ме­таллу, из которого изготовлены трубы: оно должно быть высокой прочности, герметич­ным и долговечным. Сварное соединение осуществляется оплавкой концов труб и заполнением зазора между трубами жид­ким металлом, который, застывая, образует прочное герметичное соединение. По усло­виям работы отопительного трубопровода и тепловой сети, сварной шов должен проти­востоять линейным температурным дефор­мациям и не давать трещин, т.е. обладать вязкостью; быть плотным, поскольку газ об­ладает свойством проникать через малые поры соединения; быть прочным, чтобы исключить возможность его разрыва.

Накидная гайка

Для обеспечения указанных требований необходимо:

• выбрать соответствующую конструкцию сварного соединения;
• выбрать вид сварки;
• обеспечить при сварке такой металлургический процесс, при ко­тором наплавленный металл приобрел бы необходимые качества.

Соединение накидной гайкой (рисунок выше) используется для труб небольшого диаметра, когда изготовление фланцевого соеди­нения нецелесообразно по конструктивным требованиям. Та­кое соединение имеет небольшие габариты и требует меньших затрат времени на сборку, чем фланцевое.

19 Соединения трубопроводов. Виды соединений. Детали и элементы разъемных соединений. Типы неразъемных соединений.

Соединения трубопроводов бывают неразъемные и разъемные. К неразъемным относятся соединения, получаемые путем сварки, пайки или склеивания, к разъемным – резьбовые, фланцевые, раструбные и др. В котельных установках трубопроводы соединяют на резьбовых муфтах, фланцах и сварке.

Резьбовое соединение трубопроводов применяют во внутренних системах водопровода и газоснабжения котельной для трубопроводов с Dy до 100 мм и Py до 1 МПа. Трубы соединяют резьбовыми муфтами на короткой и длинной резьбе.

Для уплотнения стыков резьбовых соединений применяют льняную прядь с суриком, затертым на натуральной олифе, или со свинцовыми белилами. Прядь наматывают тонким ровным слоем на нарезку. Контргайка со стороны муфты имеет фаску для уплотнительного материала.

Фланцевые соединения – это наиболее распространенный вид разъемных соединений трубопроводов, что объясняется простотой конструкции, легкостью сборки и разборки, а также тем, что в котельных чаще всего используют фланцевую арматуру. Недостатки фланцевых соединений – большая трудоемкость и высокая стоимость изготовления, а также меньшая по сравнению со сварными соединениями надежность в эксплуатации, так как при изменении температуры и давления транспортируемой среды возможно ослабление соединения и возникновение утечки.

Фланцевые соединения состоят из двух фланцев, крепежных деталей (болтов или шпилек и гаек), прокладки или уплотнительного кольца.

Фланцы (ГОСТ 12815-80) по способу присоединения к трубам бывают плоские, которые привариваются угловым швом, и приварные встык – воротниковые.

Сварные соединения более надежны, чем фланцевые и резьбовые, что особенно важно при высоких давлении и температуре рабочей среды. Применение сварки дает также значительную экономию металла. Поэтому в большинстве случаев трубы соединяют между собой с помощью сварки. Основные виды сварных соединений и швов трубопроводов изображены на рис.7. Чаще всего используют сварное стыковое соединение, которое выполняют после тщательной обработки кромок и калибровки труб.

20 Ползучесть металла паропроводов. Основные характеристики процесса. Организация контроля ползучести металла на тэс.

Явление ползучести металла проявляется в увеличении диаметра паропровода. Поэтому наблюдение и контроль за ползучестью производятся путем измерения диаметра паропровода на контрольных участках. На паропроводах, выполненных из перлитных сталей, измерение остаточной деформации (ползучести) производится по бобышкам, изготовленным из нержавеющей стали (ЭИ211; ЭЯ1 и т. п.) и приваренным на паропроводе. На паропроводах из аустенитной стали бобышки не приваривают и измерение диаметра производят непосредственно по трубам (места измерений имеют съемную тепловую изоляцию). Измерение диаметров производят при помощи микрометров соответствующих типоразмеров и специальными скобами. Следует иметь в виду, что измерение остаточных деформаций паропроводов разрешается производить только в нерабочем состоянии и при температуре паропровода не выше 50° С, Если остаточные деформации менее 1 % исходного диаметра трубы при эксплуатации ее в течение 50 тыс. ч и более, то последующее измерение ползучести производится во время капитального ремонта, но не реже 1 раза в 2 года. Если же остаточные деформации получаются более 0,5% за время эксплуатации паропровода меньше 50 тыс. что периодичность следующих измерений устанавливается специальной комиссией. Предельно допустимая остаточная деформация паропровода составляет 1%. При достижении такой деформации контрольный участок паропровода тщательно обследуют и вырезают из трубы образцы для металлографического исследования. Вопрос о возможности дальнейшей эксплуатации паропровода решается специальной комиссией, назначаемой Энергоуправлением с представителем Госгортехнадзора. Для наблюдения за структурными изменениями металла труб на паропроводах выделяют контрольные участки, на которые заводят паспорта. Паспорта хранятся в шнуровой книге трубопроводов. Из контрольного участка периодически вырезают образцы, а в местах вырезок вваривают отрезки трубы из такого же металла, как и трубы паропровода. Вырезку и металлографические анализы образцов производят при монтаже паропровода и через три года эксплуатации, если до этого не будет обнаружена повышенная остаточная деформация. Наблюдению за графитизацией подлежат паропроводы и корпуса арматуры, выполненные из молибденовых сталей, и паропроводы, работающие при температуре пара выше 475° С. Наблюдение за графитизацией производится путем вырезки и исследования образцов в металлографической лаборатории. Результаты исследований образцов рассматриваются экспертной комиссией, которая назначается Энергоуправлением. Сварные соединения паропроводов из аустенитных сталей осматривают при каждом капитальном ремонте турбоагрегатов, но не реже 1 раза в два года. Сварные соединения паропроводов из перлитных сталей осматривают и контролируют их состояние ультразвуком через каждые 5 лет.

Виды соединения труб

При сооружении трубопроводов используются различные виды соединения труб. С целью упростить монтаж и увеличить надежность мест соединения некоторые производители выпускают раструбы, снабженные неподвижными соединительными резиновыми кольцами. Далее предлагаем в нашей статье подробно рассмотреть, что представляют собой работы по монтажу труб и что для этого требуется.

При сооружении трубопровода важно знать методы соединения труб

Разъемные методы соединения труб

Все сантехнические соединения труб можно разделить на 2 вида:

Выбор в пользу того или иного вида основывается на том, из какого материала выполнены трубы. Разъемные соединения труб делятся на фланцевые и муфтовые.

Фланцевый метод соединения

Схема фланцевого соединения

Фланцевое соединение используется при соединении ПВХ-труб. При этом применяется фланцевый крепеж из чугуна с резиновой прокладкой. Последовательность работ такая:

1. в месте соединения выполняется обрезание трубы, срез должен получиться идеально ровным, фаску можно не делать;
2. на срез надевается свободный фланец;
3. резиновая прокладка вставляется таким образом, чтобы она выступала от среза на 10 см;
4. фланец накладывается на прокладку и соединяется с ней болтами с ответными фланцами;
5. болты закрепляются без приложения лишних усилий.

Готовое фланцевое соединение

Муфтовый метод соединения

Для соединения безнапорных и напорных труб, а также при ремонте трубопровода трубы соединяются муфтовым соединением. Монтаж муфты проводится в таком порядке:

1. концы соединяемых элементов срезают под углом 90 0 ;
2. к месту совмещения прикладывается муфта, центральная часть которой должна оказаться ровно на стыке труб;
3. на трубы наносятся отметки, обозначающие положение муфты;
4. специальной смазкой обрабатываются соединяемые концы трубы и муфта изнутри;
5. в муфту вставляется до предела одна из труб;
6. далее трубы устанавливаются так, чтобы их продольная ось была единой, стыкуются, муфта надвигается на вторую трубу, согласно нанесенной на нее в начале монтажа линии.

Схема муфтового соединения

Общие правила монтажа трубопроводов

На практике соединение элементов трубопровода выглядит следующим образом.

Монтаж проводится вручную. Рычагом для позиционирования труб служит лом, между ним и трубами необходимо предусмотреть деревянную прокладку. Если рычаг не способен справиться со своей задачей, специалисты советуют воспользоваться домкратом.

После сооружения трубопровода проверяется правильность размещения в раструбе уплотнительной прокладки. Тонкая пластинка из металла (толщиной 0,5-0,8 мм) вставляется между раструбом и гладким концом. Пластина должна касаться резинового кольца. Далее пластина перемещается по окружности трубы, и в результате оценивается расположение кольца в раструбе: расстояние от него до пластины должно быть равномерным по всей окружности.

Расположение резинового кольца при раструбном соединении

Если монтаж или ремонт трубопровода проводится при минусовых температурах, следует соблюдать особую осторожность в работе и применять исключительно силиконовую смазку.

Неразъемные методы соединения труб

Раструбный метод соединения

Раструбное соединение канализационных труб относится к неразъемным видам соединения. При неразъемных методах разъединение элементов трубопровода производится с нарушением целостности крепления или трубы. Осуществляется склеиванием или сваркой. Используя данный метод, следуйте инструкции:

1. соединению подлежат раструб с резиновым кольцом одной трубы и гладкий конец другой. Обозначенные части очищаются от загрязнений, проверяется отсутствие на них различных повреждений. Резиновая прокладка в раструбе должна быть размещена правильно и не иметь каких-либо дефектов. С гладкого конца убирается фаска;

Подготовка конца трубы

1. соединяемые поверхности смазываются силиконовой смазкой, после этого оседание на них пыли, грязи недопустимо;
2. регулируется расположение совмещаемых труб (они должны иметь одну продольную ось), гладкий конец вставляется в раструб;
3. глубина продвижения отмечена на трубе монтажной меткой, далее которой задвигать трубу не рекомендуется.

Соединение сваркой

Неразъемные соединения, как уже говорилось выше, выполняются сваркой или склеиванием. В настоящее время существует два вида сварки:

При сваривании труб враструб сварочным аппаратом одновременно оплавляется наружная часть гладкого конца одной трубы и внутренняя поверхность раструба другой. После детали трубопровода быстро соединяются.

Схема сварки трубы и муфты враструб

Стыковая сварка предполагает оплавление соединяемых концов труб и их соединение с приложением умеренного давления.

Сваривание труб – очень непростая работа, для которой требуется специализированное оборудование. Из-за этого не все виды сварки доступны для домашнего применения. Наиболее распространенные из них – это дуговая и газовая электрическая сварка. Перед началом сварочных работ проводится предварительная подготовка.

Подготовительные мероприятия включают в себя промывку замасленных частей труб раствором едкого натра (каустической соды), после этого – теплой водой. Места будущего соединения обрабатываются напильником (срезаются кромки) и растворителем.

Принцип действия сварочного оборудования, производящего газовую сварку, элементарный. Газ, сгорая, образует пламя, которое расплавляет присадочный материал и формирует сварное соединение. В качестве присадочного материала используется проволока, которая прокладывается в расстояние между соединяемыми поверхностями труб. Посредством газовой сварки могут быть соединены металлические и полимерные трубы.

Процесс сварки встык

В дуговой электросварке соединение труб происходит с помощью плавящихся или неплавящихся (угольных или вольфрамовых) электродов. Если выбраны неплавящиеся электроды, также вводится присадочный материал.

Квалифицированное выполнение сварочных работ гарантирует отсутствие свищей и других изъянов, а сварное соединение получается малозаметным.

Склейка труб

Существует и другой способ выполнения неразъемного соединения – клеевое соединение труб. Если Вы решили прибегнуть к данному способу, для этого Вам понадобится специальный клей, которым будут промазываться склеиваемые кромки труб. В зависимости от того, какие поверхности подлежат склеиванию, применяют следующие виды клея:

• для соединения металлических и полимерных деталей – эпоксидный клей;
• для пластмассовых и металлических труб – БФ-2;
• «металл + резина» или «резина + резина» – 88Н.

Для соединения поливинилхлоридных труб между собой применяют склеивание. Делают это в следующей последовательности:

Подготовка труб к склеиванию

• Ошкуривают соединяемые участки поверхности труб, обезжиривают специальным составом на основе метиленхлорида.
• В комплект для обезжиривания может входить специальный клей для канализационных труб из ПВХ, который обезжиривает и немного растворяет трубы для более прочного и долговечного их соединения.
• Потом подготовленные края труб покрывают с помощью тампона или кисти клеем и вставляют друг в друга. При правильном соединении на стыке выделяется валик из клея.
• Промазываем стык труб еще раз клеем для обеспечения высокой герметичности.

Нанесение клея на поверхность трубы

Соединенные путем склеивания канализационные ПВХ-трубы могут довольно скоро после монтажа эксплуатироваться. В этом и заключается преимущество данного способа соединения.

Соединение труб из различных материалов

Чтобы соединить полимерные трубы с деталями из других материалов применяют специальные переходники для канализационных труб, фитинги, уплотнительные элементы. Рассмотрим схемы соединения пластика с другими материалами:

1. Соединение с раструбом чугунной трубы.

1. Соединение с раструбом стальной трубы.

1. Соединение с раструбом керамической трубы.

1. Соединение с гладким концом стекловолокнистой трубы.

1. Соединение с раструбом стекловолокнистой трубы.