Трубное соединение: все способы стыковки круглых и профильных труб

Чтобы выбрать самое практичное и надежное трубное соединение, нужно учитывать очень много факторов. В первую очередь это вид перекачиваемой по трубопроводу среды: вода (горячая или холодная), газ, бытовые или промышленные стоки и т.п. Большое значение имеют и материал труб, и форма и размер их сечения, и условия эксплуатации – температура, нагрузки, давление в системе. Способов стыковки немало, и для каждого случая следует подбирать наиболее оптимальный.

Основные виды соединений

Способы стыковки труб можно разделить на две категории.

• Разъемные – когда стык фиксируется с помощью резьбы, раструба или специального фитинга (соединителя труб), который при необходимости можно снимать для размыкания трубопровода, его ремонта или замены участка трубы.
• Неразъемные – с постоянной фиксацией стыка, для размыкания которого потребуется разрезать трубу.

В бытовых системах чаще применяются разъемные соединения. Они удобны, практичны, позволяют самостоятельно осуществлять монтаж трубопроводов без сложного оборудования и ремонтировать его. Для таких соединений существует ограничение по диаметру трубы:

• 315 мм для гибких труб;
• 600 мм для жестких труб.

Для перекачки газа, химически агрессивных сред, а также при прокладке длинных магистралей предпочтение отдается неразъемным соединениям.

Разъемные соединения

К соединениям, которые можно разобрать без повреждения труб и с возможностью их повторной сборки, относятся резьбовые, раструбные и быстросъемные.

Резьбовые

Соединение трубопроводов посредством резьбы – один из самых популярных методов стыковки. Для нарезки резьбы применяется специальный инструмент – клупп, для единичных стыков можно воспользоваться обычной плашкой.

Резьбовые соединения получаются герметичными и прочными, они удобны в монтаже, позволяют достаточно быстро разъединять стыки для демонтажа или ремонта коммуникаций.

Резьба бывает правой или левой, наружной или внутренней, отличается шагом и глубиной нарезки, что нужно учитывать при устройстве стыка двух отрезков.

Быстроразъемные (БРС)

БРС используются на трубопроводах, эксплуатация которых требует их периодической разборки. Например, в системах полива или сезонной подачи воды в дачный дом. Такие виды соединений трубопроводов просты в монтаже, позволяют проводить его быстро и без применения инструментов, обладают хорошей герметичностью и прочностью.

Фитинги-коннекторы для быстросъемных соединений состоят из двух частей, каждая из которых устанавливается на концы соединяемых труб.

• Муфта – приемная часть, в корпус которой встроен обратный клапан, резиновая прокладка-уплотнитель, фиксирующий зажим.
• Ниппель – ответная часть с присоединительным адаптером.

БРС могут отличаться конструкцией, материалом, из которого изготовлены, внутренним диаметром, толщиной стенок и другими параметрами. Для бытовых и хозяйственных нужд выпускаются изделия диаметром до 50 мм. Такие фитинги выпускаются в разных вариантах: для прямого и углового соединения, в виде крестовин, тройников.

При выборе коннектора обязательно учитывают не только диаметр, но и вид труб. Если они изготовлены из металлопластика, полиэтилена, полипропилена или другого пластичного и гибкого полимера, для надежного сочленения нужен большой обхват по длине трубы. Быстросъемные способы соединения труб из-за их недостаточной надежности не рекомендуется применять при скрытой прокладке магистралей – под землей или в стяжке.

Муфтовые и фланцевые

Трубы среднего и большого диаметра до 600 мм часто соединяют с помощью муфт или фланцев.

Муфтами можно соединять не только одинаковые трубы, они часто служат переходниками для изделий разного диаметра или из разных материалов.

Для герметичной стыковки жестких труб, особенно большого сечения, а также для врезки в систему контрольного или вспомогательного оборудования, применяют фланцы. Они состоят из:

• двух соединяющихся элементов, насаживаемых на концы труб;
• уплотнительного кольца;
• крепежных элементов – болтов и гаек.

Фланцы легко устанавливаются и разбираются, позволяя быстро разорвать сцепление труб без вреда для них.

Раструбные

Разъемные соединения трубопроводов стыковкой в раструб используют при монтаже систем бытовой безнапорной канализации. Стоки двигаются по уложенным с уклоном трубам самотеком, перекачивающие насосы в таких системах не применяются, поэтому давление в них минимальное. Что позволяет не добиваться высокой прочности стыков.

Внутренний диаметр раструба соответствует внешнему диаметру трубы. Для герметичности соединения в раструб устанавливается уплотнительное резиновое кольцо.

Однако разъемное раструбное соединение применяется только для пластиковых канализационных коммуникаций. Чугунные трубы, стыкуемые этим способом, дополнительно фиксируются цементным раствором или герметиком. Эти материалы, застывая, делают стыки неразъемными.

Неразъемные соединения

Неразъемные способы соединения трубопроводов подразумевают их стыковку без возможности демонтажа. При необходимости замены части системы, её ремонта и реконструкции трубы приходится разрезать. К таким способам относятся сварка и склеивание.

Сварные

При сварке происходит взаимная диффузия атомов двух стыкуемых отрезков при расплаве материала под действием высокой температуры. Таким способом соединяют не только металлические трубы, но и пластиковые, и даже стеклянные. Он незаменим для скрытой прокладки коммуникаций и очень востребован при монтаже технических трубопроводов в промышленности.

Различают несколько видов сварки металлов:

• лазерная;
• газовая;
• электрическая, которая в свою очередь делится на электролучевую и электродуговую.

Электродуговая сварка может выполняться с использованием постоянного или переменного тока. Источником расплавляющего тепла в этом случае является электрическая дуга, возникающая между электродом и металлом. В зависимости от используемого оборудования, сварка бывает ручной, автоматической и полуавтоматической.

Стыковка труб может осуществляться как встык, так и внахлест. Изделия малого и среднего сечения свариваются одним наружным швом. Большие трубы диаметром от полуметра могут соединяться двойным швом – изнутри и снаружи.

Внахлест сваривают трубы из полимеров и цветных металлов. Для этого используют соединение в раструб.

Видео описание

Процесс сварки труб электродами описан и показан в видео:

Полимерные трубы сваривают специальным паяльником, с помощью которого пластик нагревается сразу по всей окружности трубы. После стыковки деталей расплавленный материал сцепляется и, остыв, образует надежное герметичное соединение.

Этот способ не предполагает сварку встык. Монтаж ведется с использованием муфт, уголков и других соединительных фитингов, внутренний диаметр которых совпадает с наружным диаметром труб. Таким образом монтируют большинство систем холодного и горячего водоснабжения, а также отопления в частных домах и квартирах.

Видео описание

Спаивать полипропиленовые трубы с помощью бытового аппарата для сварки не сложно, и убедиться в этом можно, посмотрев видеоролик:

Клееные

Склеивают трубные конструкции из пластика, в основном – из поливинилхлорида (ПВХ). Этот хрупкий материал начинает плавиться уже при 100 градусах, быстро становится текучим, и поймать момент, когда пластик уже готов к стыковке, но ещё не «поплыл», очень сложно. Поэтому к нему и применяют клеевой метод, часто называемый методом холодной сварки.

Процесс достаточно прост: концы труб и внутреннюю поверхность фитингов обезжиривают, смазывают клеем, быстро соединяют и проворачивают трубу для более равномерного распределения клея. Единственная сложность – все нужно делать быстро, так как клей сохнет моментально.

Этот вид соединения труб не рекомендуется использовать для монтажа высоконапорных систем, а также для коммуникаций, подвергающихся воздействию высоких и низких температур, разрушающе влияющих на прочность клеевых стыков. Например, он не подходит для сборки систем отопления.

Соединение разнородных труб

Нередко при монтаже новых или реконструкции старых коммуникаций приходится соединять участки труб из разных материалов. Например, металлические с пластиковыми или металлопластиковые со стальными. В таких случаях выбирают один из способов с использованием специальных фитингов.

• Муфта-переходник.

Муфта для соединения металлической и пластиковой трубы имеет пластиковый корпус и стальную вставку с накидной гайкой. Металлическая труба вставляется в резьбовую часть, а пластиковая впаивается в корпус.

• Компрессионные двухсторонние фитинги.

Одна часть такого фитинга надевается на пластиковую трубу и закрепляется на ней цанговым соединением. Обычно это обжимная муфта. Вторая часть – резьбовая либо фланцевая. Для присоединения гибкого поливочного шланга фитинг оснащается переходником «ёлочка».

• Фланцевый адаптер.

Состоит из муфты, фланца и адаптера, крепится шпильками или болтами с гайками. При затягивании крепежа прижимные кольца фиксируют концы труб, формируя прочное соединение.

Соединение профильных труб

Профильными называют трубы прямоугольного или квадратного сечения, реже встречаются другие, более сложные формы. Они производятся из металлических сплавов – стальных, алюминиевых и т.д.

Такое сечение не позволяет использовать их в системах для транспортировки жидкостей, так как наличие углов затрудняет движение потока. Обладающие относительно малым весом и хорошей прочностью, профильные трубы применяются в строительстве и мебельном производстве для изготовления различных каркасных конструкций.

Понятно, что из-за особенностей сечения все виды трубных соединений, применяемые для круглых труб, в данном случае использоваться не могут. Да это и не нужно, так как стыки элементов каркаса не должны быть герметичными. От них требуется только прочность и надежность. Их могут обеспечить:

• электродуговая сварка;
• болтовые и заклепочные соединения;
• специальные фитинги;
• краб-системы.

Сварка выполняется так же, как и в случае с круглыми трубами.

Под болты и заклепки предварительно высверливаются отверстия. Тонкостенные трубы можно соединять самонарезающими шурупами по металлу без сверления.

Видео описание

Один из способов сборки профильных труб на болтах показан в этом видео:

Когда от конструкции не требуется повышенная прочность, её собирают с помощью фитингов, сделанных из жесткого пластика. они бывают в виде муфт, тройников, уголков, крестовин, и вставляются в торцы труб в местах их сочленения.

Элементы краб-системы – это накладные металлические детали, которыми конструкция фиксируется с помощью болтовых соединений. Они также могут соединять трубы по длине, формировать ответвления, перекрестия под прямыми углами. Прочность такого соединения не уступает сварному.

Коротко о главном

Есть немало способов соединить трубы между собой или сделать ответвление от магистрали. Выбор зависит от назначения конструкции, условий её эксплуатации, материала и сечения труб. Сварным способом соединяют металлические и полипропиленовые трубопроводы, гибкие пластиковые трубы и шланги удобнее монтировать с помощью быстросъемных фитингов, а самотечную канализационную магистраль собирают в раструб. Есть и другие методы – с использованием резьбовых соединителей, муфт, фланцев, хомутов.

Устройство коммунальных трубопроводов

Прокладка труб – это технически сложный и трудоемкий процесс, который должен соответствовать основным требованиям контроля над качеством и безопасностью. Прокладка трубопровода предполагает тщательное планирование, большой объем подготовительных работ, анализ грунтов и другие необходимые исследования.

Трубопроводы по своему назначению делят на магистральные, коммунально-сетевые и технологические. Для транспортировки жидких и газообразных сред на большие расстояния предназначены магистральные трубопроводы. Технологические – это трубопроводы промышленных предприятий, по которым транспортируются сырье, топливо и другие материалы для обеспечения технологического процесса.

Коммунальные городские и поселковые трубопроводы служат для подачи газа и воды, а также отвода бытовых отходов в различных населенных пунктах. Об этом виде трубопроводов пойдет речь в данной статье.

Материалы для изготовления труб

Большинство неполадок трубопроводов возникают из-за неправильного выбора материала труб, несоответствия их прочности фактическим нагрузкам, возникающим в процессе эксплуатации.

Основные материалы, используемые для изготовления трубопроводов, – металлы и полимеры. Из металлов применяют недорогие и привычные сталь и чугун, а также дорогую и долговечную медь. Выбор в группе полимеров огромен: полиэтилен различных видов, поливинилхлорид, полипропилен и другие материалы, кроме того, выпускаются трубы, армированные алюминием и стекловолокном.

У каждого из этих материалов есть свои особенности, обеспечивающие потребительский спрос. Чаще всего в России для устройства водопровода и канализации по-прежнему используют стальные трубы, имеющие самую низкую стоимость. Однако сталь имеет множество недостатков: трубы склонны к коррозии, нуждаются в покраске снаружи, внутреннее сечение быстро зарастает; монтаж требует профессионализма, чтобы избежать протечек.

Виды металлических труб: стальные, железные, медные, металлопластиковые.

Медь – это традиционно дорогой, но очень долговечный материал. Она выдерживает любые температуры, не подвержена коррозии и зарастанию просвета трубы. Трудозатраты на монтаж трубопровода окупаются значительным сроком службы, поэтому медь выбирают те, кто предпочитает экономии качество. Из полимерных материалов среди отечественных потребителей наибольшей популярностью начинают пользоваться полипропиленовые трубы благодаря своим отличным эксплуатационным свойствам, надежности и относительно низкой стоимости.

Способы прокладки трубопроводов

Различают два основных метода прокладки новых наружных трубопроводов:

1. открытый способ (со вскрытием грунта)
2. закрытый (бестраншейный) способ

Схема бестраншейной прокладки труб: (1-старая труба; 2- полиэтиленовая труба; 3-капроновая чалка; 4-подвижный ролик; 5-носовой конус).

Среди закрытых способов выделяют следующие:

• метод прокола,
• метод продавливания,
• метод горизонтально направленного бурения
• бурошнековое бурение
• щитовая или штольневая проходка.

Открытый метод укладки труб

Во многих российских населенных пунктах из-за отсутствия необходимого оборудования укладка труб коммунальных трубопроводов производится преимущественно открытым способом. Основными его недостатками являются высокая стоимость работ, разрушение дорожных покрытий, ландшафта с последующей необходимостью их восстановления, нарушение деятельности предприятий в зоне строительства, движения на автомобильных дорогах.

Схема непрерывной прокладки труб: (1-старая труба; 2- полиэтиленовая труба; 3-стальной паук; 4-подвижный ролик; 5-стальной трос.)

Открытый способ монтажа водопровода и канализации реализуется путем рытья траншей на необходимую глубину, подготовки и укрепления траншей и прокладки труб. Основные этапы укладки трубопровода включают следующие действия:

• выравнивание дна траншеи
• защита стен траншеи от осыпания
• отсыпка подушки для трубопровода из песка
• прокладка труб
• укрывание труб инертным материалом
• засыпка траншеи
• восстановление дорожного полотна и ландшафта.

Выполнение всех технологических этапов приводит к большим материальным и трудовым затратам. В связи с вышесказанным очевидны преимущества бестраншейных технологий укладки трубопроводов. Данные методы не нарушают движение транспорта и жизнедеятельность населенных пунктов, сохраняют окружающую среду, а кроме того, сокращают сроки строительства и уменьшают финансовые затраты. Закрытые технологии очень важны для строительства инженерных коммуникаций внутри городов, но также находят применение при прокладке трубопроводов за пределами населенных пунктов. Закрытым способом осуществляется укладка труб под водными объектами, под рельефами, где работы открытым методом невозможны (болота, овраги, каньоны), в охраняемых природных зонах.

Горизонтально направленное бурение

Схема горизонтально направленного бурения.

Бестраншейная прокладка труб – это высокотехнологичный процесс, осуществляемый при помощи современного оборудования – буровых комплексов. Рассмотрим наиболее оптимальный метод закрытой укладки труб – горизонтально направленное бурение. Данный метод включает в себя:

• бурение пилотной скважины, направление которой придается с помощью навигационного оборудования;
• увеличение диаметра пилотной скважины до размера, достаточного для протягивания трубы;
• прокладывание трубы в скважине

Бурение пилотной (экспериментальной) скважины самый ответственный этап бестраншейной технологии, от которого зависит результат. Оно выполняется при помощи буровой головки со встроенным излучателем. Буровая головка соединяется с гибкой приводной штангой, что позволяет управлять процессом прокладки пилотной скважины и имеет отверстия для подачи бурового раствора охлаждающего и уменьшающего трение, а также предохраняющего скважину от обвалов и очищающего от обломков породы. Положение буровой головки контролируется с помощью локатора, который принимает и обрабатывает сигналы, поступающие от передатчика, встроенного в головку. Оператор буровой установки с помощью изменения положения буровых штанг регулирует угол наклона буровой головки и определяет направление бурения в соответствии с проектной траекторией. Метод горизонтально направленного бурения отличается высоким уровнем автоматизации работ, требует точных расчетов и качественного оборудования.

Метод направленного прокола

Прокладка труб методом прокола состоит в проходке горизонтальных скважин с помощью пневмопробойников и затягивании в них труб диаметром до 400 мм. Пробойник имеет цилиндрический корпус, в котором размещен ударник и воздухораспределительный механизм. Под действием сжатого воздуха по корпусу наносятся удары, способствующие его передвижению.

Схема прокладки трубопровода методом направленного прокола.

Основными преимуществами метода прокола являются большая скорость прохода пробойника и незначительное уплотнение окружающего грунта. Это особенно важно при укладке трубопроводов на близком расстоянии друг от друга, рядом с действующими коммуникациями или на большом расстоянии от поверхности.

Метод продавливания

Метод продавливания стальных футляров – способ прокладки металлических труб диаметром 800, 1000, 1200, 1400 мм и более без необходимости рыть траншею. Применяется для трубопроводов длиной до 80 метров. Принцип метода состоит в том, что стальной металлический футляр, конец которого оснащен ножом, вдавливается в грунт с помощью гидравлических домкратов. При этом грунт переходит в трубу и выводится вручную. Метод продавливания хорошо подходит для прокладки труб под автомобильными, железнодорожными путями и другими сооружениями. Его можно использовать для прокладки сетей водопровода, напорной и самотечной канализации, теплосетей, а также нефте- и газопроводов. Преимуществами метода являются возможность прокладки трубопроводов большого диаметра, высокая скорость работ, а также относительно низкая стоимость.

Метод бурошнекового бурения

Схема прокладки труб по технологии Бурношнек

Бурошнековое бурение – технология прокладки труб с помощью шнековых буровых машин. Бурение производится из рабочего котлована в приемный без выхода на поверхность. Метод позволяет прокладывать стальные, бетонные и полиэтиленовые трубы диаметром от 100 до 1700 мм длиной до 100 м. Прокладка трубопровода получается очень точной (отклонение от заданного направления не более 30 мм) и ровной, без провисания рабочей трубы. Это необходимо, прежде всего, при прокладке канализации самотечного типа, в зоне подключения коммуникаций к зданиям, а также прокладке труб под железной дорогой.

Монтаж внутренних трубопроводов

Устройство внутренних трубопроводов в зданиях производят согласно требованиям СНиП 3.05.01-85. Этот нормативный документ распространяется на монтаж систем холодного и горячего водоснабжения, отопления, канализации, водостоков, вентиляции, кондиционирования воздуха.

Принципы прокладки водопровода

При диаметре труб 50 мм и более водопровод используют из чугунных труб, при диаметре ввода меньше 50 мм – из стальных труб. Место прохода водопровода должно отстоять от коллектора канализации, теплопроводов и газопроводов на расстоянии не менее 1,5 м. Ввод водопровода через стену здания необходимо обустраивать так, чтобы предотвратить его повреждение при возможной осадке. Магистральные водопроводные трубы в жилых и общественных зданиях прокладывают в подвалах, а на производственных предприятиях в чердачных помещениях или по стенам технического этажа.

Схема монтажа водопровода в доме.

Горизонтальные трубопроводы укладывают с уклоном 0,002 – 0,005 в сторону ввода для опорожнения труб от воды при ремонте. На внутренних водопроводных сетях ставится арматура: вентили, задвижки, водоразборные краны, обратные клапаны, смывные краны и смесители. Монтаж водопроводной сети осуществляется таким образом, чтобы трубы отступали от стен на 15 – 20 мм и имели уклон 0,002 – 0,005 в сторону водоразборных кранов. При этом в самых низких участках магистрали устанавливают пробки для выпуска воды. Допускается отклонение водопроводных стояков от вертикали не более 2 мм на 1 м длины. В участках прохода труб через перекрытия они заключаются в гильзы из кровельной стали.

Особенности монтажа канализации

Водоотведение может осуществляться централизованно через городские канализационные сети или для отдельных групп зданий через местную систему. Местные системы водоотведения предназначаются для удаления и обезвреживания сточных вод в количестве не более 12 м 3 в сутки при отсутствии централизованной канализации. Местную систему водоотведения можно применять, если нет опасности загрязнения почвы и грунтовых вод, используемых для водоснабжения.

Схема канализации в частном доме.

Для устройства внутренней канализации монтируют чугунные или пластмассовые трубы (реже асбестоцементные). Начинают монтаж со сборки стояков, которую ведут снизу вверх, при этом трубы размещают строго вертикально. Диаметр стояка канализации при подсоединении унитаза должен составлять 100 мм, а при подсоединении других источников стоков может быть 50 мм. Над канализационными стояками устанавливают вытяжные трубы, которые должны на 50 мм превышать диаметр стояка и выходить на 0,7 м выше кровли. Для возможности прочистки канализационные трубы внутри здания оборудуются ревизиями, которые монтируются возле поворотов и мест соединения нескольких труб. Их устанавливают на расстоянии не более 12 – 15 м друг от друга при диаметре трубы 50 и 100 мм соответственно, а также над каждым отступом и под санитарными приборами.

Выпуск внутренней сети канализации прокладывают от смотрового колодца. Для этого делают отверстие в фундаменте дома размером 40х40 см и после проведения трубы заделывают его глиной с оштукатуриванием цементным раствором. Длина выпуска от стояка до смотрового колодца не должна превышать 10 м для трубы диаметром 50 мм, 20 м — для 150 мм.

Смотровые колодцы устраивают в местах присоединения линий или на поворотах минимум через 40 м. Для выполнения стенок смотровых колодцев используют железобетонные кольца. Люки колодцев необходимо надежно закрывать. Глубина траншеи для прокладки наружной канализации должна соответствовать уровню промерзания грунта. Канализационные трубы необходимо уложить раструбами навстречу движению жидкости, непосредственно на плотный грунт или песчаную подушку толщиной 10 – 12 см.

Внутренние сети диаметром 50 – 200 мм монтируют с уклоном 0,035 – 0,008. Дворовые сети диаметром 125 и 150 мм выполняют с уклоном не менее 0,007, проверяя нивелиром. Пространство между трубой и стенками траншеи засыпают песком и уплотняют во избежание деформаций трубопровода. Прокладка наружных и внутренних технических коммуникаций требует четкого соблюдения правил монтажа, чтобы обеспечить высокую надежность трубопровода, а значит, избежать протечек, прорывов и засоров.

Источник https://m-strana.ru/articles/trubnoe-soedinenie/

Источник https://experttrub.ru/osnovnye-operacii/prokladka.html

Источник