Как правильно выполнить соединение стальных труб фланцами?

Способы соединения

Правильно соединять трубы из полиэтилена можно двумя способами – разъемным и неразъемным. Для соединения ПНД труб между собой чаще используется сварка (неразъемный метод), или специальные переходники (разъемный). Рассмотрим, в каких случаях используется каждый из способов более подробно.

Разъемные соединения

Используются в случаях, когда нужно соединить изделия диаметром до 315 мм. Преимущества такого соединения:

• простая и быстрая установка;
• экономичность – спецоборудования не требуется;
• универсальность – можно применять даже в стесненных условиях.

Переходники на трубы из ПНД – муфты либо фитинги.

Соединение муфтами

Самая быстрая технология, не требующая спецоборудования. Здесь потребуются только разъемные фитинги для труб ПНД (муфты). Такие муфты не требуют для своего использования инструментов и чаще всего используются в домашних условиях. Они бывают разными, используются в зависимости от предназначения:

• редукционная – переходник для трубных изделий разного диаметра;
• соединительная муфта – «спаивает» продукцию одинакового диаметра.

Фитинговое соединение

Компрессионные стыкуемые фитинги – используются в соединениях ПЭ труб с различной запорной арматурой: ПВХ, полипропиленовых или стальных изделий. Установка идентична монтажу соединительных муфт.

Фланцевое соединение

В магистральных конструкциях часто используется фланцевое соединение труб ПНД. Где диаметр трубопровода 40 мм и больше. Используется оно и в установке:

• задвижек;
• регуляторов;
• вентилей;
• адаптеров.

На концы заготовок при помощи паяльника для ПНД привариваются специальные патрубки с резьбой, на которые накручиваются фланцы. Существует вариант, когда на патрубок приваривают втулку и прикручивают не фланец, а фланцевый адаптер. Адаптер выполняет роль фланца.

Это делается для того, чтобы можно было снимать их для замены или ремонта.

Неразъемные соединения

Это единственный из возможных методов соединить трубы большого диаметра. Иногда в сборке коммуникаций целесообразнее использовать не съемные фитинги, а именно сварку. Одна бывает двух видов – стыковая и с использованием электромуфт.

Стыковая сварка

Сварка встык осуществляется с помощью специального приспособления – паяльника. Стыковые аппараты для ПНД труб имеют нагреватель, который расплавляет торцы изделий. После чего их очень плотно прижимают и охлаждают естественным путем.

Электромуфтовая сварка

Электромуфта – соединительный элемент, изготовленный тоже из полиэтилена. Внутри которой находится электроспираль. При монтаже к ней должно подаваться питание (напряжение). После этого она, нагреваясь, плавит пластик, формируя надежное герметичное соединение.

2 Соединения при помощи фланцев – собираем провод труб качественно и быстро

Фланец делается в качестве резьбовой детали. Она очень часто применяется для соединения железных и полиэтиленовых водомерных узлов, а еще коммуникаций газа без сварки. Фланцы для установки бытовых сетей из различных материалов имеют не только резьбу на одной стороне, а так же и обязательный уплотнитель. Заключительный находится на втором конце описуемого компонента. Уплотнитель гарантирует получение герметичного и действительно качественного соединения, которое если понадобится можно всегда разобрать.

Пример соединения фланцевого типа

Для прокладывания коммуникаций можно применить:

1. железные накидные фланцы;
2. фланцы под специализированные втулки (их называют буртами).

Домашним мастерам эксперты рекомендуют объединять ПЭ трубы по второй из перечисленных методик. В данном варианте соединение выходит по максимуму хорошим. Фланцы под втулки выполняют из стали 20. Фланцы для труб на основе полиэтилена рассчитаны на рабочее давление до 1,6 МПа. Данные детали делаются сечением от 20 до 1200 мм. Благодаря этому трудностей с выбором подходящих компонентов для изготовления клиновых соединений никогда не появляется. Есть несколько важных моментов установки коммуникаций при помощи фланцев. Приводим их дальше:

• фланцы с опорой на втулки конусного типа необходимо использовать во время работы с трубами сечением выше 200 мм;
• легкие трубные изделия из ПЭ диаметром 150–300 мм, а еще тяжёлые сечением менее 150 мм прекраснее всего объединять при помощи фланцев с прямым буртом;
• для увеличения показателей прочности соединения труб из различных материалов можно применить прямые по форме втулки с специальным конусным переходом.

При подборе фланцев для изготовления клиновых соединений большое внимание нужно обращать на качество элементов крепежа. На них не разрешается наличия заусениц и граней с острыми концами

Аналогичные недостатки могут оказаться причиной повреждения ПЭ труб. Соединение фланцевого типа труб на основе полиэтилена сечением более 50 мм выполняется по простой схеме. Вам необходимо ровно срезать трубное изделие там, где оно будет состыковываться с иной частью коммуникации. Потом вы бережно натягиваете фланец на трубу и одеваете сверху прокладку из резины.

Такой уплотнительный компонент может заходить за изготовленный срез максимум на 1 см, не больше. Потом вы надвигаете на прокладку фланец и делаете его стыковку (применяя болты) с ответным фланцем. Болты необходимо стягивать довольно аккуратно. Если например вы будете прикладывать чрезмерные усилия при исполнении такой процедуры, труба полиэтиленовая может лопнуть.

https://youtube.com/watch?v=CBlRieFYoVU

Как соединяют пластиковые трубы без паяльника?

До того как переходить к технологиям врезки в полипропиленовые трубопроводы, нужно остановиться на методах соединения разных пластиковых труб без сварки. Есть несколько способов, позволяющих добиться желанной цели. Одни из них используют не очень часто, другие, наоборот, применяют практически все мастера. К самым популярным методам причисляют 6 технологий.

1. Электросварные седелки. Они используются для пластиковых изделий одного вида — для полиэтилена низкого давления. Он расправляется при подаче напряжения от сети.
2. Стыковка ПП труб с помощью фланцев. Данное соединение считается максимально надежным: для него используют болты, их вкручивают в отверстия, предусмотренные в элементах.
3. Использование специальных элементов — труб большего диаметра, они имеют раструбы, уплотнительные манжеты. Стыки надежно защищают резиновыми уплотнителями. Это вариант, подходящий для безнапорных трубопроводов.
4. Соединение элементов с помощью муфт. Перед монтажом на трубе нарезают резьбу. Чтобы обеспечить максимальную герметичность отрезка, ее обматывают паклей, ФУМ-лентой или обмазывают специальной сантехнической пастой. Однако лучший вариант — сварное соединение.
5. Использование практичных компрессионных элементов, или пресс-фитингов — из стали или чугуна. Этот вариант подходит в том случае, когда диаметр труб небольшой. Плюсы фитингов — широкий ассортимент, позволяющий монтировать участки трубопроводов под различными углами.
6. Использование клеевого состава. Этот способ имеет серьезное ограничение. Он совершенно не подходит для водопроводов с горячей водой. Исключение есть: это марки, способные выдерживать высокие температуры. Клей наносят на детали, соединяют, затем оставляют сохнуть. Это минус, так как нужен достаточно большой перерыв в эксплуатации коммуникации. Многие мастера «заклеймили» этот метод как самый ненадежный.

Каждый хозяин по-своему ответит на вопрос, как врезаться в полипропиленовую трубу без пайки. На решение относительно способа работы обязательно повлияет тип используемых элементов, их размер и предназначение конкретного трубопровода.

Использование фланцев

Такое соединение получается максимально надежным: стыки способны выдерживать давление до 16 атмосфер и высокую температуру. Диаметр трубопровода, для которого возможна эта операция, составляет от 20 до 1200 мм.

Сначала на обоих концах соединяемых элементов делают срез, но следят за тем, чтобы не образовались заусенцы. Затем на них устанавливают прокладки, максимальное расстояние от торца — 10 мм

На резиновые уплотнители надевают фланцы, соединяют их болтами и осторожно затягивают

Соединение пресс-фитингами

Это второй популярный способ, используемый там, где необходимо обеспечить разветвление или поворот трубопровода. Компрессионный фитинг состоит из крышки, корпуса, зажимного, упорного кольца и втулки.

Перед операцией концы полипропиленовых труб обрезают перпендикулярно оси, заусеницы убирают, элементы очищают от пыли и обезжиривают. На них надевают гайки, выкрученные из фитингов, затем устанавливают зажимные кольца. Элементы в фитинг вставляют до упора, затем закручивают крепежи на каждом из них.

Применение муфт (ПНД)

Это основная разновидность компрессионных фитингов. Такой вид соединения подходит как для напорного, так и для безнапорного трубопровода. После обрезки краев соединяемых элементов их вставляют в муфту, следя за тем, чтобы стык деталей находился точно посередине муфты. Затем гайки затягивают.

Зажимные соединительные крепежи используют так, где трубопровод находится близко к полу или стене. В этом случае муфту развинчивают, на трубу надевают все ее детали по порядку, потом закручивают гайку. С противоположной стороны прикручивают фитинг-американку с уже зафиксированной полипропиленовой трубой.

Склеивание элементов

Этот способ применяют как дополнение (например, при использовании фитингов), так как клеевые составы не отличаются большой надежностью. В этом случае краям склеиваемых деталей надо обеспечить шероховатость. Для этой цели после обрезки труб их края обрабатывают наждачной бумагой.

Подготовленные поверхности обезжиривают. Клей наносят на все участки, где будет устанавливаться фитинг. Отрезки соединяют, проверяют корректность положения, фиксируют на минуту, затем оставляют до полного высыхания. Состав схватывается уже через четверть часа, однако для полного высыхания ему требуются как минимум сутки.

Способы соединения труб из пластика и металла

Трубопроводные магистрали, применяемые в системе отопления, водопровода, газоснабжения, находятся под довольно высоким давлением, поэтому к стыкам предъявляются повышенные требования по прочности и герметичности.

При помощи резьбовых фитингов

Резьбовые соединения – одни из самых известных и популярных видов сращивания различных деталей, имеющих цилиндрическую форму. Принцип резьбового крепления состоит в нарезании на стенках стальных труб резьбы внутри или снаружи, а на ответную деталь из пластика крепится соответствующий резьбовой фитинг.

Типовой переходник с металлической трубы на пластиковую состоит из двух частей – один участок подсоединяется к пластмассовой детали, а второй патрубок с резьбой внутри или снаружи, фитингом типа американка, прикручивается к стальному элементу.

Рис. 6 Сопряжение фитингов с изделиями из ПЭ (НСПС), ПП (пайка), PEX (напрессовка) и PE-AL-PE (опрессовка)

Полипропиленовые ПП. Переход с железной трубы на полипропилен состоит из металлической части с резьбой и короткого ПП патрубка, имеющего внутренний посадочный размер, равный внешнему трубной оболочки. При сборке переход со стальной трубы на полипропилен и внешняя стенка ПП-трубы нагреваются специальным паяльником и соединяются вместе на некоторое время до спайки полипропилена. При данном способе стыкования ответная деталь из металла должна иметь резьбовую нарезку.

Полипропиленовые трубы можно соединить с металлической, имеющей наружную резьбу чуть большего диаметра, чем внутренний полипропиленовый, более простым способом. Для этого паяльным утюгом разогревают внутреннюю полость ПП-трубы и быстро одевают ее на стальной резьбовой отвод, обжимая руками, после остывания полипропиленовую деталь можно вкручивать и выкручивать по своему усмотрению.

Полиэтиленовые ПЭ. Самое распространенное соединение водопроводных ПЭ труб с металлическими  производится при помощи компрессионных фитингов, которые выполнены из пластика (полипропилена или полиэтилена). Принцип компрессионного фитинга заключается в обжиме муфты специальной цанговой шайбы, которая находится внутри фитинга. Эта цанга имеет обратные пазы, которые врезаются в тело трубы и не дают стыку разъединяться при высоких давлениях.  Данным методом соединяются водопроводные трубы диаметром от 20 до 110 мм, а также скважинные адаптеры к водопроводной магистрали.

В промышленной сфере для сопряжения ПЭ-труб со стальными применяется неразъемное соединение полиэтилен-сталь НСПС, представляющее собой терморезисторную сварку под давлением двух коротких патрубков из указанных материалов.

Рис. 7 Принцип сопряжения компрессионной муфтой

Сшитый полиэтилен, металлопласт

• Компрессионная муфта. На пластиковую трубу одевается накидная гайка с внутренней резьбой, под которой находится зажимное кольцо с прорезью. Внутрь трубной оболочки вставляют переходную муфту с уплотнительными кольцами для обеспечения жесткости стенок. При прикручивании наружной резьбовой гайки к резьбе металлической трубы происходит прижимание ее стенок к внутреннему переходнику, что обеспечивает герметичность и одновременную стыковку.
• Опрессовка. Переходной металлический фитинг с уплотнительными кольцами или ребрами в виде елки вставляют внутрь трубы, сверху на трубную оболочку одевают гильзу, которую затем сдавливают специальным инструментом, прижимая внутренний штуцер к стенкам трубы. Ответная металлическая деталь может иметь любую форму и наружную или внутреннюю резьбу, американку – ассортимент опрессуемых фитингов весьма широк.
• Напрессовка. Переходной фитинг вставляют внутрь трубы, сверху на ее оболочку одевают гильзу. Далее с помощью специального инструмента гильзу сдвигают вперед, сдавливая тем самым трубную оболочку снаружи и прижимая ее к стенкам внутреннего переходника, имеющего различные форму, тип и размер резьбы.

Рис. 7 Варианты соединения труб с помощью специальных муфт

Рис. 8 Втулка полиэтиленовая и бурт из полипропилена в сборе для реализации флацевого соединения

Как выполняется соединение?

Важнейшим моментом монтажа является затяжка фланцевого соединения

Важно добиться максимальной герметизации стыка

Подготовительный этап

Прежде всего, нужно осмотреть соединяемые поверхности фланцев, на них не должно быть заметно дефектов в виде выбоин и царапин. Должны отсутствовать следы коррозии.

Рекомендуется предварительно «прогнать» гайки по резьбе болта, чтобы убедиться, что на резьбе нет дефектов. Далее нужно установить новую прокладку, убедившись в том, что она стоит правильно.

При разборке и последующей сборке устанавливать старую прокладку не рекомендуется. В крайнем случае, допустимо установить 2-3 прокладки, бывших в употреблении, при условии, что они не имеют явных повреждений.

Как проводится затяжка?

Для обеспечения равномерной затяжки нужно закручивать болты в определенной последовательности. Рекомендуется выполнять работу так:

• слегка накручивается первый болт (любой);
• вторым затягивают (тоже слегка) болт, расположенный напротив первого;
• третий болт, который следует слегка затянуть, расположен под углом около 90 градусов по отношению к первому и второму;
• четвертый болт, с которым нужно работать, находится напротив третьего.

Таким образом, если используется фланец с четырьмя отверстиями, то затяжка болтов ведется по принципу «крест-накрест». Если используется деталь с шестью отверстиями, то первые четыре болта затягиваются так же, затем, работают с пятым болтом, расположенным между первым и третьим, а последним подтягивают болт, находящийся между вторым и четвертым.

Завершив этот этап, начинают постепенно подтягивать болты в той же последовательности. Чтобы обеспечить герметичное соединение, болты должны быть затянуты с определённым усилием.

Если перестараться, то можно сорвать резьбу, а если затяжка будет неравномерной, то добиться герметичности не получится. Чтобы обеспечить равномерное усилие при затяжке, используют специальные приспособления:

• динамометрический ключ – ручной или гидравлический;
• пневматический гайковерт;
• натяжной механизм с гидроприводом.

После запуска трубопровода в течение первых суток эксплуатации возможно ослабление затяжки в пределах 10%. Поэтому на вторые сутки после запуска системы необходимо дополнительно подтянуть соединения.

Итак, для создания разборного соединения трубопровода могут быть использованы фланцы. Несмотря на относительную простоту выполнения фланцевых соединений, монтажные работы должны выполнять только специалисты. Особенно в том случае, если соединения выполняются на трубопроводах для транспортировки опасных сред (к примеру, бытового газа). Выполнение работ на трубопроводах, работающих под давлением, выполнение фланцевых соединений осуществляется под контролем инженеров.

Виды изделий

Основные параметры, по которым характеризуются фланцевые изделия для ПЭ и ПВХ труб, это внутренний диаметр, внешние размеры, вес и рабочее давление.

В зависимости от того, какие задачи выполняют эти детали, существуют следующие виды адаптеров:

• адаптер со специальными приварными втулками;
• накидной металлический фланец;
• фланцевый адаптер свободного типа, опирающийся на прямой или конусный бурт.

Лучший способ, которым можно выполнить соединение легких и средних ПЭ труб с диаметром не более 150 мм и легких труб диаметром до 300 мм – свободный фланец, опирающийся на прямой бурт. Свободный фланец с конусным буртом используют для арматуры, имеющей диаметр более 200 мм.

Достоинства и недостатки фланца для ПЭ и ПВХ труб

Прижимной стальной свободный фланцевый адаптер обладает рядом преимуществ перед другими деталями, что делает его более популярным в использовании. Основные достоинства фитинга заключаются в следующем:

1. Адаптер позволяет устанавливать ПЭ и ПВХ арматурные элементы в металлическую магистраль, это же делает ремонт таких систем более доступным.
2. Для монтажа фланца нет необходимости использовать какие-то специальные инструменты и тратить много времени: гаечный ключ и небольшие навыки позволяют установить деталь без особых проблем.
3. Также прижимной фланцевый адаптер обладает способностью компенсировать процесс сжатия и растяжения оси и это позволяет облегчить процесс монтажа и эксплуатации, и уменьшить время на установку.

Что касается недостатков, то наиболее существенным считается тот факт, что разрушается прокладка, обеспечивающая плотность прилегания. Это происходит вследствие того, что их зажимают максимально сильно, и это приводит к превышению предела прочности материала.

Фланцевое соединение является наиболее надежным видом монтажа трубопроводов

Конструктивно наиболее неудачен в этом плане плоский прижимной адаптер, поскольку он не может защитить прокладку от деформации.

Те модели изделий, в которых прокладки предусмотрены в некоторых углублениях, считаются более защищенными от разрыва прокладки, однако и они не обеспечивают защиту в полном объеме, особенно при длительном сроке эксплуатации детали.

При установке фланца следует учитывать тот факт, что под воздействием тепла металл может расширяться. Это приводит к тому, что элементы крепежа удлиняются больше, чем сам адаптер, а это может нарушить герметичное фланцевое соединение.

Порядок установки фланца для полиэтиленовых труб

Соединение при помощи фланцевого адаптера имеет широкое распространение благодаря своей простоте и оперативности. Для монтажа изделия с приварными втулками необходимо сделать идеально ровный срез трубы в месте предполагаемого стыка. После этого на конец трубы приваривают фланцевый адаптер.

Перед пайкой следует на пластиковую втулку одеть фланец

На него с помощью резьбы устанавливают сам фланец

При установке следует обратить внимание на наличие заусениц на фланце, которые могут повредить трубу или арматуру

На другом участке трубы или же арматуры таким же способом устанавливают ответный элемент. Соединение этих деталей выполняется с помощью болтов.

Если необходимо установить накидной фиксирующий фланец, то выполняют такие операции:

1. Аккуратно срезают край трубы (срез должен быть ровным).
2. Металлический фланец надевают на трубу.
3. Вставляют резиновую прокладку с напуском не больше 10 мм на срез трубы.
4. Фланец надвигают на прокладку и с помощью болтов фиксируют трубу с ответной деталью.

В обоих случаях крепление фланцев осуществляется болтами, потому важно затягивать их с равномерным усилием перекрестным методом. При выполнении этой завершающей операции необходимо четко придерживаться рекомендаций технической документации на изделие

Устанавливая фиксирующий прижимный фланец с приклеенной прокладкой, необходимо в первую очередь снять с конца трубы фаску и намочить его.

Подготовка труб и фланцев к монтажу

После этого трубу вталкивают до упора в свободно собранный фланец, надевают его на трубу и проталкивают внутрь до упора. Далее полностью затягивают болты прижимного кольца и фиксируют непосредственно сами фланцы.

Стальной фланец для полиэтиленовых или ПВХ труб считается прочным и надежным узлом системной магистрали, с помощью которого монтируют герметичное разъемное фланцевое соединение.

Типы фланцев

Прежде, чем говорить о сварке фланцев, важно изучить их конструкционные особенности. Размеры, форма регламентируются ГОСТом или техническими условиями

Они различаются по геометрии, размерам, делают их из высокоуглеродистых или легированных нержавеющих сталей или сортов чугуна, поддающегося ковке.

По функциональности выделяют две группы фланцев:

• арматурные;
• предназначенные для сосудов и аппаратов.

Конструкционно фланцы делятся на несколько видов:

• Воротниковый — применяется на системах высокого давления. Горловина по конусу сужается, она выполнена в форме конического центратора, распределяющего давление потока. По американской классификации он называется «Lap Joint» (привариваемый внахлест). Крепится сплошным валиком или швом в форме буквы «V».
• Раструбный — применяется на технологических магистралях небольшого сечения, рассчитан на высокое давление транспортируемой среды, маркируется «Socket-welding» (с впадиной для шва). Его приварка производится только с внешней стороны, необходимо оставлять люфт до 1,6 мм на случай расширения трубы при нагреве горячим носителем. Угловой шов делается встык.
• Накидной или сквозной — крепится на расстоянии 3 мм от края трубы, международное обозначение «Slip-on» (со сквозным отверстием). Фиксируется с обеих сторон угловым швом – приварка к наружной и внутренней стенке.
• Глухой — выполняет функцию заглушки, образует разборное соединение с трубой, может иметь надпись «Blind flanges». Приваркой не крепится, держится на болтовом соединении.
• Плоский — состоит из кольца и пластины, рассчитан на невысокое давление до 2,5 МПа, приваркой к внешнему краю трубы крепится только кольцо, пластина остается подвижной.
• Резьбовой — используются на врезаемой арматуре, где есть нарезка или накатка резьбы, маркируется «Threaded flanges». Насаживается на конец трубы механически, редко дополнительно фиксируются приваркой.

ЧИТАТЬ ТАКЖЕ: Диаметры полипропиленовых труб по ГОСТу, таблицы, маркировка

Ключевые особенности труб

ПНД производится под давлением, это особый тип полиэтилена. Получить его можно после полимеризации этилена — вещества органического происхождения. Осуществляется этот процесс под давлением, показатели которого приближаются к отметке 2 мПа. Материал находится под воздействием так называемого катализатора. Практикуется не только обозначение ПНД, его также называют ПВП. Готовое изделие значительно прочнее прочих видов полимеров.

Отдельные виды ПНД находят применение в изготовлении лодок. А также используются при строительстве различных объектов, к примеру, полигонов для работы с опасными веществами.

Виды хомутов

В сантехнике существуют следующие разновидности крепежных узлов для фиксации канализационных сетей:

Разновидности хомутов для фиксации трубопровода

• Обжимные хомуты, с помощью которых можно не только зафиксировать, но и обжать место стыка труб и фитингов, страхуя герметичность сопряжения.
• Направляющие хомуты, которые используют в процессе позиционирования трубопровода относительно опорной поверхности. Это скорее маркеры, чем крепежные узлы.
• Опорные хомуты, с помощью которых и осуществляется крепление канализационных труб к стене. Такие крепежные элементы оснащают резиновыми компенсаторами вибрации и линейной деформации.
• Предохранительные хомуты, которые монтируют на сложных участках, нуждающихся в дополнительной «поддержке».

Труба зафиксированна опорным хомутом

Причем все указанные разновидности хомутов предполагают две схемы крепления трубопроводов к опорной поверхности: жесткую и плавающую.

И первый (жесткий) вариант фиксации, осуществляется с помощью обжимных или опорных хомутов, которые подводят под раструб трубы или одевают на корпус фитинга. Основная задача такого крепежа – это надежная фиксация узла сопряжения отрезков трубопровода или труб и фитингов.

Второй (плавающий) вариант фиксации, реализуется с помощью направляющих или опорных хомутов. Диаметр стяжки крепежного элемента, в данном случае, всегда больше наружного диаметра трубы, которая может смещаться в продольном направлении.