<<< На главную <<<

Проходные элементы кровли

Проходной элемент скатной битумной кровли для кабелей и труб малых диаметров

Способы соединения стальных труб

Соединения труб должны быть того же качества, что и трубы: одинаково прочными, воспринимать внутреннее давление и усилия, возникающие при монтаже трубопроводов, наружные нагрузки грунта, подземных вод, транспорта.

Соединения должны быть герметичны – не пропускать жидкости и газ из трубопровода, а также внутрь его при образовании вакуума, не разрушаться под действием коррозии и не ухудшать качество транспортируемой среды. При соединении внутреннее сечение трубопровода не должно сужаться и увеличивать таким образом сопротивление движению воды и газа.

Высокое качество и надежность соединений достигается только при соблюдении технологических требований монтажа и надежном контроле качества сборки. Трубопроводы санитарно-технических систем, по которым перемещаются вода, пар, газ, состоит из отдельных труб, соединенных между собой на резьбе, сварке, фланцах или накидными гайками.

Часть соединения труб изготавливают неразъемными (сварными, резьбовыми), но для возможности демонтажа трубопроводов при ремонте, а также в местах установки арматуры применяются разъемные соединения – фланцевые, накидной гайкой, резьбовые со сгоном. Рассмотрим резьбовые соединения. Они обеспечивают герметичность и прочность соединения, выполняются простыми, безопасными в обращении инструментами, но требуют больших затрат времени на сборку, чем сварное соединение. Другой недостаток соединений этого типа – уменьшение толщины стенки трубы в месте нарезки резьбы снижает долговечность соединения. Разумеется, резьбовое соединение можно использовать только в местах, доступных для осмотра и ремонта. При резьбовом соединении труб на их концах нарезают или накатывают резьбу и навертывают муфту. Для предотвращения утечки воды через зазор между муфтой и трубой его заполняют уплотнительным материалом.

Резьбы бывают цилиндрические и конические. Цилиндрическая резьба может быть нарезной и накатной; последняя делается на тонкостенных трубах. Для обеспечения прочности трубы критическая (минимальная) толщина стенки трубы должна быть не менее определенной величины и контролируется по специальной таблице.

Для неразъемных резьбовых соединений используют короткую резьбу, длина которой несколько меньше половины длины муфты. В этом случае между концами соединяемых труб остается зазор в 2-3 мм, что позволяет заклинить муфту на сбеге резьбы и герметизировать соединение. Сбегом резьбы называют две последние нитки, имеющие неполный профиль.

Разъемные резьбовые соединения выполняют с помощью сгона, который соединяют с трубами муфтами и уплотняются контрагайкой. На концах сгона нарезают короткую и длинную резьбу. Длина последней должна быть достаточной, чтобы на нее при разъединении сгона муфта и контрагайка навинчивалась свободно. Длины резьб сгона зависят от диаметра трубы. (таб.1)

Таблица 1
Внутренний диаметр трубы
Dy,мм
Длина сгона
l, мм
Длина короткой резьбы,
l мм
Длина длинной резьбы,
l мм
15110 940
20110 10,545
25130 1150
32130 1355
40150 1560
50150 1765

фитинги для трубопроводов Для присоединения боковых ответвлений, изменения диаметра, направления трубопровода используют соединительные части - фитинги (рис.7).


a - прямой угольник; б - переходной угольник; в - прямой тройник; г - заглушка; д - переходной тройник; е - тройник с двумя переходами; ж - прямая крестовина; з - футорка; и - переходная крестовина; к - крестовина с двумя переходами; л - самодельная заглушка из трубы; м - муфта из чугуна; н - муфта плассмассовая; о - переходник сварной; п - муфта переходная; р - контргайка; с - бочонок

Трубы на резьбе соединяют в такой последовательности: размечают и отрезают трубы, нарезают или накатывают резьбу, выбирают и укладывают уплотнительный материал, собирают соединение.
Чтобы облегчить нарезание первых витков резьбы, снимают фаску снаружи трубы.
Резьбу нарезают вручную раздвижными или разрезными клуппами, или плашками (рис.8). При этом используют приспособление, которое состоит из зажимного устройства, в котором закрепляют трубу, и плашкодержателя с плашкой, поворачиваемого рукоятками. В заводских условиях резьбу нарезают тангенциальными плашками на резьбонарезных станках. На тонкостенных трубах резьбу накатывают накатными головками; нарезать резьбу на таких трубах не допускается, так как толщина стенки уменьшается ниже критической.
косой клупп
1- головка штыря; 2- штырь; 3- плашка раздвижная; 4- рукоятка винта; 5- винт; 6- штифт; 7- корпус; 8- рукоятка; 9- сухарь

Резьба должна быть ровной, чистой, иметь полный профиль и одинаковый диаметр витков. В пределах рабочей части резьбы (без сбега) не должно быть сорванной или неполной резьбы более чем 10% от общей длины. Перекос резьбы не допускается, так как в том случае толщина стенки может быть меньше критической.
Уплотнительный материал для резьбового соединения выбирают в зависимости от теплоносителя. При температуре теплоносителя до 105оС применяют льняную прядь, пропитанную суриком или белилами, которые замешены на натуральной олифе; при большей температуре – асбестовый шнур с льняной прядью, который пропитывается графитом, замешенным на натуральной олифе. При температуре теплоносителя до 150оС используют ленту и шнур ФУМ (фторопластовый уплотнительный материал).
При укладке уплотнительной льняной пряди сначала резьбу промазывают суриком или белилами. На короткую резьбу льняную прядь наматывают со второй нитки от торца по ходу резьбы тонким ровным слоем, без обрыва. Прядь, которая должна быть сухой, предварительно тщательно обрабатывают так, чтобы волокна хорошо отделялись. Намотанную прядь сверху по ходу резьбы промазывают разведенным суриком. Прядь не должна свисать с конца трубы или входить внутрь нее, так как это может вызвать засорение трубопровода. Асбестовый шнур с льняной прядью наматывают от сбега к началу резьбы, что позволяет более плотно уложить его на резьбе и не сбить при навинчивании соединительной части. Ленту ФУМ наматывают на резьбу, очищенную от загрязнений, в направлении резьбы.
Соединения на резьбе собирают с помощью трубных ключей различных конструкций (рис. 9)
ключи трубные
Рис.9. Ключи тубные - рычажный (а), раздвижной СТД-960 (б) и цепной (г)

Рычажный ключ состоит из неподвижного рычага, соединенного с неподвижным рычагом обоймой. Степень раскрытия губок регулируется гайкой. Ключи изготавливают пяти размеров: №1 – для труб диаметром от 15 до 25 мм, №2 – диаметром от 15 до 38 мм, №3 – от 15 до 50 мм, №4 – от 20 до 75 мм и №5 – от 25 до 100мм.
Раздвижной ключ состоит из неподвижного рычага и подвижной губки, которая соединина с рычагом обоймой. Ключ регулируется в зависимости от диаметра трубы (10-40мм) гайкой
Накидной ключ состоит из рычага, который соединен с подвижной губкой посредством головки, позволяющей изменять расстояние между губками и захватывать трубы диаметром 10-90мм.
Цепной ключ состоит из рычага, на одном конце которого закреплены цепь и щечки. Ключ предназначен для соединения труб диаметром 10-114 мм.
На специализированных предприятиях используют приводные ключи и гайковерты, приводимые в движение электродвигателями.

Муфты или соединительные части навертываются на резьбу, на которую нанесен уплотнительный материал, трубным ключом до отказа так, чтобы соединительная часть или арматура надежно заклинивалась на сбеге резьбы. Не разрешается подавать назад навинченную соединительную часть, чтобы герметичность соединения не нарушилась. Если специальная часть или арматура не заняла требуемого положения и ее нельзя повернуть по ходу резьбы, то нужно разобрать соединение и вновь собрать, используя новые уплотнительные материалы.
Сгонысоединяют так. Н длинную резьбу насухо навертывают контргайку и муфту. Затем свинчивают муфту с длиной резьбы и навинчивают ее, применяя уплотнительный материал, на короткую резьбу трубы до конца.
Далее наматывают у конца муфты по ходу резьбы свитый в жгутик уплотнительный материал и контргайку плотно подгоняют к муфте. Жгутик помещается в фаске муфты и препятствует просачиванию воды или пара по резьбе. Если в муфте отсутствует фаска, жгутик уплотнительного материала выдавится контргайкой и соединение не будет достаточно плотным. Места соединения очищают от выступающего уплотнительного материала ножовочным полотном. Резьбовые соединения выполняют после сварки трубопровода. Если же необходимо выполнить сварной стык после уплотнения резьбового соединения, то он должен располагаться на расстоянии не менее 400мм от резьбового соединения, иначе уплотнительный материал от высокой температуры выгорит и герметичность соединения нарушиться.
Сварные соединения труб отличает высокая прочность, герметичность и долговечность стыка. Однако для выполнения сварного соединения требуются сложное пожаровзрывоопасное оборудование и высокая квалификация рабочего. При сварке образуются наплывы расплавленного металла на внутренних стенках трубы, что увеличивает сопротивление движению жидкости, особенно в трубопроводах малого диаметра. Чтобы исключить этот дефект, применяют сварку враструб, когда одна труба развальцовывается так, чтобы вторая вошла внутрь нее.
Соединение на фланцах – вид разъемного соединения трубопроводов, характеризующегося простотой конструкции, легкостью сборки и разборки.
Соединение на фланцах представляет собой два металлических диска с отверстиями, которые закрепляются на концах труб с помощью резьбы, сварки или отбортовки. Между фланцами помещают уплотнительную прокладку, которая сжимается болтами с гайками. Фланцы изготавливают из стали по стандартизованным размерам, приваривают к трубе. Торцевые поверхности фланцев должны быть перпендикулярны оси трубы. Конец трубы, включая шов приварки фланца к трубе, не должен выступать за плоскость фланца.
Уплотнительная прокладка, воспринимающая внутреннее давление и температурные удлинения трубопровода, должна обладать достаточной упругостью и прочностью. Ее изготовляют путем вырубки или вырезки из листового материала в форме шайбы. При температуре среды до 105 0С применяют термостойкую резину, при большей – паронит толщиной 2-3мм. На паропроводах давлением до 0,15 МПа в качестве уплотнительной прокладки используют асбестовый картон толщиной 3-6мм. Прокладка должна доходить до болтовых отверстий и не выступать внутрь трубы. Поэтому внутренний диаметр прокладки не должен доходить на 2-3мм до края трубы, а наружный диаметр – до болтов на 2-3 мм. Перед сборкой фланцевого соединения концы трубопроводов располагаются так, чтобы плоскости фланцев были параллельны одна другой. Отклонения от плоскости фланцев должны составлять не более 0,2мм на каждые 100мм наружного диаметра фланца.
Коническими оправками, вставляемыми в отверстия, фланцы центрируют так, чтобы болтовые отверстия в обоих фланцах совпадали. Далее между фланцами устанавливают одну прокладку. Использовать скошенные прокладки или несколько прокладок для компенсации перекосов фланцев или большого расстояния между ними не допускается. Не снимая оправок, в свободные отверстия вводят болты и навинчивают на них гайки без сильного нажима. После этого оправки вынимают и заменяют их болтами с гайками. Болты вводят в отверстия так, чтобы их головки располагались с одной стороны соединения. На вертикальных трубопроводах головки располагаются сверху. Диаметр болта должен соответствовать диаметру отверстия во фланце. Длину болтов выбирают такой, чтобы болт выступал из гайки не более чем на 0,5 диаметра болта.
Гайки навертывают без натяга и после выравнивания прокладки их затягивают постепенно и равномерно по окружности фланца. Для этого сначала подтягивают попарно гайки, расположенные диаметрально противоположно на фланце, затем гайки на диаметре, перпендикулярном первому, и так попарно, крестообразно подтягивают все гайки до упора. Если болты затянуты правильно, то при постукивании по ним издается четкий, без дребезжания звук. Хорошо затянутая гайка с плотно надетым ключом пружинит при ударе по рычагу ключа молотком. Правильность установки прокладок во фланцевом соединении проверяют щупом или контрольной разборкой одного или нескольких соединений.
Соединение накидной гайкой используют для труб небольшого диаметра. Соединение имеет небольшие габариты и требует меньше затрат времени для сборки, чем фланцевое. Чтобы выполнить такое соединение, на конец одной трубы надевают накидную гайку и конец отбортовывают; на второй трубе закрепляют патрубок с резьбой или нарезают резьбу. Торцы, между которыми помещается уплотнительная прокладка, стягивают накидной гайкой, навертываемой на резьбу.
При сборке стальных труб на резьбе и на фланцах для повышения производительности труда следует максимально использовать механизированный инструмент.
Резьбовое соединение должно обеспечивать прямолинейность и соосность соединяемых труб. Уплотнительный материал в соединении не должен выступать; его излишки удаляют. Все соединения после сборки трубопровода подвергаются гидравлическим испытаниям.

Соединение чугунных труб

Чугунные трубы соединяются с помощью раструбного соединения, для чего на одном конце трубы делается раструб (уширение), в котором при сборке вставляется конец другой трубы. Раструбы бывают гладкие и с желобком.
Зазор между трубами заполняют уплотнителем (рис.10).

Заделка раструба



В качестве уплотнителя используют твердеющие и эластичные заполнители. Твердеющие заполнители – это цемент, асбестоцементная смесь, расширяющийся цемент, сера и д.р, они придают стыку прочность и обеспечивают герметичность. Эластичные заполнители – резиновые кольца, манжеты, шнуры, герметики – обеспечивают высокую гибкость и герметичность стыка при небольших затратах туда при монтаже.
Присоединение боковых ответвлений, изменение диаметров тубоповодов осуществляют с помощью чугунных соединений (фасонных) частей (рис.11)

При соединении водопроводных труб диаметром до 300 мм раструб заделывают пеньковой прядью на глубину 25 мм и асбестоцементной смесью на глубину 25-30 мм.
фитинги чугунных труб
Рис. 11 Фитинги чугунных канализационных труб
1 –крестовина косая; 2 – муфта надвижная; 3 – прямой переходный тройник; 4 – прямой переходный низкий тройник; 5 – прямой компенсационный тройник; 6 – крестовина двухплоскостная; 7 –прямая крестовина

Практикуется заделка раструбов расширяющимся цементом. Соединение труб ведут в такой последовательности. Одну трубу укрепляют раструбом вверх в приспособлении. На конец другой трубы или фасонной части наматывают два витка пряди толщиной 5-6 мм, длиной 440мм для труб диаметром 50мм и длиной 760 мм для труб диаметром 100 мм. Конец трубы с намотанной прядью вставляют в раструб трубы, укрепленной в приспособлении, и прядь осаживают вниз конопаткой. Затем трубу, вставленную в раструб, центрируют тремя металлическими клиньями так, чтобы ширина кольцевого зазора между трубой и раструбом была везде одинакова, после чего клинья вгоняют легкими ударами молотка.
Для приготовления раствора в сосуд насыпают расширяющийся цемент. Для труб диаметром 50 мм на один стык требуется 125 г цемента, для труб диаметром 100 мм – 250 г. Затем в сосуд с цементом наливают воду (55-60% от массы цемента). Раствор непрерывно перемешивают, чтобы не было комков и сухих частиц.
Раствор приготавливают в таком количестве, чтобы один замес для заливки подготовленных стыков можно было использовать в течение 3-4 мин. Кольцевой зазор стыка заливают раствором за один раз и штыкуют его, чтобы не образовалась раковин и пустот. Через 40 мин после заливки трубу снимают с приспособления, залитые стыки обертывают мокрыми тряпками или укладывают на 10-12 ч в ванну с водой температурой не менее 20 оС. Чем выше температура воды в ванне, тем быстрее цемент схватывается: при температуре 40оC цемент в стыке набирает прочность через 5-6ч.
После выдержки в ванне из стыков легкими ударами молотка выколачивают клинья, а оставшиеся от них отверстия заделывают расширяющимися цементом. Заготовленные узлы трубопроводов можно отправлять на объекты не ранее чем через 20 ч после заделки стыков. Заделка раструбов расплавленной серой. Стоимость и трудоемкость работ по заделке стыков серой ниже по сравнению с заделкой расширяющимся цементом. Однако герметичность стыка ниже из-за водопроницаемости серы. Этот способ заделки раструбов не используется при скрытой прокладке трубопровода и прокладке напорных трубопроводов.
Раструбы труб заделывают технической серой (порошковой или комовой) аналогично заливке расширяющимся цементом. Комовую серу предварительно измельчают на кусочки объемом не более 1 см3. Стык, заделанный серой, жесткий и хрупкий. Чтобы уменьшить хрупкость соединения, в серу добавляют 10-15% молотого каолина.
Серу вместе с каолином разогревают в бачке, который установлен внутри специальной печи и омываемся минеральным маслом, нагретым до температуры 130-135оС. Сера разогревается в течение 1,5-2 ч и может хранится в расплавленном состоянии не более 2 ч. Серу заливают в раструб ковшом вместимостью 0,5 л за один прием, не разрывая струи. Количество серы, заливаемой в один раструб трубы диаметром 50 мм, составляет 130г, диаметром 100мм – 205 г, диаметром 150мм – 480г. Процесс твердения серы после заливки раструбов труб диаметром 50 и 100 мм длится 5 мин, диаметром 150 мм – 10 мин. После затвердевания серы узлы готовы к транспортированию.
Заделка раструбов резиновым кольцом или манжетой. После очистки поверхностей соединяемых труб и уплотнителя от пыли и грязи уплотнитель вставляют в желобок раструба. Гладкий конец соединяемой трубы на расстоянии 80-100мм.

Классификация и техническая характеристика наружных трубопроводов теплоснабжения