Соединение труб: разновидности стыковок, их характеристики и особенности

На сегодняшний день существует множество вариантов для того, чтобы соединить трубы в трубопроводных конструкциях. Выбор соединения зависит от различных факторов, однако в первую очередь играет роль материал, из которого изготовлены элементы коммуникации. Вторым важным фактором является тип рабочей среды. А также стоит отметить, что большую роль играют эксплуатационные условия трубопровода.

Способ соединения выбирается в зависимости от вида труб, их диаметра и назначения будущего трубопровода

Виды соединений

Все существующие трубные соединения подразделяются на две основные группы:

• разъёмные;
• неразъёмные.

Использование разъёмных соединений позволяет в случае необходимости разбирать стыковой участок. Благодаря этому свойству можно проводить ремонт и замену стыка без нарушения целостности труб. К разъёмным стыкам относятся резьбовые соединители (фитинги) и фланцы.

В случае с неразъёмными сочленениями разобрать трубопровод можно, однако, это приведёт к повреждению материала труб. Наиболее популярным вариантом неразборного соединения трубопроводов является сварка. Кроме этого, существует ещё ряд способов: склеивание, прессование, монтаж раструба при помощи цементного раствора.

Все вышеперечисленные методы являются довольно популярными и применяются для того, чтобы выполнить соединение трубопроводов, транспортирующих различные среды: водопроводов, отопительных коммуникаций, газовых сетей, канализационных систем, а также промышленных и технических магистралей.

Сварные соединения

Сварка — очень популярный метод стыковки отдельных частей в трубопроводной конструкции. Особенно этот способ востребован при монтаже технических коммуникаций на производствах.

Для монтажа стальных трубопроводов чаще всего применяется метод горячей сварки

Стоит отметить, что посредством сварки могут соединяться не только отдельные детали в металлических конструкциях, но и пластмассовые изделия. В некоторых случаях сварку используют и для стыковки стеклянных деталей.

В зависимости от способа воздействия на материал, выделяют два основных способа такого соединения:

• сварка с помощью плавления;
• сварка давлением.

Сваривание плавлением имеет множество вариантов реализации:

• электродуговая;
• простая электрическая;
• электролучевая;
• лазерная;
• сварка газом.

Самым востребованным, среди этих вариантов можно назвать первый. Использование электродуговой сварки подразумевает то, что источником нагрева является электрическая дуга. Данный тип работ может выполняться двумя способами:

• с переменным током;
• с постоянным током.

Полезная информация! Стыковая сварка соединяемых элементов трубопровода позволяет провести работу с меньшими финансовыми затратами. Это обусловлено тем, что сварочное оборудование менее дорогостоящее, а также требует меньше энергозатрат при монтаже.

Сварка металла может производиться электрическим или газовым оборудованием

Такой вид монтажа может проводиться с использованием различного оборудования, поэтому можно выделить три типа сварки:

• ручная;
• полуавтоматическая;
• автоматическая.

Виды сварных соединений

Существуют разные способы сварки отдельных деталей в трубопроводных коммуникациях. Рассмотрим их:

• встык;
• внахлёст;
• угловое;
• с привариванием различных элементов.

Наиболее востребованными и распространёнными являются следующие соединения с помощью сварки:

1. Стыковое (продольное и поперечное). При данном варианте сварки могут использоваться подкладные элементы — кольца. Шов в таких стыках может быть одно- и двусторонним. Последний применяется в тех случаях, когда деталь имеет большие показатели сечения — более 500 мм.
2. Угловое (одностороннее и двустороннее). Такой вариант можно выполнить по-разному. В некоторых случаях угловые сочленения сваривают со скосом кромки, а в некоторых — без него.
3. Раструбное сварное сцепление внахлёст. Раструбное соединение используется для того чтобы стыковать элементы трубопроводов, имеющих высокий коэффициент пластичности. К ним можно отнести детали из цветных металлов, а также пластиковые элементы.

Кроме этого, посредством сварки соединяют и квадратные трубы, которые используются в строительстве и производстве различной мебели. Для монтажа трубопроводов они не подходят. Это связано с формой их сечения — оно ухудшает пропускные характеристики, в то время как круглое является наилучшим вариантом для трубопроводных конструкций.

Сварка встык применяется для труб, диаметр которых превышает 50 мм

Рекомендации при проведении работ

Сварка – процесс в целом сложный и требующий подготовки, поэтому перед началом любой работы необходимо принять к сведению несколько советов:

1. Самый сложный этап сварки – соединение неповоротных стыков (подробнее: «Как выполняется сварка неповоротных стыков труб – пошаговое руководство»). При этом угол наклона электрода всё время меняется. Для выполнения работы трубу мысленно разделяют вертикально на две половины, соединение каждого участка происходит по очереди. Работа производится из потолочного положения через вертикальное и заканчивается нижним.
2. Когда требуется соединить изделия с толстыми стенками, используют метод сварки на просвет. Технология также достаточно сложна, главное в процессе – соблюдать угол кромок около 60-70° и расстояние между кромками до 2,5 мм. Перед началом проволоку прихватывают в четырёх точках. Сварка проходит при короткой дуге.
3. При соединении труб, работающих при высоком давлении, следует особенно заботиться о надёжности и герметичности швов. Весь процесс работы должен соответствовать СНиПам и Сводным правилам (СП 105-34-96).
4. Во время обустройства трубопроводов магистрального уровня можно использовать не только аппараты автоматической, но и ручной сварки, как более мобильные.
5. При соединении изделий большого диаметра обычно работают сразу несколько человек, вплоть до четырёх. При проведении таких работ сварка проходит снизу вверх в расходящихся направлениях.
6. При соединении труб различающихся сечений необходимо будет применять переходники.

Перед началом проведения любых сварочных работ следует осознавать, что сварка – процесс не только сложный, но и опасный при несоблюдении техники безопасности. Поэтому для удачного осуществления процесса следует не только предварительно ознакомиться с разнообразными инструкциями, но и освоить техническую составляющую процесса.

В любом случае, какими бы ни были приобретённые сварщиком навыки, он не должен пренебрегать установленными правилами безопасности и рекомендуемой технологией процесса, так как и от того, и от другого зависят не только его личная безопасность, но и дальнейшая надёжность эксплуатируемого оборудования.

Резьбовые соединения

А что же делать в тех случаях, когда нет возможности провести сварные работы? Способов стыковки элементов трубопровода без использования сварки довольно много. Наиболее популярным вариантом считается резьбовой монтаж. Резьба на трубах выполняется с помощью нарезки на специальных станках или обыкновенной плашкой. При необходимости нанесения резьбы на изделие с тонкими стенками используют способ накатки.

Если соблюдать все правила установки резьбового сочленения, то получится прочная и герметичная конструкция. Рассмотрим основные достоинства использования такого соединения:

• удобство монтажа.
• возможность ремонта или замены без повреждения трубопровода;
• установка производится без использования специального оборудования.

Кроме этого, существует несколько параметров резьбы, которые определяют её эксплуатацию:

• шаг нарезки;
• глубина;
• направление.

Шаг определяет дистанцию между вершиной витка и его основанием. Глубина является параметром, который определяется так: измеряется расстояние между основанием витка и его вершиной. Направление резьбы — важный момент, игнорируя который можно столкнуться с проблемами при монтаже трубопроводной конструкции. У резьбы существует два направления:

• правое;
• левое.

Многие разновидности труб оснащаются резьбой, они применяются там, где нужно создать надежное, но разъемное соединение

Технология газовой сварки

Газовое соединение любых конструкций, в том числе сварка трубопроводов, может осуществляться двумя методами, однако подготовительные операции в обоих случаях одинаковы.

Перед началом сварки необходимо:

1. Тщательно очистить поверхности соединяемых деталей от жира, грязи и прочих инородных веществ.
2. Обработать кромки изделий. Подготовка кромок труб под сварку обязательна при толщине стенок скрепляемых труб более 3,5 мм, в этом случае производят скашивание кромок, поскольку равномерно прогреть металл при такой толщине практически невозможно. Если же толщина труб меньше, скашивать кромки не нужно.

Методы проведения процесса:

1. Слева направо. Горелкой нагревают уже готовый отрезок шва, металлическую проволоку продвигают, следуя за пламенем. Такой способ позволяет увеличить скорость работ примерно на четверть, снизив при этом количество расходуемого газа. Применяется метод обычно для труб с толщиной стенок от 5 мм.
2. Справа налево. Горелка прогревает ещё не скреплённые места соединения, проволока в движении опережает пламя. Процесс более долог и расход газовой смеси выше, однако сваренное таким образом изделие имеет более привлекательный товарный вид. Применяется сварка справа налево для соединения труб с тонкими стенками.

Другие разновидности стыковки труб без помощи сварки

Использование резьбовых соединений — наиболее популярный и распространённый метод монтажа трубопроводных конструкций без применения сварки. Однако существуют и другие виды соединения труб, на которые стоит обратить внимание.

Выбор способа, как правило, зависит от материала, из которого изготовлен трубопровод. Все трубы можно условно разделить на два вида:

• гибкие;
• жёсткие.

К первой группе относятся изделия, которые состоят из различных полимерных материалов: полипропилена (ПП), полиэтилена (ПЭ), а также металлопластиковую продукцию. Вторая группа не обладает такой пластичностью и включает в себя: стальные, чугунные, поливинилхлоридные (ПВХ), медные и т. д.

Важно! При монтаже гибкого трубопровода требуется больший охват материала трубы для обеспечения надёжного соединения, чем при реализации сочленений в жёстких трубопроводах.

Лучшие производители и примерная цена

На российском рынке сегодня огромное разнообразие как и фитинговой продукции (тройников, уголков, муфт, заглушек), так и ее производителей. К известным брендам следует отнести:

1. Немецкую фирму Rehau, специализирующуюся на производстве комплектующих из латуни и сшитого полиэтилена.
2. Итальянскую компанию Сomisa, которая производит металлические соединители различных видов: резьбовые, компрессионные, пресс-фитинги.
3. Итальянский концерн Valtec, чья продукция широко известна в России.
4. Производитель из Италии Far. В основном производит пресс-фитинги, а также классические латунные соединители: тройники, муфты, отводы, переходы, заглушки.
5. Бренд Неnсо, принадлежащий бельгийской компании Henco Industries. Бренд известен производством комплектующих для труб из металлопластика.

Популярностью пользуются соединительная продукция компаний Tiemme, Bugatti, Uponor, Sanext и ряда других.

Цены на угловые фитинги зависят от размеров сечения и функциональности устройства. Поливной уголок IRRITEC из полимерных материалов для трубки 16 мм стоит 41 рубль.

Комбинация углового соединителя и сгона фирмы Valtec на ¾» обойдется в 350 рублей.

Сгон угловой «американка» с внутренней и наружной резьбой из латуни, предназначенный для систем водоснабжения и отопления, стоит 634 рубля.

Соединение гибких труб без сварки

Зачастую, чтобы провести монтаж трубопровода без применения сварочной аппаратуры используются специальные соединительные элементы — фитинги. Фитинги для гибких трубопроводов должны обладать большим охватом для выполнения надёжного и герметичного стыка.

Компрессионные фитинги позволяют получить герметичное соединение без проведения сварочных работ или нарезания резьбы

Как правило, фитинги применяются в гибких трубопроводах, которые обладают небольшими или средними показателями сечения (от 20 до 315 мм). Для деталей с диаметром выше 315 мм фитинговое сочленение не является целесообразным. Это связано с тем, что надёжность такого соединения довольно низкая.

Для стыковки полиэтиленовых изделий низкого давления (ПНД) в основном используют специальные компрессионные фитинги. Стыковка отдельных элементов в трубопроводной конструкции при помощи компрессионных изделий позволяет провести быстрый монтаж, который также отличается бюджетностью и простотой.

Однако компрессионные изделия используются чаще всего для соединения труб небольшого диаметра. Трубы средних диаметров соединяются с помощью муфт. Муфта является, пожалуй, наиболее распространённым вариантом фитинга.

Режим сварки

На режим процесса влияют такие факторы, как:

• сечение используемого электрода;
• сила электрического тока;
• технологические параметры аппарата для сварки;
• дуговое напряжение;
• природа используемого электрического тока (постоянный или переменный);
• полярность тока (прямая или обратная);
• скорость движения электрода.

Например, при соединении элементов методом стык в стык, электрод для сварки труб следует перемещать плавно, не торопясь, с целью обеспечить достаточное оплавление соприкасающихся торцов изделий и насыщение зазора между ними достаточного количества металлической проволоки.

Чтобы достичь наибольшей скорости процесса, силу тока следует выставить на максимальное значение, однако нельзя забывать, что в этом случае возможно перегревание электрода, которое в итоге приведёт к его порче, а следовательно, ухудшению качества сварного шва.

Полярность подбирают исходя из факта, что при работе анод разогревается сильнее катода. Поэтому при соединении таким методом труб небольшого сечения нужно использовать обратную полярность, чтобы избежать вероятного прожигания труб.

Соединение жёстких труб без сварки

Как уже было сказано выше, неэластичные трубы зачастую стыкуются с помощью резьбы. Но существуют способы, которые позволяют соединять отдельные элементы жёстких трубопроводов без использования сварки и резьбы. Стыковку без сварочного оборудования разрешается производить на деталях с диаметром до 600 мм.

Если нет возможности нарезать на жесткой трубе резьбу или применить для стыковки сварку, то трубопровод монтируется при помощи муфт

Для того чтобы произвести монтаж жёсткой конструкции без использования сварочного оборудования, как правило, применяют муфты. Муфтовое сочленение позволяет соединять следующие варианты труб:

• равные по диаметру;
• с разным диаметром;
• из различных материалов.

Соединение, полученное с помощью такого фитинга, отличается высокими прочностными характеристиками и хорошей герметичностью. В случае, если необходимо произвести соединение двух труб без использования сварки и резьбы, как правило, используют специальные приспособления — фланцы. Они же широко применяются для подключения к трубам разнообразного оборудования.

Фланцевые соединения рекомендуется использовать в тех случаях, когда конкретный участок трубопровода нуждается в частых проверках или в периодическом ремонте. Это связано с тем, что такое сцепление легко разобрать и собрать. Оно включает в себя:

• два соединяющихся фланцевых элемента;
• уплотнительное кольцо;
• гайки и болты.

Технология сварки толстостенных труб

Сварка толстостенных труб проводится в случае, если толщина стенки трубы превышает 20 мм. Такая сварка проводится слоями повышенной толщины. Это позволяет увеличить прочность соединения на 10–15%. Такой тип работ производится, как правило, двумя сварщиками одновременно. Первый сварщик наносит обычный шов, а второй — толстый слой.

Как сваривать трубы с толстыми стенками:

1. Начинается сварка в потолочном положении с постепенным наращиванием толщины шва (линия сварки толстостенных труб должна быть максимально ровной).
2. Далее необходимо выйти в полувертикальное положение.
3. С помощью электрода выполняется горизонтальная площадка.
4. Затем сварка выполняется в нижнем положении. Это позволяет использовать электроды с толщиной до 5 мм.

Нестандартные способы соединения труб

Кроме традиционных методов стыковки труб, которые являются наиболее распространёнными, существуют и некоторые специальные методы монтажа. Трубы тоже могут быть выполнены из нестандартного материала, который требует специального соединения.

При помощи раструбов чаще всего выполняется соединение канализационных систем

Рассмотрим такие способы стыковки:

• склеивание;
• раструбная стыковка;
• быстроразъемные соединения.

Первый вариант используют в случае, если конструкция выполнена из пластмассы. Метод склеивания позволяет получить прочное и герметичное неразъёмное соединение. Стыковка труб этим способом выполняется посредством нанесения на них специального клея.

Раструбное соединение используется, как правило, при монтаже канализационных систем безнапорного типа. В таких системах сточные воды движутся естественным путём под наклоном, без использования специального насоса. В зависимости от того, из какого материала сделан такой трубопровод, может быть разъёмное и неразъёмное раструбное соединение. Разъёмный вариант раструбного сцепления применяется при монтаже пластиковых коммуникаций, а неразъёмный — при монтаже чугунных труб. Уплотнение раструба в чугунных конструкциях производится с помощью цементного состава или специальными герметиками.

Полезная информация! Быстросъемные или же быстроразъемное соединение устанавливается в том случае, если эксплуатационные особенности коммуникации требуют её частой разборки.

Рассмотрим основные варианты быстроразъемных соединений:

• хомуты, оснащённые фиксирующим клином;
• кулачковое (Camlok);
• соединение ISO.

Гибкие трубы и шланги можно соединять при помощи быстроразъемных фитингов, например таких, как Camlok

Такие варианты сцеплений просты в установке и обладают хорошими прочностными характеристиками.

Стоит также отметить, что для стыковки труб, которые эксплуатируются в промышленных целях, используют такие сочленения:

• ниппельное;
• телескопическое;
• шарнирное.

Первый вариант применяют в тех случаях, когда необходимо соединить трубы с какой-либо измерительной аппаратурой, а второй — при стыковке жёстких труб, оснащённых гибкими элементами. Шарнирный тип применяют в строительстве сложных по форме магистралей. Такое соединение позволяет компенсировать эффект закручивания трубопровода.

Особенности соединения профильных труб

Профильные трубы обладают хорошей прочностью и относительно небольшим весом, поэтому они часто используются для монтажа каркасных конструкций, а также в других строительных целях.

По форме профильные трубы могут быть:

• прямоугольные (наиболее распространённая форма);
• квадратные;
• овоидные (овальные);
• другие (более сложные формы).

Наиболее надежный способ создания конструкций из профильных труб — это крепление их при помощи сварки

Для соединения квадратных труб, как правило, используют электродуговую сварку. А также существуют специальные соединения, которые реализуются с помощью болтов и заклёпок. Стыковка квадратных и прямоугольных труб производится одними и теми же способами.

Кроме этого, к таким трубам можно стыковать различные детали. Такая стыковка проводится с использованием самонарезающих шурупов. Данные элементы не требуют выполнения предварительных отверстий.

Соединение профильных труб без сварки

Стыковка профильных труб может выполняться и без применения сварочного оборудования. Как соединить профильные трубы без сварки:

• использование краб-системы;
• фитинговая стыковка.

Краб-система для труб состоит из стыковочных скоб и фиксирующих элементов. Соединение в таком случае выполняется с помощью гаек и болтов и в конечном виде образуют «Х», «Г» или «Т»-образную конструкцию профиля. Таким соединением можно состыковать от 1 до 4 труб, но только под прямым углом. По прочности они не уступают сварным швам.

Фитинговая стыковка используется в случае когда необходимо выполнить ответвление от основной трубы. Существует несколько разновидностей соединителей для труб, которые позволяют монтировать заготовки в различных конфигурациях. Основные из них:

• муфта;
• уголок;
• тройник;
• крестовина.

Краб-системы чаще всего применяют при монтаже несложных уличных конструкций, таких, как теплица или навес

Как соединить трубы из разных материалов?

В некоторых случаях требуется выполнение соединения неоднородных по материалу изделий. Для этих целей существуют специальные варианты.

Как соединить полипропиленовую (пластиковую) трубу с металлической?

Многие люди задаются вопросом: как соединить полипропиленовые трубы с металлическими? Для этого существует несколько популярных методов:

• резьба;
• фланцевое соединение труб.

В первом случае сцепление неоднородных по материалу труб осуществляется с использованием муфт. Один конец такой муфты оснащается резьбой, а другой имеет гладкую поверхность для стыковки с полипропиленом.

Фланцевый метод подразумевает использование фланцев. Такое соединение выполняется посредством шпилек и болтов.

Обратите внимание! Фланцы используются в конструкциях, которые часто разбираются в процессе эксплуатации.

Как соединить металлопластиковые трубы с металлическими?

Наиболее популярными вариантами в этом случае являются:

• пресс-фитинги;
• компрессионные фитинги.

В первом случае соединение между неоднородными по материалу трубами можно выполнить двумя способами:

• надвижной пресс-фитинг;
• обжимная муфта.

Важно помнить, что соединение металлопластиковых труб с металлическими и других неоднородных по материалу труб довольно ответственное мероприятие и должно проводиться специально обученными специалистами. Неправильный монтаж соединительного элемента приведёт к возникновению аварийной ситуации в трубопроводе.

Советы по выбору

Приобретают фитинги обычно вместе с трубами, все сразу в комплекте. Чтобы не ошибиться в расчетах, предварительно делают чертеж коммуникации с указанием мест пересечений и монтирования соединителей. Если соединитель покупается отдельно, то следует его приобретать той же марки, что и трубы системы. Разные производители устанавливают разные допуски, поэтому случается, что изделия не подойдут друг к другу по размерам.

Угловые соединители подбирают по условному проходу DN и соответствующему углу. Условный проход должен соответствовать диаметру присоединяемых труб.