Типы соединений трубопроводов

Опубликовано в Статьи

Типы соединений трубопроводов

Долговечность и нормальная эксплуатация трубопроводов зависят в значительной степени от правильного выбора конструкции и качественного исполнения соединений труб меж собой, с компенсаторами, арматурой, соединительными деталями. К соединениям, имеющим важнейшие элементы трубопроводов предъявляют такие требования: необходимы прочность и плотность при образовании в трубопроводах вакуума и при работе под давлением; устойчивость к агрессивным средам; простота выполнения, быстрота и удобство исполнения.
Соединения трубопроводов бывают разъемные и неразъемные. К неразъемным относят соединения, которые получены пайкой, сваркой, склеиванием, прессованием или бетонированием, к разъемным — резьбовые, фланцевые,раструбные и прочие. Вид соединения трубопроводов связан с материалом соединяемых деталей, химическо-физических свойств транспортируемого продукта (токсичность, агрессивность, способность к выпадению осадка и так далее), условий эксплуатации (взрывобезопасность, необходимость частых разборок и так далее), температуры и давления транспортируемого продукта
Стальные трубопроводы сваркой соединяют при помощи резьбы и фланцев. Технологические трубопроводы в группах А и Б, обычно предполагают технологию сварки встык. Сварные швы по характеру исполнения соединений стальных трубопроводов делят на двусторонние, односторонние и двусторонние, имеющие подкладное кольцо. Трубопроводы с внешним диаметром до 530 мм сваривают лишь односторонним швом. Двусторонние швы с подваркой шва используются для труб с А, больше 530 мм. Подкладные кольца делают меньше проходное сечение трубопроводов и вызывают добавочное сопротивление для транспортируемого продукта. Главные типы, и размеры сварных соединений труб, конструктивные элементы с арматурой и трубами зависимо от методов сварки определяются ГОСТ 16037—80. Сварные соединения соединительных деталей и стальных труб должны быть прочными главному виду металла. В отдельных случаях допускают использование соединительных деталей и труб, сварные соединения которых неравнопрочны главному металлу, если в ТУ на изготовление трубопровода указываются прочностные свойства сварных соединений.
При сварке соединений трубопроводов могут появляться наплывы на внутренних стенках трубы расплавленного металла, что делает больше сопротивление движения продукта, который транспортируется, в особенности, в трубопроводах небольшого диаметра (10 — 32 мм). Чтобы этот недостаток исключить, сваривают враструб.
Фланцевые соединения используются в местах подключения трубопроводов к аппаратам и прочему оборудованию, которое имеет ответные фланцы и на участках трубопроводов, которые требуют в процессе эксплуатации периодическую разборку или замену. Такие соединения включают в себя два фланца, прокладку или уплотнительное кольцо, соединительные болты и гайки.
Резьбовые соединения на технологических трубопроводах предназначаются для присоединения к контрольно-измерительным приборам и резьбовой арматуре. В больших объемах их применяют при установке санитарно-технических внутренних систем тепло и водоснабжения. На резьбе трубы соединяют при помощи накатки или нарезки внешней резьбы на концах труб и навертыванием муфты с резьбой Чтобы утечку воды предотвратить сквозь зазор меж трубой и муфтой, его наполняют уплотнительным материалом.
При соединении стальных труб применяют коническую резьбу по ГОСТ 6211—81 и цилиндрическую трубную резьбу по ГОСТ 6357—81.
Уплотнительный материал для резьбовых соединений в стальных трубах выбирают зависимо от температуры транспортируемой среды. Если температура до 105 °С, используют льняную прядь, которая пропитана белилами или суриком; при большей температуре — пропитанный графитом асбестовый шнур с льняной прядью. Если температура теплоносителя до 200°С применяют ленту и шнур из фторопластового уплотнительного материала ФУМ.
Не допускают использование фланцевых и резьбовых соединений  для  трубопроводов,  которые прокладываются  в  местах, труднодоступных для осмотра.
Пластмассовые трубопроводы. Для приобретения неразъемных соединений пластмассовых трубопроводов используют склеивание и сварку. Сварка пластмасс—процесс получения соединения, который основан на взаимной диффузии, в итоге меж соединяемыми поверхностями граница раздела исчезает. Пластмасса при диффузионной сварке , нагреваясь, переходит в вязкотекучее состояние и под давлением нагретые поверхности соединяются. Нагрев поверхностей до сварки при этом производят лишь в зоне сварного шва. Сварку пластмассовых труб производят присадочным материалом, инструментом, нагретым газом.
Сварку нагретым газом проводят при одновременном разогреве присадочного материала и свариваемых элементов струей горячего газа, который был нагрет в горелке.
Сварка нагретым инструментом основывается на оплавлении свариваемых поверхностей при помощи их прямого контакта с инструментом, который нагревается при помощи открытого пламени, электрического тока и так далее Ее можно проводить враструб и встык.
Сварка нагретым присадочным материалом основывается на применении тепла, который передается соединяемым изделиям материалом, что приводит к их плавлению и образованию неразъемного соединения
Склеивание пластмассовых трубопроводов — процесс создания неразъемного соединения при помощи специальных клеев, которые образуют прослойку, меж ней и соединяемыми поверхностями сберегается граница раздела. Клеевая прослойка определяет свойства соединения.
Главные виды разъемных соединений пластмассовых трубопроводов: раструбные и фланцевые соединения с накидными гайками. Металлические свободные фланцы опираются на утолщенный бурт полипропиленовых и полиэтиленовых труб и на отбортовку труб, сделанную из поливинилхлорида. Соединения с накидными гайками при установке трубопроводов с внешним диаметром до 63 мм пользуются редко ввиду чувствительности к надрезу пластмассовых труб, ослабления концентрации напряжений и сечения стенки трубы Раструбное соединение, имеющие резиновое уплотнительное кольцо применяют для создания компенсационных соединений трубопроводов техническо-санитарных систем из полиэтилена в зданиях и внешних полнвинилхлоридных трубопроводов. Данные соединения допускают перемещение соединяемых деталей, которое возникает при температурных деформациях.
В отличие от пластмассовых и металлических, стеклянные трубопроводы собирают лишь на разъемных соединениях. Трубы, имеющие гладкие концы соединяют уплотнением концов в радиальном направлении одну с другой. На концы стеклянных труб надевается муфта из пластмассы или резины, которую при помощи металлических хомутов прижимают к внешней поверхности трубы. Недостаток данного муфтового соединения: появление на узком участке трубы радиальных опасных напряжений, которые способны разрушить трубу. Данное соединение используют для безнапорных трубопроводов. Напорные трубопроводы, имеющие гладкие концы труб собирают с применением резиновых натяжных колец. При избыточном давлении Ру (до 0,1 МПа) используют соединения, имеющие два натяжных кольца — муфторезьбовые, фланцевые и муфтовые. Если Ру больше 0,1 Мпа, применяют соединения, имеющие три натяжных кольца — замковые муфтовые, безболтовые алюминиевые, фланцевые. Стяжные кольца в стеклянных трубопроводах слабеют со временем и прочность соединений становится меньше. Для создания соединений, не имеющих натяжных резиновых колец делают на концах труб бурты (утолщения). Усилия, прилагаемые для обеспечения плотности, принимаются буртами, меж которыми укладывают прокладки из резины и других жестких материалов.
Чугунные трубопроводы объединяют при помощи раструбного соединения. Раструбы бывают с желобом и гладкие. При монтаже чугунных труб в раструб одной трубы вставляют гладкий конец другой трубы. Зазоры меж трубами заполняют твердеющими или эластичными уплотнителями. Твердеющие заполнители — асбестоцементная смесь, цемент, сера, расширяющийся цемент и так далее — обеспечивают плотность и прочность стыка, а эластичные — манжеты, резиновые кольца, герметики, шнуры — плотность и гибкость стыка при эксплуатации и монтаже.
Асбестоцементные трубопроводы — напорные и безнапорные — объединяют муфтами цилиндрической формы. Для безнапорных труб используют цилиндрические асбестоцементные муфты, которые имеют с обеих концов нарезку в 2—3 нитки. Стыки данных труб конопатят при помощи смоляной пряди и заделывают цементом, асбесто-цементной смесью, битумной мастикой.
Водопроводные асбестоцементные трубы, которые рассчитаны на рабочее давление менее 1,5 МПа, объединяют асбестоцементными муфтами САМ, имеющими самоуплотняющиеся резиновые манжеты-кольца (ГОСТ 5228—76*) и фланцевыми чугунными муфтами типа «Жибо», имеющими самоуплотняющиеся кольца (ГОСТ 17584—72*).