Какие бывают способы соединения металлических труб?

• Материал, из которого они изготавливаются: металлические;
• железобетонные;
• полимерные.

Эта упрощенная схема минимально показывает большое семейство данного изделия, а также его широкое применение.

Главная задача соединения труб – получение шва, который будет герметичным, долговечным, надежным. Они делятся на два вида: разъемные и неразъемные:

• Разъемные соединения: резьбовые;
• фланцевые;
• раструбное.

В зависимости от условий работы, материала, геометрических размеров определяют лучший способ соединения.

Резьба

Резьбовые соединения являются одними из самых древних. Используются они только на круглых трубах. По направлению кручения различают правую и левую резьбу. Вторая используется редко, только в специальных случаях.

Данный вид стыка пригоден для воды, газа, нефтепродуктов.

Сами концы скручиваются с помощью дополнительных деталей муфт фитингов.

Муфты бывают обычные с внутренней резьбой с двух сторон. А также бывают комбинированные, с одной стороны внутренняя, с другой – наружная.

Резьбовое соединение стальных труб

Подробное описание каждого способа

Резьбовое

Выполнятся несколькими способами, самый распространенный – сгон.

Выполнить эту работу помогут такие инструменты:

• Трубный, гаечный ключ.
• Муфта с внутренней резьбой.
• Уплотнители для герметизации. Может быть: пеньковая веревка, лента ФУМ или герметик.
• Контргайка.

Две трубы имеют наружную резьбу. Наносим на них герметик. На одной длина резьбы больше чем на другой. Туда где больше витков накручивается гайка, до конца. Потом муфта. Затем накручиваем её на вторую часть, походу скручивая с первой. Когда муфта перестанет накручиваться, подпираем контргайкой. Затягиваем ключами, осторожно, что бы ни лопнула муфта.

Фланцы

Для фланцевого стыка потребуется:

• два фланца;
• паронитная прокладка;
• болты, шайбы, гайки;
• ключи;
• ручная дуговая сварка;
• уровень.

Надо приварить фланцы. Не допускать смещения, они должны быть в одной плоскости.

Ловим с помощью уровня горизонталь. Прикручиваем два болта в верхние отверстия. Надеваем деталь на край тубы, так чтобы болты были вверху. Ставим на них уровень и ловим положение пузырька между полосок посередине. Когда поймали, делаем прихватку сваркой на верхней точке. Горизонтальная плоскость готова.

Переставляем уровень, в вертикальное положение, прислонив его к зеркалу фланца. Ловим уровень, слегка регулируя нижний конец фланца который еще не прихвачен. Установив вертикал, поставили вторую прихватку. И затем еще две получив четыре равномерных участка.

Затем сварщик обваривает фланец с двух сторон. Аналогично проделываются манипуляции со второй трубой.

После сварки получим две трубы, которые можно соединить. Снизу в отверстия просовываем четыре болта, немного закручиваем. Делаем зазор, вставляем прокладку. Вставляем еще четыре болта, все закручиваем.

Подклейка

Этот способ в металлических деталях применяется очень редко. Сам процесс не требует особого навыка от человека, но занимает очень много времени.

Для этой работы требуется:

• клей. БФ-2 или 88Н или ЭДП;
• кисточка.

Перед тем как клеить детали сначала наносят первый слой на их поверхности и дают обсохнуть. Этот слой будет скрепляющим. У каждого клея в инструкции написано время сушки. Дальше мажут второй слой и детали укладывают под пресс на сутки и даже более. Все зависит от клея.

После зачистить шов от подтека клея.

Обжимные соединители для стальных труб

Сварка

Сварочный процесс используется практически во всех состыковках металлических труб.

Для того чтобы получить шов применяют такие способы сварки, как:

• газовая;
• электродуговая;
• контактная.

Газовая сварка служит для получения неразъемных соединений в трубах малого диаметра с минимальной толщиной.

Сваренная таким способом, она может проводить и воду. Главное после сварки провести испытания швов на герметичность.

Пост газовой сварки состоит:

• баллона кислорода;
• ацетилена;
• резиновых шлангов;
• горелки.

Контактная сварка мало применяется. Больше этот способ зарекомендовал себя в работе с пластиковыми трубами.

Самый ходовой способ получения неразъемных соединений электродуговая сварка, делится:

• ручную
• полуавтоматическую в среде защитных газов

При строительстве трубопроводов соединения получают только сварочным путем. Важной частью является подготовка стыка к сварке.

Труба должна соединяться с другой:

• без переломов и смещений;
• стык должен быть зачищен;
• сделать фаску;
• выставить зазор 1-3 мм.

Необходимое оборудование для сварки:

• электроды;
• источник питания (трансформатор или выпрямитель);
• кабеля;
• средства индивидуальной защиты сварщика спецовка, рукавицы, щеток.

Пайка полиэтиленовых труб встык и с помощью электромуфты

Раструб

Данный вид соединения получил широкое применение в чугунных трубах для нефтегазодобывающей промышленности, жилищно-коммунальном хозяйстве. Один из самых простых вариантов неразъемных стыков.

Основным процессом получения стыка является заделка зазора между раструбом и поверхностью конусной трубы. Для этого используется цементный материал.

Сначала в раструб вставляют ответную трубу и потом уплотняют конопаткой, герметичный материал. После разводят раствор цемента плотно чеканят им зазор.

Для заделки раструба применяют цемент марки 300—400, который тщательно перемешивают с водой в пропорции девять частей цемента на одну часть воды. Раструб заполняют цементным раствором с помощью совка и начеканивают чеканкой до тех пор, пока последняя не начнет отскакивать от цемента.

Прессование

Этот способ получения неразъемного шва стал нужным при соединениях малого диаметра из цветных металлов. Обычная электродуговая сварка не способна по своим техническим параметрам сварить такие металлы, поэтому в этом случае нашли другой подход.

Для того чтобы выполнить сварку, нужно подготовленный конец вставить до упора в фитинг. Потом обработать его поверхность ручным или гидравлическим прессом.

Для состыковки таких тонкостенных труб цветного металла используют пресс-фитинги с обжимными гильзами. Они выполняют обжим во внутренней части трубы, а наружные уплотнители обеспечивают стыку герметичность.

Резьбовое соединение

Данный тип соединения является, пожалуй, самым приемлемым для монтажа домашней отопительной системы, так как вы можете самостоятельно собрать и разобрать любую систему, собранную данным методом.

Вы можете купить готовые трубы с резьбой, резьбовые муфты, уголки, но можете самостоятельно на них нарезать резьбу, процедура не сложная, но требует прикладывания определенных усилий:

1. Вам необходим набор лерок (плашек), клупп держатель для нарезания внешней резьбы.
2. Вставляем плашку с необходимым вам диаметром в клупп.
3. Трубу, на которой необходима резьба, отрезаем при помощи болгарки.
4. Зажимаем деталь в тиски.
5. Снимаем у неё фаску, то есть внешний край делаем немного закругленным, чтобы плашка лучше зашла.
6. Можно смазать место нарезания резьбы машинным маслом.
7. По часовой стрелке начинаем медленно двигать клупп. Делать это необходимо аккуратно, так как от небольшого перекоса зависит, как будут закручиваться на данную резьбу муфты и уголки.
8. Если, сделав 2-3 оборота, лерка не хочет двигаться, прокрутите назад на пол-оборота и с небольшим усилием начните движение вновь.
9. После того, как резьба будет накручена, удалите остатки масла и металлических опилок.
10. Попробуйте навернуть на резьбу муфту.

Если у ваших знакомых есть клупп с электрическим приводом, то это намного упростит задачу. И весь процесс нарезания резьбы займет несколько минут.

метчики

Теперь рассмотрим процесс нарезания внутренней резьбы:

1. Необходим набор метчиков и вороток.
2. Выбираем метчики (черновой, средний, чистовой) необходимого диаметра.
3. Черновой метчик зажимаем в воротке, трубу зажимаем в тисках и медленно начинаем, как сверлом, нарезать внутреннюю резьбу.
4. Если метчик не двигается, он забился стружкой, выверните его и начните снова.
5. То же самое проводим средним и чистовым мечтиком.

Что же касается самого процесса соединения, то понадобится уплотнитель (лен, фум лента, уплотнительная нить) и раздвижные газовые ключи. На резьбу наматывается уплотнитель, по ходу резьбы, стараемся, чтобы уплотнитель не попадал внутрь трубы.

Если используется лен, то необходимо льняную нить растянуть, накрутить и смазать, например, суриком для лучшего уплотнения. Производим накручивание на трубу муфты, уголка или другой трубы.

Если трубы нельзя крутить

В данном случае применяется муфта, сгон и контргайка:

1. На сгон накручивается уплотнитель.
2. На длинную резьбу навинчивается контргайка до упора и муфта.
3. Короткий конец с уплотнителем вкручивается в другую муфту, вентиль, в фитинг.
4. Муфта, вывинчиваясь, накручивается на другую резьбу и контргайкой затягивается

Преимущества и недостатки каждого способа

Резьба

Преимущества:

• надежность;
• удобство сборки, возможность разборки;
• малая стоимость.

Недостатки:

• напряжение во впадинах резьбы, повышает усталость материала, снижая его прочность;
• необходимость применения средств стопорения, для предотвращения откручивания рабочего элемента.

Фланцы

Достоинства:

простота и удобство многоразового соединения и разъединения.

Отрицательные свойства:

• большая трудоемкость при изготовлении, следовательно, высока цена;
• при длительной эксплуатации снижение места его соединения, потеря герметичности.

Подклейка

К плюсам этого способа можно отнести его не трудоемкий процесс, не требующий больших умений и усилий.

Но ожидание склеивания иногда достигает трех суток, что не всегда удобно.

Такой вид соединения нельзя отнести к надежным способам.

Сварка

Преимущества:

• надежность;
• долговечность;
• герметичность;
• возможность соединения деталей любых форм.

Недостатки:

• возникновение остаточных напряжений;
• возможность изменения геометрии;
• риск разрушения при вибрационных и ударных нагрузках.

Раструб

В сравнении со всеми видами раструбные имеют преимущество в низкой стоимости возможности небольших осевых и боковых перемещениях трубы, что очень полезно при температурных изменениях и усадки почвы.

Отрицательный показатель заключен в трудности разъема соединения и недостаточной надежности при повышенном давлении.

Прессование

Общим положительным фактором является отличное самоцентрирование стыкуемых деталей, устойчивое состояние при ударных нагрузках. Простотой и не трудоемкий процесс.

Не поддаются обратной разборке или смещению друг друга. Вот несколько недостатков этого способа.

Способы соединения металлических труб

Сравнительная характеристика различных труб

Трубы из металлов

Отдельно стоит отметить те случаи, когда в трубопроводе использована медь, что является довольно экзотичным. Дело в том, что медь чересчур мягка и пластична, чтобы ее можно было применять для монтажа сантехники. Единственным вариантом может быть устройство медного элеваторного узла из меди с остальной разводкой из полипропиленовых труб

Следовательно, в дальнейшем медные изделия мы не будем принимать во внимание.

Как известно, основными качествами, определяющими высокий спрос на металлические изделия, являются их прочность к механическим повреждениям и твердость.

Кроме того, каждая разновидность труб из металлов имеет и свои индивидуальные характеристики:

• стальные изделия – подвержены зарастанию внутренней поверхности и коррозии;
• трубы с цинковым покрытием – отличаются устойчивостью к коррозии, однако, довольно сложны в монтаже;
• нержавеющая сталь – такие трубопрокаты отличаются высокой стоимостью и довольно сложны в обработке;
• чугунные трубы – более ранние марки отличались достаточной хрупкостью к ударам, а вот чугун ВЧШГ является достаточно крепким (подробнее: «Характеристики труб ВЧШГ, особенности производства и использования»).

Трубы из полимерных материалов

В данном случае стоит разделить пластиковые трубы на изделия из поливинилхлорида, полипропилена и полиэтилена.

Характеристики каждого вида изделий таковы:

• поливинилхлорид – достаточно хрупкий материал, поэтому применяют его для канализационных труб, хотя и недостаточно часто;
• полиэтилен – отличается невысокой температурой плавления (начиная с 80 ℃), достаточно пластичный и мягкий материал, поэтому их целесообразно применять только для холодного водоснабжения;
• полипропилен – наиболее прочный материал, по сравнению с прочими полимерами, он намного легче других, так что может с успехом применяться для трубопроводов горячего водоснабжения.

Способы соединения металлических труб с пластиком

Области применения:

• ремонт, замена старого трубопровода;
• строительство, при монтаже газопровода используют пластиковые трубы, но в жилом помещении газ должен быть только в металлических трубах.

В таких случаях используют несколько вариантов соединения:

• Сварочно-резьбовое. В данном случае используют комбинированные муфты. Здесь одна сторона имеет резьбу, другая муфту. Резьба соединяется с металлическим концом. Другая сторона с пластиковым концом. Такие переходники применяются для малых диаметров.
• Фланцевое. Для больших диаметров используют фланцы. В некоторых случаях применяют металлорукава.

Методы стыковки труб из полипропилена

Если стоит задача обустроить отопление пластиковыми трубами малого диаметра (до 63 мм), на практике способов соединения таких труб существует два:

• раструбная сварка – в данном случае один предварительно расширенный конец трубы помещают в другой;
• муфтовая сварка – здесь концы двух элементов соединяются между собой при помощи муфты.

В случае стыковки труб с большим диаметром (от 63 мм) прибегают к использованию стыковочной сварки. Этот метод монтажа не требует дополнительных соединяющих элементов, сохраняя отличную степень фиксации труб. Также можно применять и подходящие по размеру фитинги (муфтовая сварка). При наличии труб с диаметром 40 мм удобнее применять ручную сварку, а вот элементы большего размера принято состыковывать при помощи специального аппарата, который предварительно осуществляет центровку.

Непосредственно перед началом монтажа отопительной системы стоит еще раз тщательно продумать весь процесс сборки трубопровода. Это позволит избежать в момент работы нежелательных нюансов, которые влияют на итоговое качество сборки отопительной системы.

Схема процесса соединения полипропиленовых труб

Здесь мы обозначим основные нюансы того, как следует производить соединение пластиковых труб отопления:

• Оптимальное время нагрева паяльного аппарата 5 секунд.
• Рекомендуемая температура плавления полипропилена 270°С. Данного параметра можно добиться при помощи специального тумблера, установленного на сварочном аппарате.
• Следует отметить, что технология стыковки труб системы отопления будет изменяться в зависимости от места и времени года. Так, в период минусовых температур либо при монтаже отопительной конструкции вне помещения время нагревания трубы паяльника следует немного увеличить или поднять температуру для плавки полипропиленовых изделий.
• В случае стыковки труб большего диаметра время расплавления материала также несколько увеличится.
• Рекомендуемое время фиксации элементов большого диаметра между собой после их нагрева составляет от 30 секунд и более.

Далее необходимо подробно рассмотреть, собственно, технологию пайки труб из полипропилена:

1. После достижения необходимой температуры, на насадки паяльника для полипропиленовых труб – для наружного и внутреннего размера поперечного сечения труб – одновременно надевают и разогревают стыковочные детали (муфта, труба).
2. В момент нагревательного процесса на отопительных элементах формируются «отбортовки».
3. По итогу нагревательного процесса с насадок снимаются обе части и состыковываются между собой путем равномерного несильного надавливания на них с обеих сторон в сторону друг друга и фиксации в таком положении. Какие-либо вращения и лишние движения во время соединения элементов недопустимы, так как это может нарушить получившийся шов.
4. Соединенные элементы следует удерживать на протяжении 30 секунд для более надежного сцепления частей отопительной системы. Необходимо добавить, что бортик должен быть ровным по всей длине соединения.

После полного остывания соединенные детали готовы к использованию.

Параметры сварочного процесса

Советы и рекомендации

• При работе с чугунными трубами надо помнить о том, что они хрупкие. Для чеканки и прессовки используйте резиновые молотки.
• Если монтаж раструбного стыка выполняется на улице в жаркую погоду, то когда цемент будет в зазоре, предлагается уложить на него влажную тряпку. Для того, что бы цемент ни трескался.
• При газовой сварке применяется горючий газ ацетилен. Его при желании можно поменять на пропан, который дешевле и безопасней.
• Когда ведется строительство трубной системы водо- или газоснабжения старайтесь сварить сначала поворотные стыки, а после когда вся конструкция собрана, последним заварите неповоротный стык.
• Закручивая болты на фланцах нельзя перетягивать. Возможно сорвать резьбу, это относится и резьбовым соединениям.

Монтаж стальных труб

Трубы из стали можно состыковать между собой следующими методами:

• резьбовым;
• сварочным;
• муфтовым;
• фланцевым.

Соединение резьбовым методом

В данном случае резьбовое соединение труб отопления рекомендуется применять на тех местах теплопровода, где можно проконтролировать надежность стыковки труб для облегчения дальнейшего ремонта отопительной системы. В большинстве случаев на трубах резьба делается при помощи специальных инструментов, хотя ручной метод здесь также имеет место.

Для того чтобы осуществить данную процедуру изначально необходимо удалить крайнюю часть трубы, предусмотрев необходимый по длине припуск для резьбы. Затем посредством плашки нарезать резьбовое соединение. Операция осуществляется при помощи инструмента, зафиксированного на плашкодержателе.

Нарезка резьбы

Работа с вышеупомянутым приспособлением выглядит примерно таким образом:

1. Труба закрепляется в тисках для предотвращения прокручивания.
2. Плашка аккуратно надевается на наконечник трубы. При этом следует быть предельно внимательным, дабы не допустить перекоса в соединении.

Здесь также стоит перечислить и некоторые рекомендации:

1. Для облегчения работы поверхность трубы обрабатывается автомобильным маслом.
2. Если появилась необходимость в нарезке резьбы на участке трубы, близко размещенной по отношению к стене, то в данном случае придется прибегнуть к помощи плашкодержателей с храповым механизмом, которые позволят осуществить полный поворот инструмента по своей оси.
3. В случае уплотнения соединений отдельных элементов отопительной системы применяется специальная подмотка для труб отопления сантехнического типа.
4. Прежде чем закручивать соединение по резьбе, следует проверить стыковочные концы на наличие застрявших стружек и заусенцев.

Подмотка резьбы стальной трубы

В случае заедания плашки требуется сделать пол-оборота инструментом назад, что позволит извлечь застрявшую в нем стружку.

Сварочное соединение отопительных труб из стали

При монтаже трубопровода стальные трубы чаще всего состыковывают при помощи электросварочного аппарата. В данном случае названный процесс предусматривает наличие металлических электродов, которые служат проводниками и выступают в качестве «присадки», соединяющей сварочный шов.

Для того чтобы получить сварочное соединение надлежащего качества посредством электросварки, достаточно придерживаться некоторых условий, которые мы перечислим далее:

1. Перед самим сварочным процессом необходимо в обязательном порядке очистить от загрязнений, мусора и песка все детали трубопровода.
2. При необходимости постараться привести в первоначальное положение деформированные концы элементов либо равномерно обрезать концы труб.
3. В случае дуговой сварки, наружные и внутренние поверхности трубы на месте стыков следует зачистить на 10 мм в ширину.
4. Каждый законченный слой перед наложением последующего следует очистить от шлаковых образований.

В большинстве случаев первичный сварочный слой создается путем наплавки ступенчатого характера. Далее идут сплошные слои. При стыковке элементов отопления делается разбивка на участки ступенчатой наплавки с последующим соединением через один полученных участков. После – оставшихся мест трубы.

Процесс образования сварочного соединения

Нанесение первичного сварочного слоя требует особого внимания. В данном случае каждая кромка здесь должна быть полностью расплавлена. Если же был обнаружен брак, операцию рекомендуется провести повторно, предварительно вырубив испорченный участок.

Для наложения на первичный слой сварки последующих швов трубу следует равномерно и медленно поворачивать. Второй и третий слои рекомендуется начинать, смещаясь, каждый раз примерно на 15-30 мм от предыдущего. Последний шов должен получиться ровным и плавно переходящим во внешнее основание отопительного элемента.

Необходимо добавить, что толщина трубы определяет размер сварных слоев. Так, для сварки элементов, имеющих размер поперечного сечения до 6 мм, используется два слоя. Для трубы размером 6-12 мм – три слоя. Для элементов от 12 мм необходимо четыре слоя сварки.

Сварку элементов отопления необходимо выполнять в непрерывном темпе.

Соединение с помощью муфты

Герметичное и надежное соединение стальных труб муфтовым методом производят при монтаже напорных и безнапорных трубопроводов. Соединение отдельных элементов между собой производится следующим образом:

1. в местах, где будет закреплена муфта, предварительно наносятся метки при помощи маркера;
2. на муфту и концы водопроводных элементов наносят герметик для труб отопления;
3. внутри муфты фиксируется отмеченный конец трубы, затем противоположный участок трубы выравнивается по одной оси с первой и на него одевается муфта.

Муфта для стальных труб

Соединение труб из металла при помощи фланцев

Стыковка труб посредством фланцев – один из наиболее применяемых методов для монтажа отопления. Для этого требуется наличие специальных фитингов, иными славами фланцев, которые имеют резиновую прокладку. Стыковка осуществляется по следующему принципу:

• на участке соединения конец трубы необходимо аккуратно обрезать, чтобы он был гладким и строго перпендикулярным. Наличие фаски на торце трубы необязательно;
• на полученном срезе закрепляется фланец;
• затем устанавливается резиновая прокладка, которая должна выступать за линию среза примерно на 10 см;
• на прокладку снова надевается фланец, в свою очередь его соединяют с ответным фланцем, который предварительно был зафиксирован на противоположном элементе отопительной системы;
• закручивая соединительные болты на фланцах, их настоятельно не рекомендуется перетягивать.

Фланец для металлических труб