Какие бывают способы соединения металлических труб?

Трубы классифицируются по большому количеству признаков, основные из них перечислены ниже:

• Материал, из которого они изготавливаются:
  • металлические;
  • железобетонные;
  • полимерные.
• По способу производства:
  • шовные;
  • бесшовные.
• По форме сечения:
  • круглые;
  • квадратные;
  • прямоугольные;
  • другие формы сечения.
• По назначению и условиям работы:
  • для высокого давления;
  • для низкого давления.

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.
• Неразъемные соединения:
  • сварочное;
  • склеивание;
  • раструбное;
  • прессование.

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.

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

Резьбовое соединение стальных труб

Фланцевое соединение

Широко применяемый способ во время монтажа трубопроводов различного предназначения. Соединение происходит с помощью двух фланцев, приваренных к двум трубам и скрепленных болтами.

Также этот вариант удобен для подключения к оборудованию, механизмам.

Раструб

Применяется для водоснабжения, канализации.

Склеивание труб

Такой способ используют для стыковки двух разнородных металлов.

Очень удобен этот способ там, где тепловые воздействия недопустимы.

Стоит отметить, что чаще склеивают пластиковые, а не металлические трубы.

Прессование

Редкий способ получения соединения. Используется для медных труб, которые работают с агрессивными средами. Такие системы можно увидеть в холодильных установках.

Сварочное

Сварочное соединение самое надежное. Его используют для получения герметичных швов на трубопроводах большого диаметра предназначенных для газа или нефтепродуктов.

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.

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

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.

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 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.

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

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.

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:

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

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 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:

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

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:

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.

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.

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.

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:

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:

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.