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 отопления из различных материалов

Для того чтобы произвести соединение труб отопления используются различные методы и материалы. Способ соединения этих строительных элементов между собой напрямую зависит от того, из какого сырья были изготовлены такие трубы. Наиболее часто применяемыми для монтажа трубопроводов являются трубы из полипропилена, стали, металлопластика и меди.

В данной статье мы расскажем о том, какие методы чаще всего применяются монтажниками при установке перечисленных выше типов отопительных элементов.

Каждый материал имеет свои виды соединения

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

Пути состыковки труб из металлопластика и PEX-труб

Металлопластиковые элементы и PEX-трубы зачастую состыковывают при помощи одного и того же метода. Здесь мы подробно опишем технологию монтажа теплопровода из вышеупомянутых материалов.

• с применением компрессионных фитингов;
• с применением пресс-фитингов (опрессовка труб отопления).

Стыковка труб компрессионными фитингами

Данный вид фитингов более удобен в работе. Компрессионные фитинги могут быть использованы и для сборки систем водоснабжения холодного типа. Монтаж трубопровода, проводящего горячую воду, также осуществляется строителями при помощи упомянутых фитингов.

При сборке вышеназванных трубопроводов необходимость в специальном оборудовании для сшивания металлопластика и полипропилена отпадает. Для того чтобы соединить между собой части труб потребуются лишь пара гаечных ключей и ножницы-секатор.

Соединение элементов отопления производится согласно следующему алгоритму действий:

1. Изначально на конец трубы со стороны стыковки помещается обжимная гайка.
2. Далее за гайкой следует надеть кольцо разрезного типа, при этом край кольца необходимо разместить на расстоянии 1 мм относительно среза трубы.
3. Затем труба насаживается до упора и закрепляется на штуцере фитинга. При этом снятие фаски с трубы не требуется.
4. Обжимную гайку устанавливают посредством гаечных ключей.

Части компрессионного фитинга и порядок сборки

Стыковка труб с применением пресс-фитингов

Фитинги прессового типа для металлопластиковых труб, а также сшитого полипропилена дают возможность надежно соединять части отопительной системы. К сожалению, такая конструкция в дальнейшем не сможет быть разъединена. Для выполнения монтажа таким способом потребуется применение специального пресс-инструмента.

Для того чтобы соединить названные ранее элементы отопления при помощи фитингов, следует придерживаться следующей инструкции:

1. На конец трубы необходимо надеть гильзу зажимного нарезного типа.
2. Затем в трубу до упора помещается расширитель с нужным поперечным сечением.
3. Рукоятки расширителя не спеша соединяют между собой и фиксируют в таком положении на непродолжительное время.
4. Штуцер фитинга вставляется в трубу. Благодаря своему уникальному молекулярному составу, трубы подвергнуться усадке, что поможет плотно зафиксировать фитинг с трубой.
5. Трубу при помощи ручного или гидравлического пресса надежно запрессовывают на фитинге.

Опрессовка при помощи специального инструмента

Монтаж стальных труб

Трубы из стали можно состыковать между собой следующими методами:

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.

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

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.

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

Варианты стыковки труб из меди

При сборке отопления применяют различные методы монтажа. Так, стыковка медных труб производится разборным и неразборным методом. В первом случае используются фланцы, резьбовые крепления, фитинги, фиксирующиеся автоматически. При конструировании неразборной системы отопления прибегают к помощи прессования, пайки и сварки.

Сварочная стыковка

Давайте разберем процесс сварочного соединения медных труб. Такой прием стыковки применяется к трубам с диаметром от 108 мм. Толщина стенок отопительного материала должна составлять не менее 1,5 мм. Производить сварочные работы, в данном случае, необходимо только встык, при этом надлежащая температура должна равняться 1084 градусам. Стоит добавить, что данный вариант установки отопления не рекомендуется производить своими руками.

На сегодняшний день строителями применяется несколько видов сварочных работ:

1. Газовая сварка с применением горелок ацетиленокислородного типа.
2. Сварка с плавящимися электродами, выполняемая в среде инертных газов – аргона либо гелия.
3. Сварка, при которой используются неплавящиеся электроды.

В большинстве случаев для стыковки элементов из меди используется дуговой метод сварки. Если трубы, которые планируется применять для сборки трубопровода, изготовлены из чистой меди, то здесь необходимо использовать неплавкие вольфрамовые электроды в среде аргона, азота или гелия. При сварке элементов из меди процесс должен проходить быстро. Это предотвратит образование на металлической основе трубы различных окислений.

Сварочная стыковка медных труб

Соединение путем развальцовки

Случается, что применение сварочных горелок при монтаже отопительных систем создает некоторые неудобства. В этом случае рекомендуется прибегать к помощи развальцовки соединений медных труб. Данный метод монтажа получится разъемным, что сыграет положительную роль в случае вынужденной сборки отопления.

Операция такого рода потребует обязательного наличия приспособления для развальцовки. О том, как соединить трубы отопления путем развальцовки, мы постараемся подробно расписать далее:

1. для начала зачищается наконечник трубы для того, чтобы удалить с ее поверхности задиры и заусеницы, образовавшиеся при распиле материала;
2. на трубе фиксируется муфта;
3. далее трубу вставляют в зажимное устройство, с помощью которого производится дальнейшая развальцовка;
4. затем следует начать зажимать винт инструмента до той поры, пока угол торца трубы не достигнет 45 градусов;
5. после того, как область трубы будет готова к соединению, следует подвести к ней муфту и зажать гайки.

Более наглядно о процессе можно узнать из представленного видео.

Прессовочный метод соединения

Кроме всех вышеперечисленных методов монтажа труб отопления существует также и прием прессования. Для стыковки медных элементов в этом случае необходимо вставить до упора подготовленный ранее конец трубы в муфту. После этого потребуется применение гидравлического или ручного пресса, посредством которого осуществится фиксация труб.

Если отопление планируется собрать из толстостенных труб, потребуются пресс-фитинги со специальными обжимными гильзами. Данные элементы дают возможность обжать трубы и фитинги для отопления изнутри, в то время как наружные уплотнители дадут отличную герметичность конструкции.

Соединения резьбового типа

К сожалению, медных труб с резьбовыми соединениями на рынке найти невозможно, а потому для стыковки частей теплосистемы принято использовать фитинги, которые имеют накидную гайку.

Для стыковки медных труб с трубами из других материалов применяют бронзовые или латунные фитинги с резьбой. Их использование исключает возможность гальванической коррозии. В том случае, если трубы различаются по диаметру, прибегают к помощи специальных расширителей.

Учитывая виды применяемых на сегодняшний день уплотнений для отопительных систем из меди, существует два типа резьбовых соединений:

1. Уплотнения конического типа («американка»). Данные элементы рекомендуются для монтажа отопления в условиях высоких температурных показателей.
2. Соединения плоского типа. Такие материалы предусматривают в своей конструкции уплотнители, изготовленные из различных по цвету полимерных материалов. Прокладки раскрашиваются в разные цвета для обозначения температур, при которых можно работать с такими элементами.

Схема выполнения соединения медных труб

В данной статье мы рассмотрели методы соединения труб из наиболее популярных материалов, используемых при создании систем отопления. Если же вы еще не определились с конкретным видом труб, рекомендуем ознакомиться со статьей «Какие трубы отопления выбрать».