Соединение трубопроводов

Соединение трубопроводов

Соединения трубопроводов бывают неразъемные и разъемные. К неразъемным относятся соединения, получаемые путем сварки, пайки или склеивания, к разъемным – резьбовые, фланцевые, раструбные и др. В котельных установках трубопроводы соединяют на резьбовых муфтах, фланцах и сварке. Резьбовое соединение трубопроводов применяют во внутренних системах водопровода и газоснабжения котельной для трубопроводов с Dy до 100 мм и Py до 1 МПа. Трубы соединяют резьбовыми муфтами на короткой и длинной резьбе. Короткая резьба (рис.4, а) труб должна иметь сбег на участке двух последних ниток резьбы и короче половины длины муфты на одну нитку резьбы. Благодаря сбегу одна резьба заклинивается в другой и плотность соединения повышается. Соединение стальных труб на муфтеРис.4. Соединение стальных труб на муфте

• а – с короткой резьбой,
• б – с длинной резьбой.

В тех случаях, когда необходимо создать разъемное соединение, применяют соединение на длинной резьбе (рис.4, б), для чего на одной из труб делают длинную резьбу, а на другой – короткую. Такое соединение принято называть сгоном. Длинную резьбу выполняют такой величины, чтобы на нее можно было полностью навернуть (согнать) контргайку и муфту и сверх этого осталось бы еще не менее двух свободных ниток резьбы.

Для уплотнения стыков резьбовых соединений применяют льняную прядь с суриком, затертым на натуральной олифе, или со свинцовыми белилами. Прядь наматывают тонким ровным слоем на нарезку. Контргайка со стороны муфты имеет фаску для уплотнительного материала.

Фланцевые соединения – это наиболее распространенный вид разъёмных соединений трубопроводов, что объясняется простотой конструкции, легкостью сборки и разборки, а также тем, что в котельных чаще всего используют фланцевую арматуру. Недостатки фланцевых соединений – большая трудоемкость и высокая стоимость изготовления, а также меньшая по сравнению со сварными соединениями надежность в эксплуатации, так как при изменении температуры и давления транспортируемой среды возможно ослабление соединения и возникновение утечки.

Фланцевые соединения состоят из двух фланцев, крепежных деталей (болтов или шпилек и гаек), прокладки или уплотнительного кольца.

Фланцы (ГОСТ 12815-80) по способу присоединения к трубам бывают плоские (рис.5, а), которые привариваются угловым швом, и приварные встык (рис.5, б) – воротниковые.

Приварные фланцы

• а – плоские,
• б – воротниковые.

Соединения трубопроводов с применением воротниковых фланцев удобны и экономичны.

Трудоемкость сборки такого соединения в среднем на 20% меньше, чем сборка с использованием плоских фланцев. Кроме того, использование воротниковых фланцев сокращает объем сварочных работ в два раза.

Уплотнительные поверхности фланцев при рабочем давлении Pраб до 2,5 МПа выполняют гладкими, а при Pраб выше 2,5 МПа на уплотнительных поверхностях протачивают риски (рис.6, а), размеры и количество которых зависят от диаметра трубопровода и давления в нем. Уплотнительные поверхности для фланцев с впадиной и выступом приведены на рис.6, б.

Уплотнительные поверхности фланцев

• а – гладкая с рисками,
• б – выступ-впадина.

По форме фланцы бывают круглые и овальные. Наиболее распространены круглые фланцы; овальные чаще всего применяют в местах подсоединения трубопроводов к аппаратам и механизмам.

Крепежные детали – стандартные болты, шпильки и гайки – служат для сборки фланцевых соединений. Крепежные детали выбирают в зависимости от рабочих параметров среды и указывают в проекте. Длину болтов и шпилек выбирают с таким расчетом, чтобы после затяжки гаек выступали концы не менее 5 мм.

Материал для изготовления крепежных деталей выбирают в зависимости от давления и температуры транспортируемого продукта: при Py до 2,5 МПа и температуре до 300 °С применяют малоуглеродистую сталь обыкновенного качества Ст3, Ст4; при Py от 4 до 10 МПа и температуре до 450 °С – качественную углеродистую сталь 25, 35 и 40. При более высоких температурах и давлениях используют легированные стали.

Прокладочные материалы, предназначенные для уплотнения фланцевых соединений, должны быть пластичны, прочны, а также устойчивы к температурным условиям и коррозионному действию среды. В качестве прокладок для трубопроводов, работающих при давлении до 6,4 МПа, применяют листовой паронит (ГОСТ 481-80), асбестовый картон (ГОСТ 2850-95), прокладочный картон (ГОСТ 9347-74), листовую техническую резину и другие материалы.

Паронит – это основной прокладочный материал для трубопроводов, транспортирующих воду и пар температурой до 450 °С. Его хранят в темном помещении при температуре не выше 30 °С. Плоские неразъемные соединения типа “гладких”, “шип-паз”, “выступ-впадина” уплотняют паронитом общего назначения ПОН.

Размеры прокладок соответствуют размерам уплотнительных поверхностей фланцев, при этом внутренний диаметр прокладки должен быть на 1…2 мм больше внутреннего диаметра фланцев.

Сварные соединения более надежны, чем фланцевые и резьбовые, что особенно важно при высоких давлении и температуре рабочей среды. Применение сварки дает также значительную экономию металла. Поэтому в большинстве случаев трубы соединяют между собой с помощью сварки. Основные виды сварных соединений и швов трубопроводов изображены на рис.7. Чаще всего используют сварное стыковое соединение, которое выполняют после тщательной обработки кромок и калибровки труб.

Основные виды сварных соединений

• а – соединение встык однослойное,
• б – соединение встык двухслойное,
• в – соединение встык многослойное,
• г – угловой шов,
• д – торцовый шов,
• е – шов контактной сварки.

Разделку концов труб и деталей трубопроводов из углеродистой стали на Py до 10 МПа и сборку стыков с зазорами под сварку выполняют в соответствии с табл. 2.

Таблица 2. Конструкции стыковых соединений труб для ручной дуговой сварки

Собранный стык	Конструкционные размеры, мм	Dн, мм
а	b	α, град
Рис.8-1, а	2…3	1+0,5	—
Рис.8-1, б	3…25	1,5±0,5	Независимо
Рис.8-1, в	3…25	3±0,5	30±3	>100

Заглушками, которые по конструкции подразделяются на плоские (приварные и фланцевые) и сферические, закрывают концы трубопроводов.

Плоские приварные заглушки (рис.8, а) используют в трубопроводах, условное давление в которых до 1,5 МПа. Изготовляют их с условным проходом от 40 до 600 мм.

Заглушки

• а – плоская приварная,
• б – фланцевая,
• в – эллиптическая.

Фланцевые заглушки (рис.8, б) по форме, конструкции уплотнительных поверхностей, присоединительным размерам и точности обработки должны полностью соответствовать требованиям, предъявляемым к фланцам.

Эллиптические заглушки (рис.8, в) в соответствии с ГОСТ 17379-2001 изготовляют с условным проходом от 40 до 500 мм.

Классификация соединений стальных труб

Details Автор: ООО НПО Спецнефтемаш Опубликовано: 13 Ноябрь 2018 Создано: 13 Ноябрь 2018 Обновлено: 12 Июль 2023 Details Создано: Вторник, 13 Ноябрь 2018 12:19 Обновлено: Среда, 12 Июль 2023 21:33 Опубликовано: Вторник, 13 Ноябрь 2018 12:19 Автор: Still

• арматуры;
• приборов для контроля показателей;
• компенсаторов и т. д.

При этом к трубопроводным соединениям предъявляются строгие требования в части герметичности, а в зонах крепления дополнительного оборудования, арматуры и приспособлений на первый план выходит надежность «сцепки». Только на таких условиях можно говорить об эксплуатации без протечек.

Существует несколько вариантов соединений трубопроводов. Выбор конкретного способа монтажа всегда зависит от ряда факторов. Основные моменты, которые определяют выбор:

• материал компонентов системы (включая арматуру);
• тип и характер рабочей среды;
• условия функционирования трубопроводной магистрали (показатели давления, пропускная способность, температурные условия, влажность, функциональность арматуры и многое другое).

Варианты монтажа

По конструктивному исполнению все виды соединения труб можно разделить на 2 большие группы – разъемные и неразъемные. Первые позволяют оптимизировать монтаж, ремонтные операции и практику обслуживания всего трубопровода и стыкового блока: демонтировать, заменять, восстанавливать разъемные стыки можно без повреждения трубопроводных секций. Наиболее популярные решения:

• резьбовое;
• при помощи фланца.

Неразборной тип соединения труб – это сварная конструкция. Она позволяет добиться предельной герметичности стыка, но не оставляет возможности вмешательства в стыковой участок без повреждения материала. Кроме сварного метода, к неразборным способам относят раструбный монтаж, цементирование, склеивание и прессование.

И разъемный, и неразъемный вид соединения труб могут быть экономически/технически оправданными и применяются в трубопроводах различного назначения:

• газопроводах;
• водопроводах;
• сетях теплоснабжения;
• канализационных системах;
• технических трубопроводах;
• промышленных магистралях и т. д.

Способы монтажа стальных труб

По статистике, более 40% всех типов трубных конструкций, применяемых для монтажа трубопроводов разных видов, приходится на стальные трубы. Сталь – один из наиболее популярных материалов, который отличается высокой износостойкостью, эффективной ценой и устойчивостью к действию различных сред.

Соединения стальных труб, как правило, выполняются:

• сварным методом;
• резьбовым способом;
• фланцами.

Рассмотрим каждую из технологий подробнее.

Сварное соединение труб

Сварное соединение трубопроводов – самый надежный вариант при устройстве высокоответственных нагружаемых магистралей. Он более всего распространен при строительстве трубопроводов для промышленных нужд для работы с агрессивными средами в режиме постоянной нагрузки.

В малом строительстве секции часто соединяют между собой без использования сварки. Это объясняется высокими требованиями к квалификации сварщика и сварному оборудованию. Тот же (не сварной) метод используется для стыковки стальных труб с пластиковыми (полипропиленовыми).

При сварном способе соединения стальных труб может применяться как электродуговые, так и газовые технологии сварки металлов. В обоих случаях действует один порядок:

• трубные края с фасками перед началом работ качественно чистятся от грязи, жировых отложений, окислов и ржавчины;
• сами элементы надежно фиксируются на опоре или лежке;
• элементы в части будущей сварки скрепляются прихватками;
• точку стыковки надежно заваривают;
• на последнем шаге обязательно выполняется проверка качества шва (визуальный осмотр, специальные установки).

Резьбовое соединение труб

Резьбовое соединение трубопроводов – разъемный его вид. Может быть цилиндрическим или коническим. В первом случае обязательно применение уплотнителей – льняных материалов с пропиткой (сурик на олифе или другие составы). При коническом соединении труб уплотнители не нужны.

Есть и другая классификация, она делит резьбу на метрическую и дюймовую. По качеству состыковки резьбовой вариант – один из лучших. Он дает стык хорошей плотности и прочности, но при этом оставляет возможность разборки при необходимости ремонта без повреждения трубной конструкции.

Резьбовой метод считается эффективным:

• для устройства трубопроводного участка и присоединения арматуры внутри помещений;
• при использовании секций малого диаметра (до 5 см);
• для строительства коммуникационных трубопроводов (водо- и теплоснабжение);
• в трубопроводах с невысокими показателями рабочего давления (до 1,6 МПа).

Соединение труб фланцами

Еще один вид разъемного соединения труб – фланцами. Он чуть менее популярен, чем резьбовой, но достаточно распространен. Реализуется с применением специальных фитингов с резиновой прокладкой.

Фланцы обеспечивают высокую герметичность трубопровода и надежность его работы, но они не отличаются низкой ценой, что снижает их популярность в малом и частном строительстве инженерных сетей. Плюсы фланцевого соединения трубопроводов:

• плотность и надежность стыка;
• способность фланца принимать осевые усилия в ходе проведения замены трубопроводной арматуры;
• простота монтажных работ.

Перечисленные особенности фланца делают его актуальным для проведения работ по присоединению элементов арматуры к трубным секциям на внутренних участках системы.

Особые виды стальных труб

К особым видам стальных труб относят оцинкованные стройматериалы. Их особенность состоит в том, что температура плавления цинка ниже, чем стали. То есть использовать сварочное соединение здесь нельзя – цинковое покрытие попросту выгорит, материал станет уязвимым к коррозии. По этим причинам оцинкованные стальные трубы соединяют между собой не сварными методами. Наиболее удачными считаются варианты:

• резьбовых фитингов;
• муфтового соединения труб.

Соединение труб для скважины на воду

Еще одна особая категория стальных труб отличается специфическим назначением. Обсадные конструкции – трубопроводные системы, которые применяют для устройства скважинной выработки для водообеспечения частного дома или промышленного объекта.

Тип соединения трубопроводов скважин зависит от марки и типа применяемых стальных труб:

• изделия диаметром до 5 см соединяют муфтами и фланцами;
• обсадку с сечением 10 см и более рекомендуется сварить.

В каждом случае специалисты рекомендуют ответственно подойти к решению о выборе метода стыковки секций. Потому как от надежности участков присоединения будет зависеть и качество водоподготовки объекта, и долговечность эксплуатации всей системы.

• Нефтеперекачивающие станции
• Классификация трубопроводной арматуры

Источник http://xn--90acg2babefdpm.xn--p1ai/%D1%81%D1%82%D0%B0%D1%82%D1%8C%D0%B8/%D0%B2%D1%81%D0%B5/2013/7/3/%D1%81%D0%BE%D0%B5%D0%B4%D0%B8%D0%BD%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5-%D1%82%D1%80%D1%83%D0%B1%D0%BE%D0%BF%D1%80%D0%BE%D0%B2%D0%BE%D0%B4%D0%BE%D0%B2/

Источник https://snmash.ru/articles/170-klassifikatsiya-soyedineniy-stal-nykh-trub.html