Соединительные детали трубопроводов — виды и особенности

Общая характеристика соединительных деталей трубопровода

Фитинги не только позволяют разветвить трубопровод, сформировать переход или подсоединение средств измерений и другой аппаратуры, но и обеспечить герметичность системы.

Они должны изготавливаться из того же материала (или близкого к нему по физико-химическим параметрам), что и другие элементы трубопровода из-за возможных термических расширений в процессе эксплуатации. Разные параметры материала могут привести к разрыву труб, нарушению герметичности узлов.

Соединительные фитинги применяются на трубопроводах, транспортирующих абсолютно различную среду. Они широко используются в коммунальной сфере для создания водо-, газо- и теплопроводов, канализационных систем.

В производственной сфере они применяются для организации трубных систем, переносящих агрессивные химические среды, воду, газ с разными примесями. Их монтируют на «добывающие» трубопроводы, транспортирующие нефть, природный газ, продукты нефтепереработки.

Соединительные детали трубопровода: расшифровка типов соединений

Трубопроводные соединения бывают разъемными и неразъемными. Первые выполняются при помощи фланцев, установки в раструб или с использованием муфт. Вторые — сварным методом.

Способ монтажа подбирается исходя из материала, физико-механических свойств переносимой среды, условий эксплуатации и места монтажа. Если планируется частая разборка/переборки системы, то следует применить разъемное соединение, если же нужно обеспечить максимальную герметичность, то лучше всего использовать приварной метод.

Классификация фитингов для трубопровода

Наиболее распространенными соединительными деталями трубопровода являются отводы, тройники, переходы, колена, муфты.

Они изготавливаются из различных материалов:

Чугун — наиболее бюджетный вариант. Применяются на трубопроводах, транспортирующих среду с температурой до 130С и низким давлением.
Латунь — коррозионно-стойкие изделия, применяемые в системах с высокой температурой, транспортирующих агрессивные среды, перегретый пар и т. п.
Легированная сталь — такие фитинги отличаются механической стойкостью, хорошо сопротивляются коррозионному воздействию.
Нержавеющая сталь — для транспортировки агрессивной среды.

Последние могут применяться в пищевой промышленности, благодаря экологичности, энергетической — благодаря долговечности и в химической — из-за высокой коррозионной стойкости и устойчивости к агрессивным средам.

Отводы

Этот тип фитингов применяется, когда требуется изменить траекторию трубопровода. Он представляет собой изогнутый отрезок трубы под углом от 3 до 180 градусов и применяется при прокладке всех типов трубопроводных систем — водо- и газопроводов, магистралей, теплотрасс.

По методу производства различают:

Гнутые отводы с углом от 3 до 90 градусов (градация — 1 градус). Они имеют небольшой диаметр и выполняются путем сгиба трубы под воздействием высокой температуры на специальном станке.
Штампованные производятся штамповкой заготовки с последующей сваркой. Угол поворота — от 45 до 180 градусов.
Цельнотянутые гнутые изделия изготавливаются на протяжном станке и имеют небольшой радиус кривизны.
Сварные секционные, выполненные методом сварки отдельных отрезков труб между собой. Могут иметь значительный диаметр.

Отводы различаются по материалу изготовления, конструктивному исполнению и методу монтажа.

Установка отвода на стальной трубопровод выполняется с помощью резьбового соединения или сварки. В последнем случае его диаметр (внешний и внутренний) должен совпадать с диаметрами трубы.

Монтаж отвода в полимерный трубопровод производится в раструб. Допускается сварка.

Тройники

Популярные фитинги для соединения трубопроводов, устанавливаемые в местах, где есть необходимость в разветвлении системы. Эти изделия подвергаются динамическим нагрузкам, поэтому к ним предъявляют особые требования по прочности.

Они бывают нескольких типов:

Переходные, у которых диаметр горловины отличается по размеру от проходных отверстий в корпусе. Они используются для систем, в которых ответвленный трубопровод имеет больший или меньший Ду по сравнению с основным.
Равнопроходные, у которых все патрубки имеют один диаметр.

По способу изготовления тройники делятся:

На литые.
Изготовленные газовой вырезкой с последующей сваркой.
Штампованные с последующей механической обработкой.
Штампованные со сваркой.

По методу подсоединения они бывают сварными и фланцевыми. Вторые используются для трубопроводов с высоким давлением.

При выборе тройника важно знать условия среды эксплуатации. Для мало- и среднеагрессивных сред подойдут изделия из углеродистой стали (марки сталь 10, 20, Ст3). При работе с высокоагрессивной средой следует использовать тройники из высоколегированной или нержавеющей стали (15ХМ1, 12Х18Н10Т и т. п.).

Переходы

Переходы используются, когда требуется изменить сечение трубопровода. Эти изделия изготавливаются штамповкой или сварным методом и широко применяются в трубопроводных системах разного назначения. Они подвержены высоким динамическим нагрузкам, работают «на разрыв».

Главные параметры изделия — входной и выходной диаметр, длина тела. Их применяют для уменьшения диаметра трубопровода с целью повышения давления в системе, либо увеличения Ду для получения обратного эффекта.

Виды переходов:

Эксцентричные, у которых входной и выходное отверстие расположены не на единой оси, а немного смещены в сторону. Такие изделия применяются, когда опоры трубопровода находятся не на одной высоте.
Концентрические, у которых отверстия находятся на одной оси.

Методы изготовления:

Ковка или штамповка заготовок с последующей механической обработкой.
Вальцовка листов с последующей сваркой.
Штамповка из листа со сваркой.
Штамповка трубной заготовки.

Они могут монтироваться на трубопровод сварным методом, с помощью фланцев. Фланцевое соединение подходит для систем с высоким давлением, а к трубопроводам малого давления (водо- и теплопроводы) переходы монтируются с помощью сварки.

Фланцы

Фланцы — популярный тип фитингов, используемый в трубопроводных системах для создания разъемного соединения. Выпускаются в форме диска или квадратной рамки, стягивают арматуру или трубы одного диаметра болтами или шпильками.

Чаще всего они применяются в местах подсоединения трубопровода к арматуре, оборудованию с ответными фланцами, либо на участках труб, которые подлежат замене в процессе эксплуатации.

Фланцы бывают резьбовыми и сварными. По ГОСТ 12815 сварные фланцы бывают:

Плоскими, привариваемые двумя швами.
Приварные встык.
Свободные на приварном кольце.

Эти изделия изготавливаются ковкой, штамповкой, литьем, методом вырезки из цельного металла с последующей металлообработкой. Материал — углеродистая (сталь 20, 25), легированная (09Г2С, 10Г2), нержавеющая (12Х18Н10Т, 15ХМ) сталь и так далее. Подбирается исходя из условий эксплуатации и параметров рабочей среды.

Фланцы выпускаются по ГОСТ и ОСТ стандартных размеров и имеют аналогичный с трубами Ду. Для повышения герметичности соединения при установке фланцев используется прокладка из паронита или пластмассы. Ее форма и материал зависит от свойства переносимой среды.

По ГОСТ 18215 различают 8 типов фланцев с уплотнительными плоскостями:

С выступом.
С соединительным выступом.
С шипом.
С пазом.
Под овальную прокладку.
С шип-пазом под прокладку из фторопласта.
С впадиной.
с пазом под линзовую прокладку.

Фланцы отличаются высокой прочностью, химической устойчивостью, теплостойкостью, хорошими показателями упругости. Они монтируются на трубопроводах всех типов, в особенности — на магистралях и трубах с повышенным давлением среды.

Муфты

Эти изделия используются для монтажа разборных и монолитных трубопроводов и представляют собой деталь, у которой внутренний диаметр равен наружному диаметру трубы. Они устанавливаются на трубопровод сверху и стягивают его, обеспечивая герметичное соединение.

Муфты должны быть изготовлены из того же материала, что и трубопровод, на котором они будут установлены. Эти устройства могут быть резьбовыми, клеевыми или сварными — все зависит от метода монтажа на трубопровод.

Существует еще один тип муфт — раструбные. Они предназначены для монтажа в безнапорные трубопроводы (например, в канализацию). Для герметичности соединения применяют резиновые уплотнения.

Заглушки и метизы для монтажа трубопроводных элементов

Еще один элемент трубопроводной системы — заглушка. Он отличается простотой конструкции, но подвергается значительным нагрузкам из-за своего расположения на конце трубы — гидроударам.

Заглушки бывают фланцевыми и эллиптическими, в зависимости от особенностей формы и метода монтажа к кромке трубы. Из-за риска гидравлического удара данные изделия имеют более массивную конструкцию по сравнению с трубами.

Также стоит упомянуть другой соединительный элемент трубопровода — фитинг (короткий отрезок трубы с цилиндрической резьбой по ГОСТ 6357). Он используется для удлинения участка трубы, установки приборов контроля, средств измерений на трубопровод, врезки арматуры.

Применение таких отрезков позволяет выполнять технологический съем узлов, вышедших из строя, без использования газовой резки. Нужно только открутить участок, на котором произошел сбой. Пример — установка радиаторов отопления в помещении производится через фитинги.

Наряду с элементами трубопровода, важно иметь специальные метизы и уплотнительные материалы, необходимые для создания герметичного и прочного разъемного соединения. К таким метизам относятся: болты, гайки, шпильки, фланцевые шайбы, прокладки (резина, фторопласт, паронит, картон, линзовые металлические, ТРГ и т. п.)

Уплотнительные прокладки размещаются в местах стыков труб, а также там, где трубопровод касается опор. Их устанавливают там для предотвращения развития коррозии, изоляции магистральной системы от электрических полей.

Метизы изготавливаются из разных марок стали. Они должны иметь высокую прочность на разрыв, обеспечивать надежность и безопасность эксплуатации системы. Наиболее распространенный материал — легированная сталь с добавлением марганца, хрома и никеля.

Выбор трубопроводных элементов

Важно, чтобы все используемые фитинги были изготовлены по ГОСТ. В этом случае они будут соответствовать по своим габаритам ответным деталям (трубам), а также иметь необходимые физико-химические свойства.

При выборе соединительных деталей нужно учитывать тепловое расширение материала, оно должно быть одинаковым у труб и фитингов. Если планируется приварка элемента, то он должен быть изготовлен из той же марки стали, что и ответный трубопровод. Это необходимо для обеспечения герметичности и надежности системы.

Также при заказе нужно убедиться в наличии всех сертификатов соответствия на продукцию. А перед установкой фитингов требуется оценить их внешний вид на отсутствие механических повреждений, которые могут повлиять на параметры герметичности узла.