Виды соединений и технология монтажа полиэтиленовых труб

При устройстве водопроводных сетей встает вопрос о соединении полиэтиленовых труб между собой и с водозапорной арматурой.

В зависимости от функционального назначения соединения разделяют на две группы:

- неразъемные, т.е. такие, разборка которых при эксплуатации не требуется
- разъемные, которые можно разобрать в течение срока эксплуатации.

Неразъемное соединение труб из полиэтилена (PE) производится при помощи стыковой сварки, сварки электрофузионной муфтой (муфтой с закладными электронагревателями).

Разъемное соединение производится при помощи обычных стальных фланцев (фланцевое соединение).

На малых диаметрах применяются цанговые соединения при помощи компрессионных фитингов.

Завод Казаньоргсинтез производит полный ассортимент соединительных деталей: отводы сварные, тройники сварные равно- и неравнопроходные, крестовины, переходы, втулки под фланец, используя которые возможно создание водопроводных сетей любой конфигурации.

Стыковая сварка (сварка встык) — достаточно сложный технологический процесс, требующий высокой квалификации персонала и специального сварочного оборудования. Хорошая свариваемость является одним из важнейших факторов, определяющих широкое применение труб из ПНД. Качественная сварка встык выполняется одним сварным швом и обеспечивает его равнопрочность с остальной трубой. Стыковая сварка наиболее популярна, так как не требует дополнительных деталей.

Важно, что соединение, выполненной методом стыковой сварки не только наиболее экономичное
но и равнопрочное с остальной трубой.
Это значительно упрощает дальнейший монтаж.

На снимке видно, что применяемые к трубопроводу механические напряжения равномерно распределяются на всю длинну участка.

Сварка нагретым инструментом встык применяется как для соединения труб между собой, так и для сборки с соединительными деталями.

Электромуфтовое соединение -соединение, выполненное с применением электромуфты (муфты с закладными электронагревательными элементами) рассчитано на давление до 16 Атм.

Электромуфтовое соединение экономически является более затратным, чем стыковая сварка. Однако, в условиях повышенной стесненности, когда невозможно размещение габаритного аппарата для стыковой сварки электромуфтовая сварка становится незаменимой.

Наиболее популярная простая электромуфта используется для соединения двух труб в прямолинейный участок. Однако, применяются и электрофузионные тройники, седловые отводы и т.д.

Соединения, выполненные с применением электромуфт часто применяются при монтаже трубопроводов небольшого диаметра из труб, поступающих в бухтах. Электромуфты такого (до 110мм) диаметра имеют доступную цену и, учитывая их применение в небольшом количестве, делают электромуфтовую сварку поступающих в бухтах труб экономически сравнимой со стыковой.

Процедура сварки электрофузионной муфтой

Электромуфта и заренее подготовленные трубы позиционируется строго по одной оси. Подготовка труб включает удаление загрязнений и снятие поверхостного слоя в местах сварки.

Подключается подающий ток аппарат. Закладные электроэлементы муфты начинают нагреваться и расплавлять окружающий материал.

Область расплавленного полиэтилена в электромуфте увеличивается и нагрев передается к поверхности трубы, которая тоже начинает плавиться.

Нагретая труба увеличивается в диаметре и расплавленный полиэтилен, ограниченный в пространстве своего расширения диаметром электромуфты получает требуемое для сварки давление.

Питающая аппаратура может быть отключена. Электромуфтовое соединение, ставшее гомогенным, будет готово по истечении времени, необходимого для остывания. Однако питающая аппаратура самого высокого класса может самостоятельно проводить весь цикл сварки и заносить данные в специальный электронный протокол, который затем может быть распечатан.

Муфтовые электрофузионные соединения широко применяются при монтаже газопроводов. Процесс электромуфтовой сварки подтверждается специальным электронным протоколом, который может быть распечатан.

Итак, применение деталей с закладными нагревательными элементами (сварка электромуфтой) особенно эффективно при использовании длинномерных отрезков ПЭ труб (диаметры 25-110 мм). Кроме того, сварку фитингами с закладными нагревательными элементами используют при ремонтных работах, работах в стесненных условиях и врезках в действующие трубопроводы.

Процедура сварки электрофузионной муфтой может иметь дополнительные стадии. В частности, при сварке труб больших диамеров (н-р 630мм) требуется дополнительная процедура предпрогрева. Сварка муфты с каждой из двух труб происходит последовательно. Сначала выполняется полный цикл сварки половины электромуфты с первой из труб. Затем вторая половина электрофузионной муфты сваривается с оставшейся трубой. Каждая сторона электромуфты большого диаметра имеет отдельное подключение своей спирали к питающему аппарату.

Фланцевые соединения — наиболее распространенный вид разъемных соединений. Соединение выполняют с помощью втулок под фланцы, привариваемых к торцам полиэтиленовых труб, и накидных металлических фланцев.

Фланцевое соединение является наиболее применяемым разъемным соединением при создании трубопроводов из полиэтиленовых труб.

Компрессионные фитинги для труб малых диаметров (50 мм и менее), т.е. там, где фланцевые соединения, соединения методом стыковой сварки экономически нецелесообразны или практически невозможны, используются компрессионные фитинги (обжимные фитинги, цанговое обжимное соединение).

Цанговые обжимные соединения рассчитаны на давление до 25 Атм. В этих соединениях стойкость к механическим нагрузкам обеспечивается за счет врезания в трубу зубьев разрезной пластмассовой втулки, а герметичность — резиновым уплотнительным кольцом.

Компрессионные фитинги широко применяются как при соединении полиэтиленовых труб между собой, так и при соединении полиэтиленовой трубы с трубой из другого материала. Например, при замене изношенного участка стального трубопровода полиэтиленовой трубой компрессионный фитинг успешно соединяет полиэтиленовую трубу с металлической.

Существуют разные методы сварки полиэтиленовой трубы, но в настоящее время сварка встык нагретым инструментом является наиболее эффективным и универсальным способом соединения полиэтиленовых труб. Этот способ позволяет соединять трубы непосредственно друг с другом или с соединительными деталями. Трубы, соединенные сваркой, имеют не меньшую прочность, чем до выполнения соединениях, таким образом, сваренный трубопровод можно сравнить с однородной трубой. Стоит отметить, что качество сварного соединения зависит не только от сварочно-монтажной установки, но и от квалификации сварщика. Техника сварки гарантирует, что по всей длине трубопровода сохранится присущая полиэтиленовым трубам гибкость. Можно соединить участок монтируемого трубопровода на поверхности земли, а затем уложить его в траншею. При такой процедуре не возникает никаких проблем, независимо от того, предусматривается ли проектом традиционная укладка труб, укладка трубопровода открытым способом или бестраншейная реновация.

Сварка встык нагретым инструментом — это технология, которая многие годы применяется для соединения труб из полиэтилена диаметром 63 мм и более. Концы свариваемых труб и (или) соединительных деталей устанавливают в центраторе машины для стыковой сварки. После выравнивания и фиксации торцы труб очищают от грязи, пыли чистой х/б салфеткой, далее свариваемые поверхности подвергаются механической обработке при помощи торцующего устройства. При получении равномерной стружки толщиной не более 0,5 мм торцующее устройство извлекается и проверяется взаимная параллельность торцов труб. В случае если между свариваемыми поверхностями имеется зазор, превышающий допустимое значение, операция торцовки производится повторно. Далее производят нагрев торцов свариваемых труб и (или) соединительных деталей с применением нагревательного инструмента на поверхность которого нанесено антипригарное покрытие. После завершения оплавления и нагрева торцов, свариваемые поверхности разводят и из зоны сварки извлекают нагревательный элемент. В течении небольшого промежутка времени свариваемые поверхности смыкают и начинают равномерный подъем давления прижима, до установленного значения. С данным давлением свариваемый шов выдерживается заданный промежуток времени, в течении которого происходит охлаждение стыка. О качестве сварного соединения можно судить по образованному шву, по высоте, ширине и внешнему виду грата.