Соединительные детали трубопроводов виды и их особенности

Содержание

• 1 Общие сведения
• 2 Виды соединений
  • 2.1 Отводы
  • 2.2 Тройники
  • 2.3 Переходы
  • 2.4 Фланцы
  • 2.5 Муфты
• 3 Вывод

Система трубопровода помимо ровных участков труб обычно имеет всевозможные завороты, ответвления, переходы с одного диаметра на другой и прочие элементы. Для их монтажа используют специальные соединительные детали, которым, собственно, и посвящена данная статья.

Фитинги

Общие сведения

Соединительные элементы трубопроводов или, как их еще называют, фитинги выполняют несколько функций. Помимо того, что они позволяют сформировать нужный элемент трубопровода, к примеру, разветвление или переход, фитинги обеспечивают герметичность стыков и, в то же время, отвечают за надежность системы.

Соответственно, от них зависит и долговечность всего трубопровода. Поэтому к выбору соединительных деталей необходимо подходить не менее ответственно, чем к выбору самих труб. А для этого нужно ознакомиться со всеми существующими их видами, что мы далее и сделаем.

Виды соединений

В первую очередь следует сказать, что соединение трубопроводов бывает двух типов:

• Разъемное – к таким относятся соединения, полученные пайкой, сваркой, прессованием, бетонированием или склеиванием.
• Неразъемное — резьбовое, фланцевое, раструбное и прочее.

Деталь под разборное фланцевое соединение

Виды соединения трубопроводов зависят от материала, из которого выполнены детали, а также от следующих факторов:

• Физико-химических свойств транспортируемого продукта, таких как токсичность, агрессивность, способность к выпадению осадка и пр.
• Условий эксплуатации — необходимость частых разборок, давление в системе, взрывобезопасность и пр.

В зависимости от типа соединения элементов трубопровода, подбираются и соединительные детали. Но, помимо типа соединения, фитинги отличаются по назначению.

Чаще всего в трубопроводах встречаются следующие детали:

• Отводы;
• Тройники;
• Переходы;
• Соединительные муфты.

Теперь подробней рассмотрим их виды и предназначение.

Отводы или поворотные фитинги

Отводы

Основной функцией отводов является изменение траектории трубы и направления рабочего потока. Это вид фитингов является одним из наиболее распространенных при устройстве трубопроводов. Визуально данную деталь можно представить как изогнутый под определенным углом отрезок трубы.

Конечно, в трубопроводах небольшого диаметра выполнить поворот можно путем изгиба трубы своими руками, но если диаметр большой, то  загнуть трубы не получится.

Поэтому отводы применяют в самых разных видах систем:

• В химических трубопроводах;
• Водопроводах;
• Теплотрассах;
• Газопроводах и пр.

Пример использования отводов в газопроводе

По способу изготовления, соединительные отводы трубопроводов различают на:

Гнутые Для этих изделий характерны углы  3 — 90° с градацией в один градус. Изготавливаются они, как не сложно догадаться из названия, путем сгибания холодным способом или под воздействием высокой температуры. Штампованные Изготавливаются путем штамповки заготовок и их последующей сварки. Выполненные методом протяжки (цельнотянутые гнутые) Эти изделия выполняют путем протяжки по рогообразному сердечнику. Особенностью цельнотянутых гнутых отводов является незначительный радиус кривизны. Сварные секционные Выполняются путем сварки обрезков труб.

Сварной секционный отвод

Чаще всего встречаются штампованные отводы и выполненные методом протяжки.

Что касается конструкционных особенностей, то наиболее востребованными являются крутоизогнутые изделия, т.е. обладающие небольшим радиусом и характеризующиеся следующими углами поворота:

• 45 градусов;
• 60 градусов;
• 90 градусов;
• 180 градусов.

В последнее время большой популярностью при монтаже различного вида трубопроводов пользуются нержавеющие отводы, которые изготавливаются из стали, содержащей в своем составе хром. Их достоинством является устойчивость к коррозии и различным агрессивным средам.

Классификацию поворотных соединений также можно выполнить по двум признакам:

• Конструкционному материалу;
• По технологии монтажа данного элемента в трубопроводе.

Для монтажа стальных систем, угловой отвод представляет собой резьбовую муфту, корпус которой загнут под определенным углом. Однако, существуют подобные фитинги и для сварного соединения, в этом случае их внутренний и наружный диаметр равняется внутреннему и наружному диаметру трубопровода.

В полимерных трубопроводах, в зависимости от их типа, соединение бывает сварным и раструбным.

Тройник

Тройники

Данный вид фитингов устанавливают в местах, где необходимо выполнить разветвление трубопровода.

В зависимости от отношения горловины тройника к корпусу тройника, их различают на:

• Переходные — имеют разный диаметр горловины и проходных отверстий корпуса. Применяются на участках, где ответвленный трубопровод отличается диаметром от центрального.
• Равнопроходные тройники – обладают одинаковым диаметром горловины и проходных отверстий корпуса.

Следует отметить, что тройники относятся к тем деталям трубопровода, которые подвергаются большим динамическим нагрузкам и действию давления. Поэтому к ним предъявляются высокие требования относительно надежности и прочности.

Переходной тройник под резьбовое соединение

По области применения, тройники делятся на:

• Изделия для работы в среднеагресивных и малоагрессивных средах — выполняют из углеродистых сталей марок – 10, 20, СтЗ.
• Изделия для работы в высокоагрессивных средах – выполняют из легированных и высоколегированных сталей марок — 5Х5М, 15ХМ1, 12Х18Н10Т и пр. Конечно, цена таких деталей более высокая.

Производители применяют разные способы изготовления тройников:

• Методом литья в формы;
• Путем газовой вырезки деталей и последующей их сварки;
• Путем штамповки цельной поковкой и последующим сверлением отверстий;
• Штамповкой стального листа и последующей сваркой.

Штампосварной переход

Переходы

Переходами называются детали, которые позволяют плавно изменить диаметр трубопровода.

На сегодняшний день представлено множество различных вариантов переходников, которые подразделяются в первую очередь на:

• Штампованные;
• Сварные.

Основной характеристикой переходников является входной и выходной диаметр, а также длина перехода. Кроме того, изделия могут отличаться материалом, из которого они изготовлены.

Пожалуй, наиболее широкое распространение получили переходы из нержавеющей стали, которые используются в следующих сферах:

• Химической — благодаря устойчивости к агрессивной среде;
• Пищевой – благодаря экологичности;
• Энергетической – в результате прочности и долговечности.

Потребность в переходе может быть вызвана самыми разными причинами. К примеру, уменьшение диаметра позволит повысить давление в трубах и, как следствие, увеличить напор. Расширение же позволяет добиться обратного эффекта.

Фланцевый переход

Таким образом, переходы являются ценнейшей деталью для распределения давления и планирования нагрузок на систему. Как и к тройникам, к переходам предъявляются повышенные требования относительно надежности и прочности.

В настоящее время существует несколько способов изготовления этих деталей:

• Ковка кольцеобразных либо штамповка конических поковок с дальнейшей механической их обработкой;
• Вальцовка из листовых заготовок и последующая сварка;
• Штамповка из листовых заготовок и последующая сварка;
• Штамповка из трубных заготовок путем обжима или раздачи.

По способу монтажа, переходы могут быть как разборными, так и сварными.

Фланец с резьбовым соединением

Фланцы

Фланцы представляют собой детали в виде диска (иногда в виде квадратной рамки), предназначенные для соединения труб одинакового диаметра при помощи болтов. Данное соединение используют в первую очередь в местах подключения трубопроводов к оборудованию, которое имеет ответные фланцы, а также на участках трубопроводов, которые в процессе эксплуатации требуют периодической замены и разборки.

Эти детали различаются по способу соединения с трубами.

Они бывают:

• Сварными;
• Резьбовыми.

Схема фланцевого соединения труб из разных материалов

Фланцевые сварные соединения по ГОСТу 12815-80 подразделяются на:

• Плоские приварные (привариваются двумя швами);
• Свободные на приварном кольце;
• Приварные встык.

Для соединения труб, выполненных из легированных сталей, используют свободные  фланцы, которые опираются на отбортованный конец трубы. Соединение на резьбе, как правило, применяют для трубопроводов высокого давления.

На фото – свободные фланцы

Размеры фланцев стандартизированы, что обеспечивает их взаимозаменяемость в трубопроводах.

Это касается:

• Наружного диаметра детали;
• Диаметра болтовой окружности;
• Диаметра и количества болтовых отверстий.

Для герметичности фланцевых соединений, между ними используют специальную прокладку, форма которой зависит от свойства транспортируемой жидкости или газа и давления в системе.

Согласно ГОСТ 12815-80 существует восемь видов уплотнительных плоскостей фланцев:

С выступом;

С соединительным выступом;

С впадиной;

С пазом;

С шипом,

Под прокладку овального сечения;

Шип-паз под фторопластовые прокладки;

Под линзовую прокладку.

Следует отметить, что герметичность соединения во многом зависит от качества прокладок.

Поэтому к ним предъявляются следующие требования:

• Упругость;
• Прочность;
• Прочность;
• Тепловая стойкость;
• Химическая стойкость.

Схема муфтового соединения

Муфты

Соединительная муфта представляет собой деталь, внутренний диаметр которой равен наружному диаметру соединяемых труб. Эти соединения могут применяться как для монтажа разборных, так и монолитных трубопроводов. В первом случае используют резьбовые муфты, а во втором – клеевые или под сварное соединение.

Надо сказать, что в любом случае муфта обеспечивает герметичное соединение. Материал трубопровода может быть любым, самое главное, чтобы он совпадал с материалом муфты.

По сути, муфта является альтернативой фланцевому соединению. К примеру, в стальных трубопроводах она, как и фланцы, позволяет выполнять демонтаж и замену отдельных участков системы. Так как металлические трубопроводы не слишком долговечны, такая возможность является весьма востребованной.

Следует отметить, что существует еще один вид муфт – раструбные, которые применяются в безнапорных трубопроводах, к примеру, в канализационных системах. Соединение в таком случае выполняется при помощи резиновых уплотнителей.

Вывод

Как мы выяснили, даже однотипные соединительные детали для трубопроводов бывают нескольких видов. Поэтому к их выбору следует подходить очень внимательно. Качественные и правильно подобранные детали позволят увеличить срок эксплуатации трубопровода.

Из видео в этой статье можно получить дополнительную информацию по данной теме.