Соединение труб: разновидности стыковок, их характеристики и особенности

На сегодняшний день существует множество вариантов для того, чтобы соединить трубы в трубопроводных конструкциях. Выбор соединения зависит от различных факторов, однако в первую очередь играет роль материал, из которого изготовлены элементы коммуникации. Вторым важным фактором является тип рабочей среды. А также стоит отметить, что большую роль играют эксплуатационные условия трубопровода.

Способ соединения выбирается в зависимости от вида труб, их диаметра и назначения будущего трубопровода

Виды соединений

Все существующие трубные соединения подразделяются на две основные группы:

• разъёмные;
• неразъёмные.

Использование разъёмных соединений позволяет в случае необходимости разбирать стыковой участок. Благодаря этому свойству можно проводить ремонт и замену стыка без нарушения целостности труб. К разъёмным стыкам относятся резьбовые соединители (фитинги) и фланцы.

В случае с неразъёмными сочленениями разобрать трубопровод можно, однако, это приведёт к повреждению материала труб. Наиболее популярным вариантом неразборного соединения трубопроводов является сварка. Кроме этого, существует ещё ряд способов: склеивание, прессование, монтаж раструба при помощи цементного раствора.

Все вышеперечисленные методы являются довольно популярными и применяются для того, чтобы выполнить соединение трубопроводов, транспортирующих различные среды: водопроводов, отопительных коммуникаций, газовых сетей, канализационных систем, а также промышленных и технических магистралей.

Сварные соединения

Сварка — очень популярный метод стыковки отдельных частей в трубопроводной конструкции. Особенно этот способ востребован при монтаже технических коммуникаций на производствах.

Для монтажа стальных трубопроводов чаще всего применяется метод горячей сварки

Стоит отметить, что посредством сварки могут соединяться не только отдельные детали в металлических конструкциях, но и пластмассовые изделия. В некоторых случаях сварку используют и для стыковки стеклянных деталей.

В зависимости от способа воздействия на материал, выделяют два основных способа такого соединения:

• сварка с помощью плавления;
• сварка давлением.

Сваривание плавлением имеет множество вариантов реализации:

• электродуговая;
• простая электрическая;
• электролучевая;
• лазерная;
• сварка газом.

Самым востребованным, среди этих вариантов можно назвать первый. Использование электродуговой сварки подразумевает то, что источником нагрева является электрическая дуга. Данный тип работ может выполняться двумя способами:

• с переменным током;
• с постоянным током.

Полезная информация! Стыковая сварка соединяемых элементов трубопровода позволяет провести работу с меньшими финансовыми затратами. Это обусловлено тем, что сварочное оборудование менее дорогостоящее, а также требует меньше энергозатрат при монтаже.

Сварка металла может производиться электрическим или газовым оборудованием

Такой вид монтажа может проводиться с использованием различного оборудования, поэтому можно выделить три типа сварки:

• ручная;
• полуавтоматическая;
• автоматическая.

Виды сварных соединений

Существуют разные способы сварки отдельных деталей в трубопроводных коммуникациях. Рассмотрим их:

• встык;
• внахлёст;
• угловое;
• с привариванием различных элементов.

Наиболее востребованными и распространёнными являются следующие соединения с помощью сварки:

1. Стыковое (продольное и поперечное). При данном варианте сварки могут использоваться подкладные элементы — кольца. Шов в таких стыках может быть одно- и двусторонним. Последний применяется в тех случаях, когда деталь имеет большие показатели сечения — более 500 мм.
2. Угловое (одностороннее и двустороннее). Такой вариант можно выполнить по-разному. В некоторых случаях угловые сочленения сваривают со скосом кромки, а в некоторых — без него.
3. Раструбное сварное сцепление внахлёст. Раструбное соединение используется для того чтобы стыковать элементы трубопроводов, имеющих высокий коэффициент пластичности. К ним можно отнести детали из цветных металлов, а также пластиковые элементы.

Кроме этого, посредством сварки соединяют и квадратные трубы, которые используются в строительстве и производстве различной мебели. Для монтажа трубопроводов они не подходят. Это связано с формой их сечения — оно ухудшает пропускные характеристики, в то время как круглое является наилучшим вариантом для трубопроводных конструкций.

Сварка встык применяется для труб, диаметр которых превышает 50 мм

Правила работы

При соединении труб методом стыковой сварки необходимо соблюдать следующий порядок производства работ:

1. Подготовить трубы и зачистить кромки.
2. Разложить элементы на сборочном оборудовании.
3. Центрировать и придать взаимное расположение деталям для обеспечения нужной длины зазора.
4. Приступить к процессу сварки стыка.

Необходимо начинать сварочные работы сразу после прихватывания. Если труба сделана из низколегированной перлитной стали, стыковая сварка должна производиться не позже, чем через 4 часа после выполнения прихваток.

Если толщина деталей составляет более 5 миллиметров, выполнять сварочный шов необходимо, как минимум, за два подхода. Какой бы из вариантов многослойной сварки не был применён, стыки участков нужно смещать относительно нижних слоёв и закрывать на конкретном расстоянии.

Для автоматической сварки под флюсом необходимо не меньше 50 миллиметров, для механизированной и ручной – не меньше 15 миллиметров. Предварительно производится очистка от остаточных фрагментов плавленого металла и окалин и проверка на прожоги и трещины.

Нормативы контактной сварки

Для такого сложного процесса, как стыковая сварка, требуется абсолютное знание и соблюдение правил и требований.

Процесс контактной сварки

Нормы, согласно которым ведётся соединение труб, определяются по СНиП 2.04.08-87:

1. Установка предполагает сдвиг крайних кромок трубопроводов. Для верного расчёта этого показателя используется формула: 0,15S + 0,5 мм, где под S имеют виду толщину стенок трубы.
2. Контактная сварка электродами и флюсом регламентируется ГОСТ 16037-80. При неудовлетворительном состоянии швов работу необходимо переделать.
3. Соединение кромки труб разрешается только с фасками не более 5 мм.
4. При минусовой температуре сборка и ремонт трубопроводов запрещён.Но при возникновении острой необходимости необходимо подогревать монтажные материалы.
5. На толщине стенок от 6 мм ручная сварка встык производится двойным швом. Для меньших размеров допускается один слой.
6. Временные нормы проведения сварки пластиковых и металлических трубопроводов исходят из материала трубы. Значительную роль играет и мощность инвертора, которым совершается обработка.

Резьбовые соединения

А что же делать в тех случаях, когда нет возможности провести сварные работы? Способов стыковки элементов трубопровода без использования сварки довольно много. Наиболее популярным вариантом считается резьбовой монтаж. Резьба на трубах выполняется с помощью нарезки на специальных станках или обыкновенной плашкой. При необходимости нанесения резьбы на изделие с тонкими стенками используют способ накатки.

Если соблюдать все правила установки резьбового сочленения, то получится прочная и герметичная конструкция. Рассмотрим основные достоинства использования такого соединения:

• удобство монтажа.
• возможность ремонта или замены без повреждения трубопровода;
• установка производится без использования специального оборудования.

Кроме этого, существует несколько параметров резьбы, которые определяют её эксплуатацию:

• шаг нарезки;
• глубина;
• направление.

Шаг определяет дистанцию между вершиной витка и его основанием. Глубина является параметром, который определяется так: измеряется расстояние между основанием витка и его вершиной. Направление резьбы — важный момент, игнорируя который можно столкнуться с проблемами при монтаже трубопроводной конструкции. У резьбы существует два направления:

• правое;
• левое.

Многие разновидности труб оснащаются резьбой, они применяются там, где нужно создать надежное, но разъемное соединение

Правила установки и замены

Рекомендую перед покупкой материала замерить и рассчитать необходимое количество труб и фитингов. Лучше всего начертить схему разводки прямо на стене, это будет нагляднее.

В угловых сопряжениях неразъемные пресс-фитинги ставят, как правило, в труднодоступных местах. Обжимные быстросъемные соединения, наоборот, устанавливают в местах с легким доступом для проведения подтяжек. Они не подлежат замоноличиванию в стены.

Важно подготовить отводы и комплектующие к монтажу. Перед установкой проверяют качество фитинга и трубы. На срезе отвода должны отсутствовать повреждения или следы расслоения. На элементах соединителя недопустимы сколы или трещины. Обязательно проверяют пригодность резьбы.

Подтекать обжимные соединения часто начинают из-за усадки уплотнительных колец. Ремонт фитинга в таком случае заключается в замене колец. Обычно в резьбовых выемках на устройстве размещено два кольца. Непригодные снимают, на их место надевают новые.

Здесь есть свои нюансы. Первое кольцо надевают на верхнюю выемку. Не надо стараться опустить его ниже: это только повредит резину. Достаточно второе кольцо протянуть по резьбе ниже, оно свободно проходит по уже насаженному уплотнителю и легко усаживается на нижнюю выемку резьбы фитинга.

Технология монтажа

При резьбовом соединении основные усилия затрачивают на нарезку резьбы на трубе. Применяют, как правило, плашки. На стальных трубах нарезают резьбу с запасом на 1-2 нитки. Перед накручиванием резьбу обматывают льняной прядью и смазывают сантехнической пастой.

Для монтажа обжимного соединения трубу обрезают, металлопластиковую калибруют, снимают фаску. Затем надевают на отвод гайку, обжимную гильзу и вставляют трубу в уголок до упора, сохраняя при этом целостность уплотнительных колец внутри соединителя. Аккуратно рукой навинчивают гайку. Затем уже рожковым ключом затягивают соединение, обычно хватает одного оборота.

Другие разновидности стыковки труб без помощи сварки

Использование резьбовых соединений — наиболее популярный и распространённый метод монтажа трубопроводных конструкций без применения сварки. Однако существуют и другие виды соединения труб, на которые стоит обратить внимание.

Выбор способа, как правило, зависит от материала, из которого изготовлен трубопровод. Все трубы можно условно разделить на два вида:

• гибкие;
• жёсткие.

К первой группе относятся изделия, которые состоят из различных полимерных материалов: полипропилена (ПП), полиэтилена (ПЭ), а также металлопластиковую продукцию. Вторая группа не обладает такой пластичностью и включает в себя: стальные, чугунные, поливинилхлоридные (ПВХ), медные и т. д.

Важно! При монтаже гибкого трубопровода требуется больший охват материала трубы для обеспечения надёжного соединения, чем при реализации сочленений в жёстких трубопроводах.

Металлопластик

Для соединения металлополимерных труб существует два типа фитингов.

Компрессионные

Устройство

Предназначенный для соединения с трубой элемент состоит из штуцера с резиновыми уплотнительными колечками, разрезного кольца и накидной гайки. Материал — латунь (с хромированием и без него).

Соединение выполняется так:

1. Труба калибруется (ее концевой части придается идеально круглая форма).
2. С внутренней поверхности конца трубы снимается фаска.
3. На нее сгоняется накидная гайка, затем надевается разрезное колечко.
4. Внутрь трубы до упора вставляется штуцер.

Важно: старайтесь не сместить при этом резиновые кольца. Они должны остаться между штуцером и трубой.

1. Разрезное кольцо сгоняется на самый край трубы.
2. Накидная гайка заходит на резьбу и с умеренным усилием затягивается, сдавливая колечко внутри и обжимая при его посредстве трубу на фитинге.

И здесь мы наблюдаем всевозможные переходы на разные диаметры металлопластика, резьбовые соединения и другие типы труб.

Здесь представлена часть фитингов этого типа.

Особенности

Соединения выполняются предельно легко с абсолютным минимумом инструмента; однако применять этот тип фитингов на горячей воде и отоплении не стоит. Через несколько циклов нагрева и охлаждения (особенно при сместившихся резиновых уплотнителях) соединения начинают течь. Впрочем, течь можно прекратить, повторно подтянув накидную гайку.

Пресс — фитинги

Соединения с их помощью лишены описанной выше проблемы. Вместо разрезного кольца и накидной гайки трубы фиксируется на фитинге обжимом широкого стопорного кольца. Пресс-фитинги можно смело использовать на отоплении; однако для монтажа в этом случае потребуется специальный инструмент.

Эти элементы можно смело ставить на отопление и горячую воду.

Соединение гибких труб без сварки

Зачастую, чтобы провести монтаж трубопровода без применения сварочной аппаратуры используются специальные соединительные элементы — фитинги. Фитинги для гибких трубопроводов должны обладать большим охватом для выполнения надёжного и герметичного стыка.

Компрессионные фитинги позволяют получить герметичное соединение без проведения сварочных работ или нарезания резьбы

Как правило, фитинги применяются в гибких трубопроводах, которые обладают небольшими или средними показателями сечения (от 20 до 315 мм). Для деталей с диаметром выше 315 мм фитинговое сочленение не является целесообразным. Это связано с тем, что надёжность такого соединения довольно низкая.

Для стыковки полиэтиленовых изделий низкого давления (ПНД) в основном используют специальные компрессионные фитинги. Стыковка отдельных элементов в трубопроводной конструкции при помощи компрессионных изделий позволяет провести быстрый монтаж, который также отличается бюджетностью и простотой.

Однако компрессионные изделия используются чаще всего для соединения труб небольшого диаметра. Трубы средних диаметров соединяются с помощью муфт. Муфта является, пожалуй, наиболее распространённым вариантом фитинга.

Методика газовой сварки

Суть процесса – прогревание торцов соединяемых элементов в пламени газокислородной смеси с одновременным наполнением пространства между соединяемыми деталями веществом специально плавящегося металлического прутка.

Несмотря на достаточную надёжность такого метода, прочность и другие механические свойства полученного сварного шва будут хуже, чем после электродуговой сварки. Однако именно этот способ применяется при необходимости соединить элементы малого размера, например, труб с небольшими диаметром и толщиной, вплоть до 3,5 мм.

Соединение жёстких труб без сварки

Как уже было сказано выше, неэластичные трубы зачастую стыкуются с помощью резьбы. Но существуют способы, которые позволяют соединять отдельные элементы жёстких трубопроводов без использования сварки и резьбы. Стыковку без сварочного оборудования разрешается производить на деталях с диаметром до 600 мм.

Если нет возможности нарезать на жесткой трубе резьбу или применить для стыковки сварку, то трубопровод монтируется при помощи муфт

Для того чтобы произвести монтаж жёсткой конструкции без использования сварочного оборудования, как правило, применяют муфты. Муфтовое сочленение позволяет соединять следующие варианты труб:

• равные по диаметру;
• с разным диаметром;
• из различных материалов.

Соединение, полученное с помощью такого фитинга, отличается высокими прочностными характеристиками и хорошей герметичностью. В случае, если необходимо произвести соединение двух труб без использования сварки и резьбы, как правило, используют специальные приспособления — фланцы. Они же широко применяются для подключения к трубам разнообразного оборудования.

Фланцевые соединения рекомендуется использовать в тех случаях, когда конкретный участок трубопровода нуждается в частых проверках или в периодическом ремонте. Это связано с тем, что такое сцепление легко разобрать и собрать. Оно включает в себя:

• два соединяющихся фланцевых элемента;
• уплотнительное кольцо;
• гайки и болты.

Стальные водогазопроводные трубы

Резьбовые фитинги

Это наиболее традиционное и привычное решение. Именно на элементах этого типа собирались водопроводы и системы отопления еще в начале двадцатого века.

К слову, автору доводилось разбирать стояки отопления в сталинках, собранные на чугунных уголках из оцинковки; и трубы, и сами фитинги находились в идеальном состоянии после полувека эксплуатации. Надо признать, что сочетание оцинкованных стальных труб с резьбовыми фитингами — крайне надежный и долговечный способ соединения.

Какими они бывают? Собственно, выбор форм невелик: уголки выпускаются с наружной и внутренней резьбой, а так же с комбинацией того и другого типа. В продаже несложно найти и уголки-переходники с одного диаметра на другой.

Несколько вариантов исполнения уголков на резьбах.

Материал

Резьбовые уголки изготавливаются из:

• Чугуна. Наиболее надежный и долговечный материал (в первую очередь из-за большой толщины стенок, компенсирующей хрупкость чугуна). Не прикипает к стальным трубам и легко демонтируется даже после десятилетий эксплуатации.
• Латуни (иногда хромированной). Стенки тоньше, соответственно несколько меньше прочность. При сборке стоит избегать избыточных усилий.
• Черной стали. Коррозия и закипание резьб — проблемы этого материала. В плюсы можно записать высочайшую прочность: стальные уголки смело можно использовать, к примеру, в гидравлических системах высокого давления.
• Уголки из нержавейки лишены проблем черной стали; при этом они в полной мере обладают ее прочностью. Цена таких изделий, однако, довольно высока.
• Наконец, китайские изделия из силумина (порошкового металла) исключительно дешевы; но покупать их категорически не стоит. Около половины фитингов этого типа разрушается еще при сборке.

Как видите, силумин — не лучший выбор.

Особенности

1. Нарезка резьб под эти фитинги своими руками — процесс довольно трудоемкий. Кроме того, вам придется очень точно отмерять длину патрубков и количество ниток резьбы: монтаж внатяжку с большой вероятностью приведет к повреждению уголка.
2. Резьбы на водопроводах и отоплении требуют герметизации. Подмотка наматывается перед сборкой по ходу резьбы. Лучшие варианты — сантехнический лен с краской или герметиком и полимерная герметизирующая нить.

Обратите внимание: лента ФУМ — не лучший выбор для герметизации резьб. При минимальном обратном ходе (к примеру, при попытке выставить вентиль в удобное положение) соединение, герметизированное ей, начинает течь.

Компрессионные фитинги

Они распространены в меньшей степени, однако часто выручают в проблемных случаях.

В каких именно?

• Иногда к трубе проблематично подобраться для нарезки резьбы. Разбивать участок перекрытия или стены ради одного резьбового соединения не всегда хочется.
• Тонкостенные трубы после нарезки резьбы в ее впадинах становятся настолько тонкими, что их эксплуатация под давлением просто опасна.
• Наконец, если в силу каких-то причин невозможна замена участка трубы, заметно разрушенного коррозией — и здесь выручит компрессионный фитинг. Попытка нарезать резьбу на ржавой трубе с большой вероятностью приведет к ее разрушению.

Как устроены интересные нам элементы? Внутри латунного или пластикового корпуса находится силиконовое или резиновое уплотнительное кольцо; когда при вставленной внутрь стальной трубе оно зажимается фиксирующей гайкой, уплотнитель плотно обжимает стальную поверхность. При этом обеспечивается и механическая фиксация, и полная герметичность.

Тройник с двумя компрессионными и одним резьбовым соединениями.

Особенности есть и здесь.

1. В отличие от резьбы, нарушить такое соединение достаточно сильным рывком вполне реально.
2. Труба нуждается в тщательной зачистке поверхности от малейших неровностей, ржавчины и краски.

Нестандартные способы соединения труб

Кроме традиционных методов стыковки труб, которые являются наиболее распространёнными, существуют и некоторые специальные методы монтажа. Трубы тоже могут быть выполнены из нестандартного материала, который требует специального соединения.

При помощи раструбов чаще всего выполняется соединение канализационных систем

Рассмотрим такие способы стыковки:

• склеивание;
• раструбная стыковка;
• быстроразъемные соединения.

Первый вариант используют в случае, если конструкция выполнена из пластмассы. Метод склеивания позволяет получить прочное и герметичное неразъёмное соединение. Стыковка труб этим способом выполняется посредством нанесения на них специального клея.

Раструбное соединение используется, как правило, при монтаже канализационных систем безнапорного типа. В таких системах сточные воды движутся естественным путём под наклоном, без использования специального насоса. В зависимости от того, из какого материала сделан такой трубопровод, может быть разъёмное и неразъёмное раструбное соединение. Разъёмный вариант раструбного сцепления применяется при монтаже пластиковых коммуникаций, а неразъёмный — при монтаже чугунных труб. Уплотнение раструба в чугунных конструкциях производится с помощью цементного состава или специальными герметиками.

Полезная информация! Быстросъемные или же быстроразъемное соединение устанавливается в том случае, если эксплуатационные особенности коммуникации требуют её частой разборки.

Рассмотрим основные варианты быстроразъемных соединений:

• хомуты, оснащённые фиксирующим клином;
• кулачковое (Camlok);
• соединение ISO.

Гибкие трубы и шланги можно соединять при помощи быстроразъемных фитингов, например таких, как Camlok

Такие варианты сцеплений просты в установке и обладают хорошими прочностными характеристиками.

Стоит также отметить, что для стыковки труб, которые эксплуатируются в промышленных целях, используют такие сочленения:

• ниппельное;
• телескопическое;
• шарнирное.

Первый вариант применяют в тех случаях, когда необходимо соединить трубы с какой-либо измерительной аппаратурой, а второй — при стыковке жёстких труб, оснащённых гибкими элементами. Шарнирный тип применяют в строительстве сложных по форме магистралей. Такое соединение позволяет компенсировать эффект закручивания трубопровода.

Поворотные фитинги

Отдельно от всех остальных мы рассмотрим поворотный угловой фитинг. Что это такое?

Перед нами сравнительно сложный элемент, который обеспечивает в системе высокого давления герметичность при подвижном сочленении элементов.

Зачем это нужно

Примеров можно привести довольно много:

1. Гидравлические приводы. К примеру — гидроцилиндры, поднимающие нож бульдозера и их соединение с шлангами высокого давления.
2. Пожарные рукава, которые могут разматываться без изломов в произвольно направлении от щита.
3. Заправочные станции с их пистолетами на каждой колонке.
4. Автомойки, в которых через шланги с подвижным подключением подается вода (часто с моющими средствами).

Устройство

В сущности, метод герметизации подвижных соединений известен давно. В простейшем варианте для него служит набивка масляным или графитовым сальником. Именно так, к примеру, до сих пор герметизируются валы насосов в подкачках холодного водоснабжения.

Основная проблема сальников — быстрый износ. Насосам, пробковым и винтовым вентилям и прочим устройствам нужна периодическая набивка уплотнения.

В современных поворотных фитингах используются материалы с куда большей износостойкостью. Чтобы понять, как устроены предназначенные для небольших нагрузок фитинги — загляните внутрь открытого шарового крана. В нем герметичность подвижного элемента с лазерной обработкой поверхности обеспечивает уплотнитель из износостойкого пластика с минимальным коэффициентом трения.

При высоких нагрузках (прежде всего, при большом прилагаемом к фитингу усилии) он комплектуется подшипниками качения. В этом случае износ герметизирующего соединение пластика многократно уменьшается.

Простейшая реализация углового поворотного фитинга. Такая схема, конечно, не предназначена для больших эксплуатационных нагрузок.

Особенности соединения профильных труб

Профильные трубы обладают хорошей прочностью и относительно небольшим весом, поэтому они часто используются для монтажа каркасных конструкций, а также в других строительных целях.

По форме профильные трубы могут быть:

• прямоугольные (наиболее распространённая форма);
• квадратные;
• овоидные (овальные);
• другие (более сложные формы).

Наиболее надежный способ создания конструкций из профильных труб — это крепление их при помощи сварки

Для соединения квадратных труб, как правило, используют электродуговую сварку. А также существуют специальные соединения, которые реализуются с помощью болтов и заклёпок. Стыковка квадратных и прямоугольных труб производится одними и теми же способами.

Кроме этого, к таким трубам можно стыковать различные детали. Такая стыковка проводится с использованием самонарезающих шурупов. Данные элементы не требуют выполнения предварительных отверстий.

Преимущества и недостатки

Достоинства углового фитинга:

• Позволяет избежать трудоемкой и затратной операции по изгибу трубы, а во многих случаях успешно заменяет ее.
• С его помощью создается надежное соединение, которое прослужит весь срок действия системы.
• Фитинговые соединения просты в монтаже, не требуют сварочных работ, высокой квалификации монтажника.
• Низкая стоимость.

К недостаткам эксперты относят:

• Возможность протечек при неправильном монтаже или бракованной продукции.
• Восприимчивость к механическим воздействиям (ударам, вибрациям).

Соединение профильных труб без сварки

Стыковка профильных труб может выполняться и без применения сварочного оборудования. Как соединить профильные трубы без сварки:

• использование краб-системы;
• фитинговая стыковка.

Краб-система для труб состоит из стыковочных скоб и фиксирующих элементов. Соединение в таком случае выполняется с помощью гаек и болтов и в конечном виде образуют «Х», «Г» или «Т»-образную конструкцию профиля. Таким соединением можно состыковать от 1 до 4 труб, но только под прямым углом. По прочности они не уступают сварным швам.

Фитинговая стыковка используется в случае когда необходимо выполнить ответвление от основной трубы. Существует несколько разновидностей соединителей для труб, которые позволяют монтировать заготовки в различных конфигурациях. Основные из них:

• муфта;
• уголок;
• тройник;
• крестовина.

Краб-системы чаще всего применяют при монтаже несложных уличных конструкций, таких, как теплица или навес

Типы сварки и их отличия

Сварка — это физико-химический способ соединения отрезков трубопровода, который образует герметичное соединение двух участков конструкции. Это происходит или с помощью сплавления или же благодаря пластической деформации под давлением. Технология формирования сварного шва может быть разной в зависимости от типа сварки:

• горячая;
• холодная.

По методу исполнения этот процесс может быть:

• ручным;
• автоматическим.

Ручной метод подразумевает, что все этапы сварочных работ выполняются человеком. Автоматический метод производится с помощью специальных станков. При автоматической сварке все этапы механизированы и не требуют человеческого вмешательства, однако, на стадии подготовки мастера вносят необходимые настройки, задавая сварочную программу. Цена на такие станки довольно высока и, поэтому их используют крайне редко, как правило, на больших предприятиях, которые выполняют большие объёмы работы.

На сегодняшний день существует около 50 видов сварки и огромное разнообразие сварочного оборудования. Наиболее распространёнными видами на сегодняшний день являются:

• электросварка;
• холодная;
• газовая;
• диффузная.

Электросварка требует применения специального оборудования, работающего от электросети

Электросварка

На сегодняшний день использование электросварки является наиболее популярным методом. Хотя ещё несколько лет назад первенство отводилось газовым горелкам. Такая популярность электросварки обусловлена простотой и низкой стоимостью проведения работ. Часто её называют дуговой или контактной. По типу прилагаемых усилий её относят к дуговой группе термомеханических работ.

Чтобы выполнить такую работу, потребуется инвертор или трансформатор. Эта аппаратура выполняет следующую функцию — подаёт заряд на электрод. Электродом обрабатывают края свариваемого элемента. При соприкосновении материалов образуется дуговой электрический заряд огромной мощности. Эта реакция сопровождается выделением высоких температур, что и дает возможность заниматься обработкой трубы.

Слой обмазки (покрытия) электрода позволяет поддерживать во время работы специальные условия, которые препятствуют поступлению кислорода в место плавления.

Рассмотрим, от каких факторов зависит ширина шва:

• от толщины электрода;
• от материала свариваемых изделий;
• сварочные устройства могут включать в себя разные режимы сварки, что тоже влияет на характеристики шва;
• от скорости движения дуги и напряжения в сети.

Вышеперечисленные параметры определяют не только характеристики сварного шва, но и на количество шлаков, образовываемых во время сварки.

Важно! Стоит запомнить, что образованные шлаки подлежат удалению.

Электросварка труб считается более дешевой, чем газовая, однако, на создание шва таким способом уходит большее количество времени. К другим преимуществам электросварки можно отнести:

• функциональность;
• универсальность.

Электросварку невозможно осуществить без электродов, размер которых выбирается в зависимости от типа обрабатываемых труб

Выбор электродов

Сварные швы могут быть разными, как правило, их качество зависит от того, какой именно электрод был использован для сварки труб. Выбор электрода зависит от нескольких важных факторов:

• материал, из которого изготовлена труба;
• показатель сечения трубы;
• толщина стенки.

Полезная информация! Для тонкостенных труб используют электроды с толщиной 2–3 мм. Сварка толстостенных труб производится электродами диаметром 4–5 мм.

Все электроды отличаются в зависимости от толщины обмазки. Процентное соотношение массы обмазки к общей массе электрода может колебаться от 3 до 20%. Слой обмазки, нанесённый на стержень электрода, создаёт необходимую среду, при которой процесс проходит без доступа кислорода. Существует определённая закономерность — количество шлаков, влияющих на качество шва, зависит от толщины слоя обмазки.

При выборе электрода необходимо учитывать все вышеперечисленные параметры. Для получения качественного шва следует обращать внимание на многие факторы, влияющие на совместимость разных типов электродов с трубами.

Холодная сварка

Холодная сварка для труб регламентируется соответствующей документацией и является методом получения неразъёмных, герметичных соединений. Этот метод исключает нагрев свариваемых деталей, а сама стыковка выполняется благодаря деформации. Холодная сварка производится за счёт давления, оказываемого на детали. В результате такой сварки происходит разрушение оксидной прослойки и соединение выполняется на атомарном уровне (диффузия атомов).

Холодная сварка осуществляется на специальном оборудовании в промышленных условиях

Такая сварка подразделяется на три типа в зависимости от технологии:

• точечная;
• шовная;
• стыковая.

Холодная точечная сварка проводится с использованием пуансона. Пуансон является устройством, которое выполняет прессовку материалов. Второй тип — шовная сварка, выполняется двумя способами: сварка по всей длине и выполнение сварных точек, образующих впоследствии непрерывный шов. Стыковой вариант выполняется благодаря сильному сжатию, закреплённых в зажимах элементов.

Рассмотрим основные сферы использования холодного метода:

• соединение деталей, выполненных из одного металла;
• производство металлопроката, который обладает несколькими слоями, представленными разными металлами;
• при армировании алюминиевых проводов. Армирование выполняется медью.

Метод холодной сварки является довольно популярным на сегодняшний день. Его популярность обусловлена следующими достоинствами:

• при холодной сварке исключается деформация металлических деталей. Это связано с тем, что нагрев заготовок не производится;
• использование такого метода позволяет получить очень аккуратный шов, отличающийся высокой прочностью и герметичностью. Кроме этого, он не нуждается в дополнительной обработке;

Обратите внимание! Существуют случаи, когда холодная сварка является единственным выходом из ситуации. Например, соединение алюминия и меди можно выполнить только методом холодной сварки.

• после выполнения такого процесса не остаётся никаких отходов (остатков электродов, брызг металла и т. д.);
• работа производится без использования электроэнергии;
• такой метод, кроме всего прочего, отличается экологичностью, так как работа производится без выделения токсичных веществ, а также без излучения вредного для человеческих глаз.
• возможность соединения больших площадей при использовании сварки взрывом.

Газовая сварка позволяет получить наиболее эстетичный шов в месте соединения деталей

Газовая сварка

Соединение разных видов труб с использованием газовой горелки является очень старым, но и надёжным способом монтажа коммуникаций. Для этих целей используются специальные газовые горелки, которые способны нагревать трубу до высоких температур.

Вследствие нагрева края с соединительной проволокой быстро доходит до температуры плавления. В результате металл наплывает друг на друга и получается прочное неразъёмное соединение, которое имеет устойчивость к механическим воздействиям.

Рассмотрим основные преимущества использования газовой сварки для монтажа трубопроводов разной направленности:

• высокая эффективность способа;
• использование газовой горелки позволяет получить аккуратный, качественный шов;
• процесс не отличается особой сложностью;

К недостаткам такого метода можно отнести:

• работа с газовой горелкой должна производиться только специалистом, который обладает определёнными навыками в этой области;
• газовая сварка — довольно затратный метод, так как используются дорогостоящие ресурсы.

Диффузная сварка

Все предыдущие методы сварки трубопроводов используются для соединения металлических труб, но на сегодняшний день такие изделия конкурируют на строительном рынке с пластмассовыми деталями. Для соединения отдельных элементов пластиковых коммуникаций используется специальный метод, который завоевал большую популярность — диффузная сварка.

Диффузная сварка — это метод соединения полимерных труб — полипропиленовых, ПЭ и прочих

К основным преимуществам такой сварки относят:

• получение эстетичного шва;
• минимум необходимых инструментов;
• высокая скорость монтажа;
• привлекательная цена.

Для получения неразъёмного соединения двух пластиковых труб используют специальные устройства, которые осуществляют нагрев пластика. Такие устройства комплектуются различными насадками. Все насадки имеют свой диаметр, подходящий под размеры сечения конкретной трубы.

Рассмотрим основные этапы соединения двух пластиковых труб с помощью такого аппарата:

1. Ориентируясь на диаметр соединяемых труб, подбирается нужная насадка.
2. Внутрь устройства закладываются трубы.
3. Происходит нагрев материала труб и сдавливание их торцов внутри аппарата.
4. После того, как соединительный шов сформирован, аппарат выключается.

Спустя несколько часов полученное соединение уже можно эксплуатировать. Такой метод является довольно простым и быстрым, а линия сварки трубы отличается прочностью и аккуратностью.

Как соединить трубы из разных материалов?

В некоторых случаях требуется выполнение соединения неоднородных по материалу изделий. Для этих целей существуют специальные варианты.

Как соединить полипропиленовую (пластиковую) трубу с металлической?

Многие люди задаются вопросом: как соединить полипропиленовые трубы с металлическими? Для этого существует несколько популярных методов:

• резьба;
• фланцевое соединение труб.

В первом случае сцепление неоднородных по материалу труб осуществляется с использованием муфт. Один конец такой муфты оснащается резьбой, а другой имеет гладкую поверхность для стыковки с полипропиленом.

Фланцевый метод подразумевает использование фланцев. Такое соединение выполняется посредством шпилек и болтов.

Обратите внимание! Фланцы используются в конструкциях, которые часто разбираются в процессе эксплуатации.

Как соединить металлопластиковые трубы с металлическими?

Наиболее популярными вариантами в этом случае являются:

• пресс-фитинги;
• компрессионные фитинги.

В первом случае соединение между неоднородными по материалу трубами можно выполнить двумя способами:

• надвижной пресс-фитинг;
• обжимная муфта.

Важно помнить, что соединение металлопластиковых труб с металлическими и других неоднородных по материалу труб довольно ответственное мероприятие и должно проводиться специально обученными специалистами. Неправильный монтаж соединительного элемента приведёт к возникновению аварийной ситуации в трубопроводе.

Советы по выбору

Приобретают фитинги обычно вместе с трубами, все сразу в комплекте. Чтобы не ошибиться в расчетах, предварительно делают чертеж коммуникации с указанием мест пересечений и монтирования соединителей. Если соединитель покупается отдельно, то следует его приобретать той же марки, что и трубы системы. Разные производители устанавливают разные допуски, поэтому случается, что изделия не подойдут друг к другу по размерам.

Угловые соединители подбирают по условному проходу DN и соответствующему углу. Условный проход должен соответствовать диаметру присоединяемых труб.