Металлические вставки в трубы
Муфты, тройники, уголки для труб – основные элементы, с помощью которых трубные заготовки можно легко собрать в единый трубопровод. Благодаря уголкам количество стыков на коммуникациях уменьшается, надежность водопровода или канализации получается высокой.
Исключением остаются лишь газовые магистрали. Тут требования более жесткие. На углах не должно быть сварных швов и элементов, ослабляющих стенки трубы.
Зачем нужен уголок для трубы
Еще 20-25 лет назад, при прокладке водопроводов, угловые фитинги использовались ограниченно. При том, что трубы были преимущественно стальные, шовные, а уголки – чугунные, латунные или бронзовые.
Угловой переходник или фитинг для стального водопровода – это деталь сложной формы, с тонкими стенками. Поэтому изготавливался литьем в металлические формы. Ранее надежность уголков для металлических труб была низкой.
Одно неверное движение, чрезмерное усилие при сборке стальных коммуникаций, и в чугунной или бронзовой стенке появлялась трещина, устранить которую было практически невозможно. Поэтому газосварщики и слесари предпочитали гнуть трубные заготовки после нагрева ацетиленовым пламенем.
У данного способа были преимущества:
- Отсутствие стыков и швов обеспечивало высокую прочность водопровода на углах поворота.
- Поворот на трубной заготовке можно было сделать за считанные минуты.
- Вероятность повреждения трубы на поворотном участке водопровода практически равнялась нулю.
Тогда как использование чугунного уголка на резьбе с подмоткой в будущем могло стать причиной протечки воды. Примерно такая же ситуация была с чугунной канализацией. Собрать систему для стоков без использования тройников и уголков было невозможно.
С появлением коммуникаций на основе пластика, металлопластика, тонкостенных медных или канализационных труб, от сварочных способов сборки водопроводов пришлось отказаться. Выполнить из полипропилена или медной трубы поворот под углом 90 о сложно.
Можно попытаться нагреть полимерную заготовку и согнуть ее, но в 90% случаев стенки деформируются и перекрывают сечение. Получится брак. Поэтому проще использовать уголки для полипропиленовых труб, чем экспериментировать со сложным материалом. Такая же ситуация с тонкостенной медью. Изогнуть заготовку можно на пружине, но радиус поворота получится большим.
Помимо поворота коммуникаций, уголки для ПП-труб применяются для вспомогательных целей:
- в качестве переходников для подключения гибкой подводки на конце трубы;
- для построения компенсационных петель;
- для изготовления обвода труб.
В последнем случае уголки покупаются с запасом, нескольких моделей. Делается это специально, так как заранее определить, какие именно варианты понадобятся, сложно.
То, что остается, обычно используется для сборки поделок и каркасных конструкций из полипропиленовых заготовок. Благодаря большому количеству моделей уголков удается собрать сложные по форме изделия, иногда даже садовую мебель и элементы дачного интерьера.
Какие уголки для труб отопления и трубопроводов прочих систем есть в продаже
Практически все современные трубные материалы, используемые для сборки водопроводов, контура отопления или канализационной системы, рассчитаны на использование угловых фитингов.
Уголки применяются практически повсюду. Единственным исключением остаются металлопластиковые трубы. Если поворот выполняется в плоскости стены (в вертикальной плоскости), то допускается изгиб по дуге с радиусом кривизны не менее 8 диаметров металлопластиковой трубы.
Полипропиленовые угловые фитинги
Ассортимент ПП-уголков один из самых больших. Это объясняется популярностью полипропиленовых коммуникаций, поэтому компании-производители, параллельно с трубными заготовками, выпускают много моделей угловых фитингов.
ПП-уголки можно разбить на несколько групп:
- классические уголки-муфты с углом поворота 90 о ;
- угловые фитинги-муфты с поворотом на 30 о , 45 о , 60 о ;
- переходные уголки для труб разного диаметра;
- модели с металлическими резьбовыми вставками, штуцером или накидной гайкой;
- водорозетки.
Последний вариант ПП-уголков выделили в отдельный вид, так как, помимо металлической резьбовой вставки или штуцера, на корпусе имеются специальные приливы – «ушки», через которые фитинг удобно крепить на стену.
В классическом исполнении полипропиленовый уголок выглядит, как соединительная муфта, выход которой повернут на 90 о .
Диаметры на входе и выходе могут быть разными. В продаже можно встретить также необычные модели, например, угловой переход «муфта – труба».
ПП-уголки с поворотом на 30 о или 45 о отличаются от классического варианта только углом выхода.
Фитинги с металлическими вставками применяются в качестве переходников на трубы из других материалов, для подключения водомеров, гибкой подводки или подсоединения к радиаторам отопления.
Материал уголка – полипропилен PPR100, металлическая вставка обычно латунная, марки CW617N, с никелевым покрытием. Большинство компаний-производителей выпускают уголки-водорозетки по классу PN25 с максимальной температурой воды +95 о .
Угловые фитинги для пластиковой канализации
Уголковые элементы могут быть изготовлены из ПВХ или стабилизированного полипропилена. Разновидностей уголков для канализации выпускается не так много, как для водопроводов. В этом нет необходимости, так как канализационные трубы укладываются по относительно простой схеме, без сложных поворотов или каскадов.
Для домашней канализации используется пять типов уголков:
- Прямой отвод – 87.5 о . Маркируется 90/87 или 50/87, в зависимости от диаметра трубы.
- Фитинг с поворотом 67 о . Маркировка – 90/67 или 50/67.
- Уголок с поворотом 45 о . Маркировка – 90/45 и 50/45.
- Поворот на 30 о . Маркируется 90/30 или 50/30.
- Отвод на 15 о . Маркировка 90/15, 50/15.
Применяются для поворота трубы в угловой зоне, подключения ванны, разводки пучка коммуникаций, подсоединения к тройнику канализационного стояка. Все перечисленные доборные элементы однотипны по толщине стенки.
При сборке длину секций приходится подгонять таким способом, чтобы вывод с сифона умывальника или мойки не попал на уголок. Если решить проблему иным способом не удается, то можно использовать уголок-тройник.
В ассортимент с дополнительным патрубком 50 мм входят уголки-тройники с теми же углами отвода, что и для простых моделей.
Фитинги для полиэтиленовых труб
Уголковые доборные элементы для коммуникаций из ПНД выпускают с отводом 90 о и 45 о . Кроме того, уголки отличаются по способу подключения к трубам:
- Оба патрубка стыкуются с помощью обжимной наружной гайки.
- Комбинированный вариант – с одной стороны гайка, с другой – наружная резьба под муфту.
- Уголки с обжимной гайкой и внутренней резьбой под штуцер.
В последнем случае наружная кромка усиливается напрессовкой металлического кольца, предохраняющего патрубок от раздавливания внутренним давлением воды. Внутреннее уплотнение обеспечивается резиновыми манжетами. Такой уголок рассчитан на эксплуатацию в системах холодного водоснабжения с рабочим давлением до 8 бар.
Для водопроводов с питьевой водой уголковые фитинги комплектуются наружными гайками голубого цвета, для технических жидкостей – зеленой или черной окраски. Для труб ПНД можно купить уголок-водорозетку с приливами на корпусе, упрощающими крепление на стене.
Уголки для металлопластиковых коммуникаций
Для сборки водопроводов на основе металлопластика чаще всего используются угольники из латуни с никелевым покрытием. Но при желании можно купить модели из полипропилена.
В системах отопления чаще ставят фитинги с двумя накидными гайками для обжатия труб. Уплотнение обеспечивается кольцом из EPDM-резины и прокладкой из фторопласта 4.
Рабочее давление до 16 бар, температура воды – до 115 ℃. Это цанговое крепление интересно тем, что для установки углового фитинга не требуется специальный инструмент. Достаточно иметь трубный или разводной ключ.
Прежде чем сделать выбор в пользу гильзового или цангового уголка, примерьте его положение в месте установки в углу помещения. Уголки на трубах горячего водоснабжения или отопления нужно будет раз в году подтягивать для компенсации деформации прокладки.
Часто владельцы квартир покупают металлопластиковые трубы, уголки и фитинги у официального торгового представителя. Можно получить гарантию на водопровод.
В этом случае системы водоснабжения или отопления делают на уголках с гильзовым креплением. Уголки и гильзовые обжимные фитинги массово используют на коллекторных схемах – так дешевле.
Для смесителей в ванную комнату ставят водорозетки.
Медные трубы
Считается, что системы отопления на трубах из меди получаются наиболее эффективными и надежными. Это действительно так, но только при условии правильной стыковки тонкостенных трубных заготовок.
Медные коммуникации можно соединять капиллярной пайкой горелкой с припоем, либо стыковать с использованием фитингов или механическим обжатием кромок.
В первом случае используются медные уголки с отводами на 90 о и 45 о . На концах фитинга может быть выполнен один или два раструба.
При соединении торец трубы водопровода вставляется в раструб уголка и прогревается газовой горелкой.
Второй вид медных уголков для труб представляет собой тот же тонкостенный угольник, на концах которого развальцованы полости под уплотнительные кольца.
В этом случае при сборке внутрь угольника укладывают колечко из EPDM-резины, вставляют конец трубной заготовки и обжимают клещами.
Третий вариант уголковых фитингов – обжимные. Это латунный угольник с наружной резьбой на отводах.
Внутри каждого из них имеется опорная площадка конической формы. Перед стыковкой на заготовку одевают гайку, разрезное кольцо, а кромку развальцовывают в раструб специальным инструментом.
После заворачивания гайки кольцо плотно прижимает раструб к площадке, обеспечивая надежное герметичное соединение.
Разборные угольники используются преимущественно в медных трубах высокого давления с толщиной стенки не менее 1,5 мм, диаметром до 12 мм.
Чугун
Для водопроводов на основе стальных труб выпускают несколько видов угольников, отлитых из ковкого чугуна. В продаже есть классические модели D20 или D25 для труб на ¾” 1“, с углом поворота 45 о и 90 о , как с наружной, так и внутренней резьбой.
Для вводных стальных коммуникаций используются угольники диаметром 50-75 мм. Большинство чугунных уголков выпускается с фосфатным или цинковым покрытием, поэтому новые изделия считаются более стойкими к коррозии, чем старые. Гарантия на уголок – до 10 лет.
Кроме водопроводов, чугунные треугольники применяются в старых канализационных системах. Новые детали отыскать сложно, так как доборные элементы для канализации из чугуна практически не выпускаются из-за низкого спроса.
Купить треугольники можно на разборке под снос старых многоэтажек, но цена на любые детали из старого чугуна выше, чем на переходники для полипропиленовых или ПВХ-труб.
Ассортимент уголков для труб большой, поэтому, при планировании коммуникаций, приходится неоднократно уточнять размеры и конфигурацию для каждого углового фитинга. Лучший источник информации для выбора угольников – каталоги компаний-производителей сантехнической арматуры и фитингов для выпускаемых труб.
Расскажите о своем опыте подбора угольников. Какие варианты оказались более удачными, а с какими пришлось повозиться при установке на водопровод или отопление жилья? Сохраните материал в закладках, чтобы в любое время вы могли к нему вернуться.
Виды соединительных уголков для разных труб — обзор ассортимента
Фитинги для стальных труб: виды, классификация, маркировка и примеры проведения монтажа
Обустройство инженерных коммуникаций с прокладкой стального трубопровода различных конфигураций невозможно выполнить без использования деталей соединения.
Прежде чем приступить к расчету системы и ее сборке, необходимо разобраться, какие фитинги для стальных труб предлагает современный рынок и как осуществляется монтаж деталей, согласны?
Мы подготовили подробный обзор трубной арматуры для выполнения разъемного соединения, привели рекомендации по выбору элементов, а также описали специфику их применения. Пошаговые инструкции монтажа резьбового фитинга и обжимной муфты помогут собрать трубопровод без привлечения специалистов.
Варианты исполнения деталей соединения
Соединение торцов труб стальных магистралей осуществляют двумя способами: разъемным и неразъемным. Первый предполагает задействование фитингов, второй – сварку деталей.
Материалом для изготовления соединительных элементов чаще всего выступают нержавеющая сталь или черный металл. Из цветных металлов: латунь или медь.
Несмотря на многочисленные разработки новых материалов для устройства коммуникаций, в загородных домах и городских квартирах по сей день служат трубопроводы из черных стальных сплавов с окрашенной внешней поверхностью
Применение стальных труб в ряде случаев бывает предпочтительным. К примеру, к настенному котлу со стальным теплообменником лучше подвести стальные трубы
Для ремонта и модернизации трубопроводов, выполненных из стальных труб, лучше использовать аналогичный материал, ведь у полимерных и металлических труб разное тепловое расширение
По нормативам внутренняя разводка всех коммуникаций, особенно тех, что сооружались для питьевого водоснабжения, должны выполняться из оцинкованных труб. Однако раньше этого не делали, т.к. выходило слишком дорого, а теперь в обеспеченных домах выполняют из нержавейки
Согласно строительным требованиям все стальные коммуникационные системы, проложенные внутри дома/квартиры, должны быть собраны из труб с внешней и внутренней оцинковкой. Из оцинкованных стальных труб собирают контуры газо- и водоснабжения, отопления
Трубы из черных стальных сплавов еще используют в ремонте систем отопления, подключенных к централизованным сетям. Однако новые трубопроводы из них не собирают
В случае подключения к стальным трубам веток, выполненных из ПВХ, ПП или металлопластиковых труб используются фитинги, компенсирующие тепловое расширение полимеров
Неоспоримым достоинством трубопроводов из стального проката является прочность. Они не боятся механических воздействий, не плавятся при пожаре, не лопаются при промерзании
Соединительные элементы могут быть просто стальными либо же покрыты хромированным составом. Хромированные изделия более предпочтительны в том плане, что имеют более высокие антикоррозионные свойства.
Использование фитингов дает возможность не только соединять отрезки трубопровода в единую систему, но и состыковывать элементы разного диаметра
Хоть специалисты и не советуют задействовать фитинги из материалов, отличных от тех, что использованы при изготовлении труб, но это все же допускается. Так, латунные фитинги отлично подходят для состыковки медных труб. Медными можно смело соединять трубы, выполненные из любых типов материала. Надежность соединения от этого не пострадает.
Главное – избегать комбинации состыковки медных элементов с отводами из нелегированной оцинкованной стали. При взаимодействии этих двух металлов моментально запускаются коррозийные процессы, пагубно сказывающиеся на долговечности изделий.
Все варианты соединения, применяемых в сборке стальных трубопроводов, производятся на сварке, фланцах или резьбе. Резьбовые соединения проще выполнить домашнему мастеру
Установка фитинга для обеспечения угла, переходника, тройника, да и просто муфты сваркой требует от исполнителя опыта и серьезных навыков в сварном деле
Фланцевые соединения характерны для магистральных трубопроводов. Их практически не используют в обустройстве коммуникаций внутри домов/квартир
Представленные на рынке фитинги по форме и назначению бывают нескольких вариантов исполнения:
- Муфты – элементы, устанавливаемые на прямых участках для состыковки труб равного диаметра.
- Тройники – конструкции с тремя выходами, которые меняют направление трубопровода и создают ответвление от основной ветки в одну сторону.
- Крестовины – конструкции с четырьмя выходами делят поток на несколько «лучей», обеспечивая ответвление от основной магистрали в перпендикулярных направлениях.
- Переходники – предназначены для состыковки элементов, имеющих разный диаметр.
- Штуцеры – задействуют при необходимости состыковки жесткого патрубка с гибким шлангом.
- Заглушки – задействуют при необходимости герметичной заделки концов труб.
Для изменения направления трубопровода в пределах 45-90° как вертикальной, так и в горизонтальной плоскости устанавливают угольники.
Для соединения концов труб идентичного диаметра устанавливают прямые фитинги, а для состыковки разнокалиберных элементов – переходные (например, 1″/3/4″)
Диапазон размеров условного прохода выпускаемых производителями фитингов довольно широк и варьируется в пределах от 8 до 125 мм.
Специфика применения трубной арматуры:
- изделия D 16-63 мм используют там, где давление не достигает 16 атмосфер;
- фитинги D 75-125 мм задействуют для трубопроводов, где давление в 10 атмосфер.
Все размеры трубных изделий из металла соответствуют действующему ГОСТу 8996-75. Согласно этому нормативному документу, по индивидуальному заказу допускается также производство муфт, имеющих внутренний диаметр в 150 мм.
Если размер труб указан в дюймах, то это указывает на значение внешнего диаметра. Если в других единицах измерения – миллиметрах, то это показатель внутреннего сечения изделия.
Важный момент! Независимо от конструктивного исполнения, приобретая фитинги, следует обращать внимание на то, чтобы как наружная, так и внутренняя поверхность не имели каких-либо раковин и инородных включений. Торцевые плоскости соединительных элементов должны быть строго под прямым углом относительно осей проходов.
Основные типы фитингов
В зависимости от способа соединения с металлотрубой фитинги бывают нескольких видов: сварные, обжимные, резьбовые и фланцевые. Каждый из них имеет свои достоинства и недостатки.
Муфты приварного типа
Сварные фитинги, именуемые как сегментные, относятся к числу неразборных элементов. Они не подлежат демонтажу и повторному применению. Сегментные детали применяют для трубопроводов, эксплуатируемых при температуре от -70°С до +450°С с рабочим давлением системы в пределах 16 МПа.
Главным отличием таких изделий является то, что их концы имеют гладкую поверхность. Принцип подбора основывается только на идентичности характеристик и размеров состыковываемых труб и соединительных элементов.
Сварной тип фитингов в плане размерного ряда является наиболее универсальным, поскольку практически не имеет ограничений в диаметрах
Фитинги под сварку применяют при прокладке коммуникаций, которые помещены внутрь конструкций и не требуют замены конструктивных элементов в течение долгого периода.
Ввиду трудоемкости монтажа сварные фитинги применяют на трубопроводах нефтяной и газовой промышленности. Для создания герметичных соединений монтаж поручают квалифицированным специалистам, работающим на специальном оборудовании.
Элементы с винтовой резьбой
Резьбовые фитинги, применимые для состыковки газо- и водопроводных стальных труб, производят с цилиндрической винтовой резьбой. Их применяют при сборке магистралей, температурный режим транспортируемой жидкости которых не превышает +175°С. Как правило, такой тип соединения выбирают для трубопроводов диаметром до 50 мм.
Резьба может быть нанесена как на внутреннюю, так и наружную стенку изделия; ее длина может быть любой и зависит от размеров деталей и соединяемых материалов
Резьбовые фитинги из нержавеющей легированной стали широко применяются в строительной, химической, нефтяной и газовой промышленности. Но основное применение они нашли именно при обустройстве водопроводных сетей и отопительных систем.
Среди начинающих мастеров и непрофессиональных сантехников широкой популярностью пользуется простой в исполнении способ соединения, именуемый как «американка». Свое название он получил в честь страны, в которой был запатентован. Основными элементами такого соединения выступает корпус и накидная гайка.
Чтобы предупредить саморазвинчивание конструкции, поверх основной гайки навинчивается еще один стальной фитинг – контргайка. Она прижимает и фиксирует детали
Одна из половинок «американки» наворачивается на короткую резьбу первой трубы, а вторая – на ответный патрубок. Затем обе половинки скручиваются с помощью надетой на фитинг накидной гайки. Высокая степень герметизации достигается за счет уплотнителя. Но для ее улучшения многие мастера все же «по старинке» прокладывают льняные волокна.
Особенности обжимных муфт
Надежно соединить трубы без задействования сварки и резьбы можно посредством установки обжимных фитингов. Они выпускаются с одним или двумя уплотнительными кольцами, изготовленными из гибких эластичных материалов. Преимущественно их применяют при необходимости состыковки элементов трубопровода, имеющих одинаковый диаметр.
Элементы, оснащенные одним кольцом, применяют при обустройстве бытовых водопроводных систем, с двумя – для обвязки магистралей, находящихся под высоким давлением (+)
Конструкция обжимных элементов для стальных трубопроводов практически не отличается от фитингов для металлопластиковых труб или «собратьев» из полимеров.
Она включает три основных элемента:
- корпус;
- прижимное кольцо и зажимная гайка
- уплотнительное кольцо.
Принцип соединения отрезков трубопровода посредством обжимных фитингов построен на том, что уплотнительное кольцо и резиновая прокладка под нажатием накидной гайки плотно прилегают к поверхности. Затягивается обжимное кольцо с помощью ручного или автоматического пресса.
При соединении труб посредством установки обжимных фитингов допускается отклонение от оси в пределах трех градусов.
За счет плотного прилегания эластичной уплотнительной прокладки, придавленной прижимными кольцами и корпусом обжимного фитинга, и создается герметичное соединение
В плане механической прочности обжимной способ несколько проигрывает тому же сварному или резьбовому соединению. Чтобы вырвать трубу из узла, достаточно приложить немного физических усилий.
По этой причине обжимные фитинги довольно редко задействуют при обустройстве трубопроводов, предназначенных для транспортировки горячей воды.
Хоть обжимные фитинги и принадлежат к числу разборных систем, но в случае выхода из строя одного из конструктивных элементов заменять приходится весь блок.
Конструкция фланцевых фитингов
Не уступает по прочности и долговечности фланцевое соединение. По этой причине его успешно применяют при монтаже систем, которые транспортируют агрессивные среды под высоким давлением.
В бытовых коммуникациях – водопроводах и теплосетях – его применяют довольно редко. Это обусловлено тем, что увеличенная за счет большого диаметра фланца толщина трубопровода становится неудобной в плане монтажа и малопривлекательной в плане эстетики.
Фланцы представляют собой сборные конструкции, основным элементом которых выступают металлические шайбы с нанесенными на поверхность выступами, пазами и соответствующими впадинами
В комплект арматуры входят:
- парные диски;
- гайки с болтами для стягивания плоскостей;
- герметизирующая прокладка из резины, графита или паронита.
Количество и размеры болтовых отверстий фланцевых соединений определяется производителем в соответствии с ГОСТом. Крепление самой арматуры к трубе чаще всего осуществляется посредством сварки или с помощью нанесенной на внутреннюю поверхность фланца резьбы.
Если сравнивать перечисленные виды, то наибольшее распространение получили обжимные и резьбовые фитинги. Секрет такой популярности заключается в возможности создавать герметичные соединения, а также повторно демонтировать изделия с тем, чтобы использовать их многократно.
К тому же монтаж таких съемных элементов производится легче и быстрее, нежели в сварных соединениях.
Технология монтажа резьбового фитинга
В том, чтобы установить стальной фитинг на трубу, нет ничего сложного. Для примера рассмотрим технологию монтажа муфты резьбового типа.
Набор инструментов, необходимый для проведения работ:
- ;
- газовый и разводной ключи;
- ручной клупп, оснащенный держателем;
- герметизирующий материал.
Чтобы повысить герметичность резьбового соединения трубопроводов, предназначенных для транспортировки холодной и горячей воды, применяют пропитанную суриком льняную прядь или ФУМ-ленту.
Для магистралей с теплоносителем, температура которого выше 100°С, в качестве уплотнителя используют пропитанную графитом льняную прядь, переплетенную с асбестовым шнуром.
Все виды фитингов для сборки трубопроводов из стальных труб выпускают с наружной и внутренней резьбой. Есть соединители с одной внутренней, другой наружной резьбой, переходники с резьбами разного размера
На стальных трубах выполняют метрическую и трубную резьбу. Они отличаются по углу среза витков и шагу нарезки. Размер первой указывают в мм, второй - в дюймах
Резьбу для соединения стальных труб и установки на них фитингов непосредственно на объекте нарезают ручным или электрическим клуппом. Для обработки уже установленной трубы ручной инструмент оснащают трещеткой
Все варианты резьбы, формируемой на стальных трубах, делят на две группы: короткие и длинные. Короткую резьбу применяют для монтажа фитингов, длинную для линейных соединений сгонами
Для производства наружной нарезки клуппы снабжены плашками - деталями в виде раструбов с внутренними зубцами. Витки внутренней резьбы нарезают метчиками
Так как размеры резьбы фитингов унифицированы, то для нарезки резьбы на трубе нужно просто подобрать метчик и плашку с соответствующим типом и шагом нарезки
При выполнении соединения наружную резьбу сначала обрабатывают белилами или суриком, затем на нее наматывают сантехнический лен или полимерный нитяной уплотнитель
Все виды фитингов устанавливают на стальные трубы вручную, после чего затягивают раздвижным ключом. При затягивании важно прилагать максимум усилий
Вибровставка – что это такое и где используется
В процессе эксплуатации трубопровода его элементы могут деформироваться или смещаться. На это влияют перепады температур, специфические особенности транспортируемой среды, а также динамические нагрузки. Даже незначительные смещения могут в дальнейшем приводить к серьезным неполадкам, вызывая повреждения арматуры или иных элементов трубопровода. Существенно снизить или вовсе исключить подобное воздействие помогает специальная вибровставка или виброкомпенсатор, важная деталь трубпроводов.
Что такое вибровставка
Вибровставка – пример крайне полезной промышленной трубопроводной арматуры, которую используют для эффективной компенсации смещений элементов системы во всех направлениях. Она обеспечивает надежную защиту от повреждений при боковых, угловых или осевых движениях труб.
В основе вибровставки всегда лежит некая эластичная часть, которую изготавливают из армированной резины. Выбираются жаропрочные материалы, а также различные упругие полимеры. Также в конструкцию любой упругой вставки входят два металлических элемента для подсоединения детали к основному трубопроводу. Они могут представлять собой стандартные фланцы или резьбовые хвостовики. Конкретный тип вставки напрямую зависит от диаметра магистральных труб, к которым нужно ее подключить.
Наиболее качественные упругие элементы имеют многослойный эластичный элемент. Внутри находится бесшовная часть, рассчитанная на использование в системах с чистой водой. Она закрыта армирующим слоем, который изготавливается из синтетической ткани с каучуковой пропиткой. Верхний слой из резины позволяет гарантировать повышенную устойчивость к воздействию озона и ультрафиолетовых лучей.
Металлические соединительные детали обязательно дополняются защитным покрытием, которое не позволяет распространяться коррозии, а также снижает прочие негативные воздействия внешней среды. В данном случае материалы и покрытия выбираются исходя из того, что соединительные узлы во время работы трубопровода не контактируют с транспортируемым веществом.
Использование гибких вставок
Вибровставки встраиваются в те места трубопровода, которые больше всего подвержены различным вибрациям и перемещениям. Это касается точек возле насосов, компрессоров или другого промышленного оборудования. Подобные агрегаты обычно уже имеют собственные компенсаторы, поглощающие вибрацию. Однако некоторая часть механического воздействия все-таки передается на магистраль.
Упругие вставки целесообразно применять в местах, где транспортируемая среда подвергается воздействию перепада температур или просто меняет свое направление. Компенсаторы помогут обеспечить устойчивость трубопровода и предотвратить даже небольшие смещения.
Стоит отметить, что исправлять допущенные во время монтажа трубопровода ошибки при помощи вибровставок нельзя. Эти элементы выполняют предохранительную функцию и не должны изначально находиться под нагрузкой.
Стандартные компенсаторы могут нормально работать с холодной водой, горячей водой с температурой не выше 100оС, с органическими или неорганическими спиртами, растворами солей и щелочей, а также с неконцентрированными кислотами (до 10%).
Вставки не рассчитаны на работу с нефтепродуктами, слишком горячими или агрессивными средами. Подобные ограничения обусловлены невысокой устойчивостью эластичной части к подобным веществам.
Также запрещается использовать обычные компенсаторы в условиях, предполагающих возможное разрушение внешнего слоя. Тут необходимо применять специализированные детали, обладающие необходимой устойчивостью к конкретным средам.
Как выбрать вибровставку и базовые правила ее монтажа
При подборе вибровставки для установки в трубопроводной магистрали необходимо учесть следующие факторы:
тип транспортируемой среды и ее температура;
направление и сила компенсируемых нагрузок;
внешние условия эксплуатации детали (возможные воздействия механического, температурного или химического типа).
Представленные параметры влияют не только на выбор конкретной модели вставки, но и на правила монтажа. В ряде случаев вместе с основным изделием в магистраль встраиваются специальные кольца, стрежни и тяги для ограничения деформации элемента.
Монтаж вибровставки осуществляется по конкретным правилам с соблюдением всех рекомендаций производителя. С одного края изделия должна быть подвижная или скользящая опора, а с другого – фиксированная. Гибкая часть изделия не должна контактировать с болтами, шпильками и иными крепежами. Гайки необходимо размещать снаружи фланца. Причем желательно использовать воротниковые фланцы, альтернативой которым может стать тщательная зачистка сварочных швов на плоских элементах. Это необходимо для того, чтобы предотвратить повреждения эластомера при стяжке.
Технология ремонта и модернизации АВО и кожухотрубных ТОА при помощи металлических трубных вставок
Обычно большинство повреждений в трубах теплообменников, используемых на промышленных предприятиях, происходит на первом (150 мм) участке трубного пучка. Повреждения труб проявляются в виде утонения трубы, образования канавок, точечной коррозии, трещин, что в конечном итоге может привести к утечке и сбою в работе трубного пучка (рис. 1).
Рис. 1. Коррозионные повреждения труб теплообменников: а – на внешней поверхности; б – на концевых участках; в – щелевая коррозия
В прошлом эту весьма локализованную проблему было принято решать путем полной замены труб, даже несмотря на то, что более 95% длины трубного пучка оставалось неповрежденным. В некоторых случаях пучок могли «спасти», укоротив теплообменник, но при этом уменьшалась площадь теплопередающей поверхности.
Любое из этих радикальных решений является дорогостоящим и требующим слишком много времени.
В середине 1970-х годов была разработана новая технология ремонта труб теплообменников, в которой используются развальцованные металлические дублеры трубок (щиты). Этот универсальный способ восстановления «по месту» (in-situ) был успешно применен и в случае разрушения труб по всей их длине путем установки вставок (дублеров) на всю длину поврежденных труб.
Обычные механизмы разрушения труб теплообменников
Эрозия конца впускной трубы распространена в охладителях из сплавов углеродистой стали и меди, технологических теплообменниках и трубках конденсаторов и обусловлена кинетической силой жидкости (или газа), особенно, если она содержит абразивные примеси.
На входах в теплообменные трубы изменения направления потока среды и образующиеся пузырьки воздуха создают сильную турбулентность, приводя к повреждению защитных пассивных пленок на внутренних поверхностях трубок. Через 150 мм длины трубок турбулентный поток становится ламинарным, и агрессивное воздействие среды резко уменьшается. Другие факторы, способствующие сильной турбулентности, – неправильная форма распределительной камеры (канала) и подающей трубы.
Если в среде содержатся коррозионные составляющие, то негативных последствий для теплообменных трубок может быть значительно больше. Это так называемое явление эрозия–коррозия. Совместный эффект от эрозии и химического воздействия среды значительно выше, чем от их воздействия по отдельности. Причиной эрозии–коррозии чаще всего являются коррозионноактивные технологические жидкости. Однако это явление также может вызвать и вода, например, когда теплообменные трубки подвергают воздействию охлаждающей воды с примесью сульфидов и/или аммиака.
Коррозионное растрескивание под напряжением (КРН) представляет собой другой распространенный вид разрушения трубок теплообменников. Его причиной является совместное действие напряжения при растяжении и коррозии. КРН часто происходит на участке развальцовки труб непосредственно за трубной решеткой, особенно при чрезмерной развальцовке. Наиболее часто встречающиеся формы – это аммиачное коррозионное растрескивание сплавов на основе меди, хлоридное КРН аустенитной коррозионно-стойкой стали и щелочное КРН углеродистой и легированной сталей.
Другие виды коррозии, которые встречаются на концах трубок и соединениях труба-трубная решетка, – это точечное воздействие и щелевая коррозия. Щелевая коррозия – опасная форма глубокого локального проникновения, которая наиболее часто встречается в аустенитной (Cr-Ni) коррозионно-стойкой стали, подверженной воздействию хлоридов.
Скорость как КРН, так и щелевой коррозии значительно увеличивается при повышении температуры.
Причиной разрушения на участках впускной трубной решетки и концов теплообменных трубок могут быть также механические факторы (например, неправильное развальцовывание трубы) и плохо выполненные сварные швы между трубой и трубной решеткой.
Тонкостенные металлические вставки для ремонта концов трубок (щиты)
Металлические тонкостенные вставки (щиты) были впервые применены в 1976 г. При этом способе восстановления происходят защита, восстановление и герметизация поврежденных концов труб. Щиты (рис. 2) изготовливаются по специальным размерам и сохраняют пластичность, необходимую для развальцовки.
Рис. 2. Щит CTI
Как и в случае с установкой труб в теплообменнике, важно выбрать нужный сплав для изготовления щитов в зависимости от материала трубы, функций теплообменника и механизма разрушения.
Вставки изготавливаются из медных сплавов (Cu-Ni и латунь), обычной коррозионно-стойкой стали (аустенитная, ферритная, мартенситная, двухфазная), сверхаустенитных коррозионно-стойких сталей (шесть молибденовых сплавов) и сплавов на основе никеля (Сплав 400, Сплав С-276). Это дает возможность выбрать необходимый сплав для защиты от специфических механизмов разрушений, например, хлоридной точечной коррозии, КРН, образования канавок под действием аммиака и др.
Процесс установки выполняют «по месту», начиная с чистки внутреннего диаметра трубы проволочной щеткой для герметичного уплотнения. После продувки труб сжатым воздухом измеряют внутренний диаметр трубы для определения требований к развальцовке. Затем щиты вставляют в каждый конец трубы. Внешний конец щита развальцовывают с ограничением крутящего момента, используя обычный инструмент для развальцовки труб, в то время как внутренний участок щита развальцовывается с использованием механического ограничителя, таким образом, уменьшается вероятность чрезмерного развальцовывания. Последним шагом является развальцовка конца щита таким образом, чтобы он соответствовал профилю трубной решетки.
Щиты устанавливались в установки высокого давления (30 МПа) и высокой температуры (300°С). В некоторых случаях щиты могли соединять полностью разъединенные трубы. Восстановление труб посредством развальцованных металлических щитов представляет собой экономически целесообразный способ ремонта.
Благодаря тонкостенной конструкции и возможности гидравлического расширения щитов, площадь проходного сечения теплообменных трубок уменьшается незначительно.
Трубные вставки (дублеры) на полную длину труб
Успешное применение щитов для устранения разрушений конца трубок обусловило разработку аналогичной технологии ремонта, позволяющей восстанавливать трубы с разрушениями по всей длине. Такой ремонт предполагает установку вставки (лайнер), равной длине всей трубы, и ее последующее гидравлическое расширение для обеспечения контакта металл–металл.
Вследствие точечной коррозии на внутренней поверхности и образования канавок на внешней поверхности, уменьшения толщины стенки по всей длине теплообменных трубок и повреждениям в результате ударной коррозии в трубном пучке появляются утечки. В таких случаях, как правило, на поврежденные трубы устанавливаются заглушки. При этом теплообменные трубки выводятся из эксплуатации.
По мере износа теплообменника с течением времени и увеличением числа труб с установленными заглушками начинает снижаться эффективность установки и увеличиваться расход жидкости. Если заглушено более 10% труб, то необходима полная замена трубного пучка теплообменного аппарата.
В подобных случаях привлекательной альтернативой становится установка вставок на всю длину трубок. Благодаря регулярному восстановлению заглушенных труб можно обеспечить дополнительный срок эксплуатации теплообменника в течение многих лет.
Рис. 3. Вставка (лайнер) на всю длину труб
Процесс установки трубных вставок (лайнеров) начинается с удаления заглушек и тщательной очистки трубок (гидравлической, гидромеханической, применением различных щеток и скребков из металла и нейлона). Далее в штатные теплообменные трубки устанавливают лайнеры (рис. 3, 4) с некоторым припуском по длине, позволяющим использовать специальные насадки для подачи воды и стравливания воздуха.
Рис. 4. Установка вставок в аппарат воздушного охлаждения с оребренными
трубками
Следующий этап – гидравлическое расширение лайнеров (рис. 5). При подаче внутрь лайнеров воды под высоким давлением (15…75 МПа) происходит увеличение их размеров (по диаметру на всей длине) до соприкосновения со штатными трубками.
Рис. 5. Гидравлическое расширение вставок
Гидравлическое расширение прекращается только после полного соприкосновения стенок лайнеров со стенками штатных трубок с необходимым натягом. Несмотря на высокое давление, создаваемое внутри лайнеров, технология гидравлического расширения практически исключает риск повреждения штатных трубок. Далее лайнеры подрезают, фрезеруют и развальцовывают в соответствии с ТУ.
Признанные непригодными предварительно заглушенные трубы возвращаются в эксплуатацию.
Тонкостенные металлические вставки эффективно используются на протяжении более чем 35 лет для восстановления вышедших из строя труб и возращения в эксплуатацию трубок теплообменников во всем мире.
Благодаря широкому спектру сплавов, пригодных для изготовления трубных вставок, при помощи этого недорогого способа можно продлевать срок эксплуатации теплообменников в коррозионной среде и в условиях высокой температуры и давления.
В настоящее время зачастую в проект новых теплообменников также входит методика по установке щитов и вставок полной длины.
В России этот метод успешно применяется с 2010 г. на предприятиях энергетического и нефтеперерабатывающего комплекса.
Читайте также: