Дистанционный курс программы (стр. 7 )

Соединения труб и фасонных деталей осуществляются на сварке, или с помощью фланцев и фитингов.

4.3.  Многослойные металлополимерные трубы

Металлополимерные трубы (ПЭ-Аl-ПЭ) имеют сложное строение и состоят из 5 слоев:

·  внутренний слой трубы из сшитого полиэтилена;

·  промежуточный адгезионный (клеящий) слой из специального полимера;

·  тонкий слоя алюминия (толщиной 0,5 мм), сваренного вдоль трубы ультразвуком;

·  второй адгезионный слой из специального полимера;

·  наружный слой из стабилизированного полиэтилена, устойчивого к воздействию ультрафиолетовых лучей.

Металлополимерные трубы изготавливают методом непрерывной экструзии на специальных линиях, имеющих несколько экструдеров для получения внутреннего и внешнего полимерных слоев и нанесения адгезионных слоев, а также устройства для нанесения и сварки алюминиевого слоя.

Выпускаются также металлополимерные трубы, в которых вместо полиэтилена используется полипропилен (ПП-А - ПП).

Основные преимущества металлополимерных труб обусловлены свойствами материалов, из которых они изготовлены. Внутренний и поверхностный полимерные слои этих труб обеспечивают долговечность труб, благодаря отсутствию коррозии, а также низкие гидравлические сопротивления. Наличие металлической составляющей в конструкции металлополимерной трубы позволяет существенно снизить коэффициент линейного расширения (в 2-3 раза по сравнению с полимерными трубами). Физические и химические свойства этих труб позволяют использовать их в системах водо - и теплоснабжения при температуре горячей воды до 95°С и давлении 1,0 МПа. Металлополимерные трубы выпускают диаметром до 60 мм, что определяет область их применения во внутренних сетях водоснабжения и отопления Ввиду сложного многокомпонентного строения металлополимерных труб их соединения выполняют с помощью обжимных фитингов. Это упрощает монтаж трубопроводов, но еще больше увеличивает их стоимость из-за значительной стоимости фитингов [30, 32].

4.4.  Виды и способы соединения пластмассовых труб

Способы соединения пластмассовых труб, соединительных деталей и арматуры зависят от свойств материала и размеров труб, назначения трубопровода, рабочего давления и температуры транспортируемой среды, способа прокладки трубопровода и других условий.

Основные способы соединений труб из полимерного материала:

·  на сварке враструб (полиэтиленовые, полипропиленовые, полибутеновые и др.);

·  на сварке встык (полиэтиленовые, полипропиленовые, полибутеновые и др.);

·  с помощью муфт с закладными нагревателями;

·  на клею враструб (поливинилхлоридные, стеклопластиковые, базальтопластиковые и др.);

·  раструбные и фланцевые соединения (полиэтиленовые, полипропиленовые, поливинилхлоридные и др.);

·  с помощью разъемных и неразъемных компрессионных соединительных деталей (трубы металлополимерные, из сшитого полиэтилена и др.) [26–34].

Вид соединения следует принимать из условий обеспечения герметичности и прочности трубопровода на весь проектируемый срок эксплуатации, а также технологичности при монтаже и возможности ремонта трубопровода. Срок службы соединений должен соответствовать сроку службы труб. Стыковку пластмассовых труб с трубами из других материалов (стальными, чугунными, асбестоцементными и т. д.) следует выполнять на разъемных соединениях и устанавливать в доступных местах.

Соединения труб и деталей из свариваемых полимерных материалов должны выполняться при помощи сварки контактным нагревом (стыковой, раструбной) либо соединительными деталями с закладным нагревательным элементом.

При сварке необходимо подбирать трубы и соединительные детали по партиям поставки. Не допускается сварка труб и деталей из различных полимерных материалов [26].

Раструбная сварка рекомендуется для труб с наружным диаметром до 110 мм и стенками любой толщины. Внутренний диаметр раструба соединительных деталей должен быть меньше номинального наружного диаметра свариваемой трубы в пределах допуска.

Контактная раструбная сварка включает следующие операции:

·  нанесение метки на расстоянии от торца трубы, равном глубине раструба соединительной детали плюс 2 мм;

·  установку раструба на дорне;

·  установку гладкого конца трубы в гильзе нагревательного элемента;

·  нагрев свариваемых деталей в течение заданного времени;

·  одновременное снятие деталей с дорна и гильзы;

·  соединение деталей между собой до метки с выдержкой до отвердения оплавленного материала.

Зазор между свариваемыми поверхностями трубы и раструбной детали не должен превышать 0,3 мм.

При сварке поворот деталей относительно друг друга после их сопряжения не допускается. После каждой сварки необходимо очищать рабочие поверхности от налипшего материала. Время выдержки свариваемых изделий до частичного отвердения зависит от применяемого материала.

Сварка труб встык рекомендуется для соединения труб и соединительных деталей с наружным диаметром больше 50 мм и толщиной стенки больше 4 мм.

Непосредственно перед нагревом концы свариваемых труб подвергают механической обработке для снятия возможных загрязнений и окисной пленки. После механической обработки трубы центрируют с помощью специальных приспособлений. Максимальная величина несовпадения кромок не должна превышать 10% номинальной толщины стенки трубы. Сварку труб встык в монтажных условиях следует производить на сварочных установках, обеспечивающих автоматизацию основных процессов сварки и компьютерный контроль с регистрацией технологического процесса. Для предотвращения налипания расплавленного материала при сварке труб нагреватель следует покрыть теплостойким антиадгезионным покрытием.

Технология соединения труб и деталей сваркой встык включает:

·  подготовку труб и деталей к сварке (очистку, сборку, центровку, механическую обработку торцов, проверку совпадения торцов и зазора в стыке);

·  сварку стыка (оплавление, нагрев торцов, удаление нагретого инструмента, осадку стыка, охлаждение соединения).

Последовательность операций при контактной стыковой сварке с применением сварочных машин и монтажных приспособлений такова:

·  установка, центровка и закрепление в зажимах сварочной машины концов свариваемых труб;

·  механическая торцовка труб и обезжиривание торцов;

·  проверка точности совпадения торцов по величине зазора;

·  нагрев и оплавление свариваемых поверхностей нагретым инструментом под давлением;

·  удаление сварочного нагревателя;

·  сопряжение разогретых свариваемых поверхностей (осадка) под давлением;

·  охлаждение сварного шва под давлением.

Основными контролируемыми параметрами процесса стыковой сварки являются:

·  температура рабочих поверхностей нагревателя;

·  продолжительность нагрева;

·  глубина оплавления;

·  величина контактных давлений при оплавлении и осадке.

Высота внутреннего и наружного грата (валиков) после сварки должна быть не больше 2…2,5 мм при толщине стенки трубы до 5 мм и не больше 3-5 мм при толщине стенок 6…20 мм.

Циклограмма процесса сварки труб встык нагретым инструментом приведена на рис. 2.

 

Pоп

1 2 3 4 5

Рис. 2. Циклограмма процесса сварки труб встык нагретым инструментом: 1 – оплавление торцов труб; 2 – нагрев; 3 – пауза между окончанием нагрева и началом осадки; 4 – охлаждения сваренного стыка под давлением при осадке; Тн – температура нагретого инструмента; Pоп, Рн и Рос – давление, соответственно, нагретого инструмента на торцы при оплавлении, нагреве и при осадке; tоп и tн – продолжительность оплавления и нагрева; tп – продолжительность технологической паузы между окончанием нагрева и началом осадки; tохл – время охлаждения сваренного стыка под давлением осадки; t ц – продолжительность цикла сварки

Сварочные машины с высокой степенью автоматизации должны поддерживать параметры циклограммы и режим сварки автоматически, в машинах со средней степенью автоматизации часть параметров регулируется в ручном режиме, в ручных сварочных машинах автоматически поддерживается только температура нагревательного инструмента.

Сварка при помощи соединительных деталей с закладными электронагревательными элементами рекомендуется для:

соединения пластмассовых труб диаметром от 20 до 500 мм с любой толщиной стенки, а также для приварки к трубопроводу седловых отводов;

соединения длинномерных труб;

соединения труб с толщиной стенки меньше 5 мм;

ремонта трубопровода в стесненных условиях.

Сварку трубопроводов с применением соединительных деталей с закладными нагревателями производят при температуре окружающего воздуха не ниже - 5°С и не выше +35°С.

Процесс соединения труб с помощью муфт с закладными нагревателями включает:

подготовку концов труб (очистку от загрязнения, разметку, механическую обработку (циклевку) свариваемых поверхностей и их обезжиривание. Общая длина очищаемых концов труб должна быть не меньше 1,5 длины применяемых для сварки муфт;

• сборку стыка (установку и закрепление концов свариваемых труб в центрирующем приспособлении с одновременной посадкой муфты);

• подключение к сварочному аппарату;

• сварку (задание программы процесса сварки, нагрев, охлаждение соединения).

Сварку трубопроводов с применением соединительных деталей с закладными нагревателями производят при температуре окружающего воздуха не ниже -5оС и не выше +35оС. Для полиэтиленовых труб ПЭ ПЭ 80 и ПЭ 100 нижний предел – минус 15оС. При проведении сварки при более низких температурах воздуха работы выполняют в укрытиях (палатках, шатрах и т. п.) с обеспечением подогрева зоны сварки. Место сварки защищают от воздействия влаги, песка, пыли и т. п.

Присоединение к трубопроводам из полимерных материалов запорной арматуры, а также соединения полиэтиленовых труб со стальными отводами или трубопроводами целесообразно выполнять с помощью переходных элементов, включающих полиэтиленовую втулку и поворотный стальной фланец (рис. 3). Такие переходные элементы могут быть использованы и для соединения «полиэтилен – полиэтилен», например, при стыковке трубопровода с отводом.