З’єднання поліетиленових труб за допомогою фланців, фітингів та зварювання

Використання труб із поліетилену (ПЕ) надає можливість прокладання трубопроводів у місцях, де раніше така операція була неможлива. Труби цього застосовуються при монтажі напірних водоводів, каналізаційних, зливових, дренажних систем. З їхньою допомогою проводиться заміна застарілих комунікацій в умовах довгих вулиць великих міст.

Схема влаштування поліетиленової труби.

Труби з поліетилену низького тиску (ПНД) створюють гідну конкуренцію чавунним та сталевим аналогам, маючи найкращі експлуатаційні характеристики. Робота з ними передбачає менші трудовитрати під час монтажу.

З'єднання поліетиленових труб здійснюється двома основними способами. В одному варіанті створюються роз'ємні вузли, які під час експлуатації можна демонтувати. При іншому методі здійснюють монолітну стиковку, яка за міцністю не поступається цільній трубі. Кожен із способів ефективний для своєї сфери використання, але застосовуватися можуть і в частинах однієї системи.

Способи з'єднання труб з поліетилену зварюванням

Зварні з'єднання мають міцність, яка дозволяє змонтований трубопровід розцінювати як цільну конструкцію, не враховуючи падіння міцності на стиках.

Схема стикового зварювання поліетиленових труб.

Гнучкість, що зберігається після монтажу, дає можливість проводити складання трубопроводу на поверхні з подальшим укладанням у траншею. Ця властивість також полегшує роботи під час бестраншейної реновації мереж. Нероз'ємні з'єднання створюються зварюванням з використанням накладної електромуфти та зварюванням встик. Обґрунтовано їхнє застосування для трубопроводів високого тиску.

Стикове зварювання поліетиленових труб діаметром більше 50 мм застосовується вжекілька десятиліть. Торцеве зварювання здійснюється за допомогою зварювально-монтажної установки, яка здійснює з'єднання труб із поліетилену діаметром від 4 мм. Зварювальний шов згодом легко піддається зачистці та дозволяє проводити ретельний контроль якості з'єднання. Агрегат комплектується такими елементами:

електропривідний торцювальник;
центратор;
нагрівальний елемент;
гідравлічний агрегат;
набір вкладок діаметром від 40 до 630 мм.

Деякі моделі установки в комплекті мають електронний контролер температури та вкладки інших розмірів.

Процес зварювання відбувається у такому порядку:

Схема поєднання поліетиленових труб.

Труби, що зварюються, затискаються в центраторі за допомогою фіксуючих хомутів і центруються.
Торці обробляються торцювальником, знежирюються та перевіряються на паралельність.
Між торцями вставляється нагрівальний елемент.
Торці розігріваються під невеликим тиском.
При утворенні кромки 1-2 мм припиняється нагрівання, торці відокремлюються від нагрівального елемента, і він знімається.
Поки торці не почали остигати, вони з'єднуються і притискаються за допомогою важеля. Стик витримується в стислому положенні без зниження тиску, доки не охолоне до температури 45-50°С.
Потім тиск на стик знімається і виріб виймається з установки.

Для зварювання бажано застосовувати труби та фасонні елементи з однієї виробленої партії. Необхідно також контролювати збіг діаметрів на стику, величину еліпсності. Відхилення кромок, що стикуються, один від одного не повинно бути більше 10% товщини стінки труби.

Під час зварювання важливо підтримувати параметри процесу, зазначені втаблиці, що додається до комплекту зварювальної установки:

температура нагрівального елемента під час роботи;
глибина плавлення кромок;
величина тиску на стик при оплавленні та при осаді.

Схема будови поліетиленової труби.

Технологія електромуфтового зварювання заснована на застосуванні нагрівальних елементів, вбудованих у фасонні елементи трубопроводів. Це заглушки, відведення, відгалужувальні сідла, трійники і т. д. При подачі електричного струму вбудована спіраль розігрівається і фасонна деталь приварюється до торця труби. Такий тип зварювання найчастіше застосовується при ремонтних роботах на трубопровідних лініях. Використовуючи його, можна врізати в експлуатовані лінії.

Як і при торцевому зварюванні, поверхні елементів, що зварюються, ретельно зачищаються і знежирюються, видаляється пил і плівки оксидів. У процесі зварювання частини, що стикуються, повинні бути стійко зафіксовані як при подачі напруги, так і під час остигання. Зварні конструкції, одержані методом електромуфтового зварювання, можна експлуатувати під тиском до 16 атмосфер. Але порівняно зі стиковим методом ця технологія потребує великих витрат.

Роз'ємні типи з'єднань поліетиленових труб

Найбільш застосованим серед роз'ємних вузлів є фланцеве з'єднання. Воно використовується при монтажі трубопроводів із значним натиском, при встановленні запірної арматури або при монтажі металевих елементів систем. Для з'єднання за допомогою металевого фланця наприкінці поліетиленової труби приварюється втулка. Зафіксований на ній фланець дозволяє зіштовхувати ПЕ трубу з краном, насосом, сталевою трубою і т.д.

Важливо, щоб на фланцях не було гострих виступаючих кромок і задирок, здатних пошкодити ПЕ труби.Для створення буртів та розтрубів матеріал нагрівається гарячою парою, повітрям, рідиною або тепловим випромінюванням. Якщо товщина бурта менша за товщину стінки, з'єднання застосовується тільки для трубопроводів низького тиску.

В умовах невеликого обсягу робіт з монтажу та малого діаметра труб, коли застосування зварювальної установки є не дуже практичним, а фланцеве з'єднання неможливе, з'єднання здійснюють обтискними (компресійними) фітингами.

Схема поєднання поліетиленових каналізаційних труб.

Цангові з'єднання створюють під час монтажу трубопроводів невеликого діаметра установкою на стик компресійних фітингів. Вони розраховані на тиск до 25 атм. та використовуються при з'єднанні труб, діаметр яких не більше 63 мм. Міцність з'єднання забезпечує врізання пластмасової розрізної втулки. Герметизує стик гумове кільце ущільнювача. При цьому для монтажу фітингів не потрібне спеціальне обладнання.

До найпростіших методів з'єднання ПЕ труб можна віднести розтрубне з'єднання. Але в більшості випадків воно застосовується лише для безнапірних систем (наприклад, системи каналізації). Фіксація труб і фітингів здійснюється за допомогою гумового кільця ущільнювача. Під час експлуатації трубопровід легко демонтується. Зручне використання розтрубних стиків при приєднанні сифонів до кухонних раковин. Видалення засоров при такому з'єднанні не викликає труднощів.

Вибір найбільш раціонального методу з'єднання ПЕ труб

Вирішуючи, як з'єднати поліетиленові труби, слід виходити з конкретних умов майбутніх монтажних робіт: робочого тиску в трубопроводі, що прокладається, діаметра труб, що використовуються, типу фасонних деталей, що застосовуються для з'єднання.

Найбільш надійне стикове зварювання, але цей метод підходить тільки для труб з діаметром понад 50 мм і з товщиною стінок понад 5 мм.
Для міцного з'єднання труб малого діаметра використовується електромуфтове зварювання.
При монтажі безнапірних трубопроводів, що працюють під невисоким тиском, ефективніше застосовувати цангові з'єднання.
Фланцеві з'єднання практичніше використовувати для стикування труб з поліетилену з металевими елементами трубопроводу.

Незалежно від того, які засоби використовуються для з'єднання ПЕ труб, ефективність їх застосування незаперечна. При монтажі систем із цього матеріалу практично не буває відходів. Швидкість операцій з їхнього з'єднання вище 2-4 разу проти металевими аналогами. Головною їхньою перевагою є низька вартість. Вони на 30% дешевші за сталеві оцинковані аналоги, рівні за діаметром.