Последовательность выполнения операций при различных видах соединения труб

Кольцевой зазор стыка заделывают цементом за один раз. Чтобы в стыке не оказались пустоты и раковины, раствор шты­куют при заливке. После использования замеса сосуд промы­вают водой. Через 40 мин после заливки раструба деталь сни­мают с приспособления Козлова, а залитые цементом стыки накрывают мокрой тканью или укладывают на 10-12 ч в ванну с водой, температура которой около 20 °С. Чем выше темпера­тура воды в ванне, тем быстрее происходит схватывание це­мента в стыке. Так, при температуре воды около 40 °С наиболь­шая прочность стыка достигается уже через 5-6 ч. После того как деталь вынули из ванны, легкими ударами молотка из сты­ков выколачивают инвентарные клинья, а отверстия от них за­делывают раствором расширяющегося цемента. Заготовлен­ные узлы трубопровода можно отправлять на объекты монтажа не ранее чем через 16 ч после заделки стыков.

Соединение чугунных труб с заделкой раструба серой произ­водят следующим образом. Перед сборкой канализационных узлов серу с каолином разогревают в специальной ванне, кото­рая защищена теплоизоляцией, а в верхней части имеет отвер­стие для загрузки серы и отвода паров и газов. Бачок для серы смонтирован внутри ванны и омывается нагревательной сре­дой - минеральным маслом, с помощью которого производит­ся нагрев серы. Подогрев минерального масла до требуемой температуры (не выше 150 °С) и подогрев сливного крана производится четырьмя электронагревательными элементами, установленными внутри ванны. Сера разогревается до 130-135 °С. При температуре более 135 °С сера становится ма­лоподвижной и при остывании - хрупкой. Разогревать серу на­до медленно в течение 1,5-2 ч. Расплавленную серу нельзя хра­нить в бачке более 2 ч.

Заделку раструба производят в следующем порядке. Рас­труб устанавливают в вертикальном положении, на гладкий конец трубы или фасонной части наматывают 2-3 витка кана­та из несмоленой пеньковой пряди, конец трубы вставляют в раструб, пеньковую прядь уплотняют конопаткой до упора раструба, после чего оставшуюся часть раструба заливают се­рой. Процесс затвердевания серы после заливки раструбов длйтся 5 мин для труб диаметром 50 мм и 100 мм и 10 мин для труб диаметром 150 мм.

Соединение труб с заделкой раструба цементом или асбесто­цементной смесью производится таким образом. На гладкий ко­нец трубы около раструба навертывают смоляную прядь, скру­ченную в жгут диаметром 7-8 мм. Чтобы конец жгута не попал в трубу и не засорил ее, при навертывании первого витка его при­жимают, захлестывая сверху очередным витком. Конопаткой жгут вгоняют в зазор раструба и уплотняют. Жгут должен запол­нить ²/₃ глубины раструба. Далее приготовляют цемент. Для за­делки раструба используют цемент марки не ниже 300. Цемент просеивают, увлажняют водой (10-12 % по массе) и церемеши- вают. Оставшееся в раструбе место (¹/₃ глубины) заполняют ув­лажненным цементом с помощью совка и зачеканивают чекан­кой до тех пор, пока чеканка не станет отскакивать от цемента.

Для получения менее жесткого стыка используют асбесто­цементную смесь, которую приготовляют путем перемешива­ния асбестового волокна не ниже IV сорта (30 % по массе) и портландцемента марки не ниже 400 (70 %). За 30-40 мин до использования асбестоцементную смесь увлажняют, добавляя воду (10-12 % массы смеси). Чтобы обеспечить хорошие усло­вия твердения цемента, раструб сверху закрывают мокрой тканью. В жаркую погоду ткань время от времени смачивают. В зимнее время для увлажнения цемента или смеси используют горячую воду, раструбы подогревают, стыки после заделки утепляют.

Соединение труб с заделкой раструба резиновым кольцом или манжетой производится следующим образом. После очистки со­единяемых поверхностей труб и резинового кольца (манжеты) от пыли и грязи уплотнитель вставляют в желобок раструба. Глад­кий конец соединяемой трубы на расстоянии 80- 100 мм покры­вают графитоглицериновой смазкой. Выверяют положение труб в плане и по вертикали. Далее на трубы надевают устройство для стяжки (винтовой или рычажный домкрат) и с его помощью плавно сближают трубы, вводя гладкий конец в раструб.

Соединение труб с заделкой раструба герметиком произво­дится так. После осмотра и очистки поверхностей трубы и рас­труба их зачищают, чтобы они имели шероховатую поверх­ность. Далее одну трубу центрируют таким образом, чтобы ши­рина раструбной щели в рабочей зоне была одинаковой по всей окружности раструба. Затем вводят виток белой пряди. Для за­делки используют герметик УТ-37А - полимерный материал вязкой пастообразной консистенции, состоящий из гермети­зирующей пасты К-1 (100 массовых частей) и отвердевающей Б-1 (9-14 массовых частей). Компоненты смешивают не более чем за 1 ч до использования герметика. Полость стыка запол­няют через специальный насадок. При вертикальном располо­жении стыка заполнение герметиком ведут так же, как заливку раструба серой; при горизонтальном расположении стыка за­полнение ведут снизу вверх равномерно с двух сторон трубы. После заполнения стыка к герметику по окружности прижима­ют накладку, которую снимают после вулканизации гермети­ка. Стыки труб, заделанные герметиком УТ-37А, выдерживают давление до 1,5 МПа.

Последовательность операций при соединении пластмассовых труб. Соединение труб сваркой производится следующим обра­зом: Сначала проводится подготовка труб, которая включает в себя осмотр труб и подборку их по диаметрам, толщинам и пар­тиям поставки. Трубы с дефектами, овальностью более 10 %, трещинами, задирами, царапинами глубиной более 0,5 мм от­браковывают. Трубы с овальностью более допустимой (10 %), ведущей к смещению кромок при сборке более чем на 10 % толщины стенок, но не более 1,2 мм, можно исправить путем ка­либровки на специальном приспособлении. Трубы с трещина­ми или другими дефектами на концах могут использоваться только после отрезки поврежденных участков, причем место отрезки должно находиться на расстоянии не менее 50 мм от края повреждения. Для соединения отбирают трубы из одной партии поставки, что позволяет уменьшить влияние свойств материала на качество сварки и подобрать трубы со стабильны­ми размерами. Недопустимо соединять трубы из полиэтилена высокой и низкой плотности, полиэтилена и полипропилена.

Далее производится очистка концов труб от грязи, масла, краски, а также поверхности труб снаружи и внутри на расстоя­нии от конца не менее чем 30 мм. Грязь удаляют водой с приме­нением волосяных щеток и последующей протиркой. Не до­пускается соскабливать загрязнения металлическими щетками и инструментом. Затем концы труб обезжиривают ацетоном (ГОСТ 2768-84*), уайт-спиритом (ГОСТ 3134-78*). Повреж­денный и подвергшийся старению поверхностный слой вырав­нивают и снимают зачисткой торцов (торцовкой) путем обрез­ки или фрезерования острым инструментом или специальным устройством. Толщина удаляемого слоя не менее 1-3 мм. Тор­цы зачищают непосредственно перед сваркой (но не ранее чем за 6-8 ч до сварки), чтобы свариваемые поверхности не окис­лились и не загрязнились.

Выполнение сварочных работ производится контактной стыковой и контактной раструбной сваркой путем нагревания до расплавления материала и последующего сдавливания со­единяемых поверхностей с охлаждением стыка под давлением. Контактную сварку выполняют при температуре воздуха не ниже -10 °С для ПНП и ПВП и 0 °С для ПП.

Контактную стыковую сварку труб осуществляют следую­щим образом. После подготовки трубы укладывают и центриру­ют, далее вводят нагревательный элемент, который оплавляет торцы труб. Затем нагревательный элемент удаляют и трубы со­единяют под давлением, выдерживая их до охлаждения стыка. Контактную сварку разделяют на механизированную и ручную.

Механизированную сварку выполняют на установках (ZIS 178/1, ZIS 178/3), обеспечивающих высокую точность поддержания технологического режима и высокое качество сварки. Сварочная установка имеет в своем составе зажимы для закреп­ления концов труб больших диаметров и нагревательный эле­мент, подвижно закрепленный на установке. Нагревательный элемент снабжен электрическим нагревом. Для этого в диск вмонтирован тепловой электронагревательный элемент (ТЭН), который питается от блока напряжением 36 В. Постоянная тем­пература элемента поддерживается терморегулятором.

При ручной сварке, применяемой в малоудобных местах (подвалах, колодцах, траншеях), используют нагревательный элемент, устройства для торцовки и центровки. Устройство для центровки труб небольшого диаметра состоит из зажимов, ко­торыми захватываются трубы, и рычагов, сжимающих их после оплавления торцов труб. При сварке после закрепления в за­жимах торцы труб приводят в соприкосновение; при этом за­зор между ними не должен превышать 0,5 мм для труб диамет­ром до 110 мм и 0,7 мм - для труб большего диаметра. Если это условие не достигается, производят дополнительную обработ­ку торцов труб. Затем трубы разводят,и в зазор между ними вво­дят нагревательный элемент.

Температуру элемента, зависящую от материала трубы, контролируют по термометру. При его отсутствии температуру можно определить приблизительно, проведя куском материа­ла, отрезанным от свариваемой трубы, по нагретой поверхно­сти элемента: он должен плавиться, но не дымиться. Оплавле­ние концов труб производят, плотно и равномерно прижимая их торцы к нагревательному элементу. Время нагрева зависит от толщины пластмассовых труб. Давление при нагреве под­держивают до тех пор, пока не будет достигнут полный контакт между свариваемыми поверхностями и инструментом. С появ­лением валика из расплавленного материала давление посте­пенно снижают, а нагрев продолжают до образования валика высотой 2-2,5 мм при толщине стенки трубы до 5 мм и не более 2-5 мм при большей толщине. После окончания оплавления трубы разводят и извлекают нагревательный элемент, а затем не более чем через 2-3 с после того, как его извлекли, плотно прижимают оплавленные концы труб (осадка труб) под давле­нием осадки 0,1-0,25 МПа. При этом образуется прочный шов. При превышении давления осадки оплавленный матери­ал выдавливается из сварного шва, что ведет к ухудшению его прочности. Сварное соединение охлаждают, не снижая давле­ния осадки, в течение 3-10 мин в зависимости от толщины стенки и вида материала труб. Не допускается при охлаждении перемещать и вращать концы труб в зоне сварного шва.

Контактную раструбную сварку выполняют в следующей последовательности. После подготовки труб нагревательный элемент вводят между их концами, которые сближают таким образом, чтобы они соприкасались с нагревательным элемен­том. После оплавления соединяемых поверхностей трубы раз­водят, удаляют нагревательный элемент и быстро вставляют гладкий конец трубы в раструб, выдерживая соединяемые де­тали в неподвижном состоянии до охлаждения.

Раструбное соединение пластмассовых труб выполняют с помощью раструбных соединительных деталей - тройников, муфт. Если их нет, сварку производят в раструб, отформован­ный на гладком конце трубы. Внутренний диаметр соедини­тельной детали или раструба должен быть меньше наружного диаметра соединяемой трубы. При сварке труб небольшого диаметра на строительной площадке элемент нагревают паяль­ной лампой или газовой горелкой. При этом температуру эле­мента контролируют термокарандашом или куском материала, отрезанным от свариваемой трубы.

При нагреве и оплавлении труб нагревательный элемент помещают между концами соединяемых труб так, чтобы дорн находился напротив раструба, а гильза - напротив гладкого конца трубы. Чтобы ограничить продольный внутренний раз­мер соединения, на гладкий конец трубы устанавливают огра­ничительный хомут на расстоянии, равном глубине раструба плюс 2 мм.

Раструб и гладкий конец трубы быстро надвигают на нагре­вательный элемент. Если этот процесс производить медленно, то концы соединяемых труб могут прогреться на всю толщину стенки или большую часть ее и потерять форму. Время нахож­дения концов труб на нагревательном элементе должно обес­печить равномерное оплавление всей площади соприкасаю­щихся поверхностей без потери формы и жесткости деталей. Процесс оплавления продолжают до тех пор, пока у кромок раструба и на трубе по всему периметру не появится валик оплавленного материала высотой 1-2 мм. После этого быстро раздвигают соединяемые трубы и удаляют нагревательный элемент из зоны соединения. Не более чем через 2-3 с трубы соединяют, вводя гладкий конец трубы в раструб и выдерживая их под осевой нагрузкой 20-30 с до начала отвердения мате­риала. Не допускается после соединения труб поворачивать и смещать их относительно друг друга.

Сварку нагретым газом с применением присадочного материа­ла выполняют путем разогрева кромок соединяемых труб (дета­лей) и прутка присадочного материала с помощью горелки и по­следующего заполнения шва материалом прутка, который вдав­ливают в разогретые поверхности. Этот способ универсален, так как позволяет производить сварку в любом положении шва, не требует точной подгонки деталей и сложного инструмента.

В горелки, используемые для подогрева стыка, газ поступа­ет от компрессора по шлангу. Газ нагревается электрической спиралью и через сопло подается в зону сварки.

Сварка труб нагретым газом может быть стыковой или рас­трубной. Прочность стыкового соединения на растяжение вы­ше, чем раструбного, а на изгиб - наоборот. Сварку труб нагре­тым газом ведут в такой последовательности: подготовляют пруток присадочного материала к сварке, подбирают горелку и включают ее, контролируют температуру нагретого газа и про­изводят сварку. При подготовке труб к сварке зачищают и обезжиривают места сварки. При стыковой сварке труб толщиной 2-5 мм снимают фаску под углом 60-65°. Материал прутка вы­бирают в соответствии с материалом свариваемой трубы, его толщиной, формой шва, прочностью соединения. Для сварки используют пруток толщиной 3-4 мм простого (круглого) про­филя при сварке труб толщиной до 5 мм и сложного (двойного) при большей толщине труб. Конец прутка обрезают под углом 30°. Горелку подбирают так, чтобы диаметр ее сопла был на 1 мм больше диаметра прутка. Подача газа 3-7 м³/ч при давле­нии перед горелкой до 0,04 МПа. Температура газа на выходе из сопла зависит от вида материала: 230-270 °С для ПВХ, ПНП; 250-300 °С для ПВП, ПП.

Горелку включают и выводят на расчетный режим так, что­бы через 3-5 мин после прогрева горелки установить требуе­мую температуру газа, регулируя его подачу: при уменьшении подачи температура газа повышается, при увеличении - пони­жается. Температуру контролируют термометром или путем теплового воздействия на контрольные образцы. При этом на образце, отрезанном от свариваемого изделия и размещенном на расстоянии 6-8 мм от сопла, через 5 с появится матовое пят­но, а белая бумага, поднесенная к соплу, окрасится в темно-бурый цвет. Нагретый газ должен быть чистым: не содержать пы­ли, масла и других веществ, ухудшающих качество шва. Чисто­ту нагретого газа проверяют, размещая на пути потока кусок белой хлопчатобумажной ткани или бумаги: на них не должно появиться черных пятен или точек.

При сварке пластмассовых труб струю горячего газа на­правляют попеременно круговыми или колебательными дви­жениями горелки на пруток и свариваемые кромки до образо­вания матовой поверхности. Расстояние между наконечником горелки и поверхностью свариваемого шва должно быть 5-8 мм. По мере размягчения прутка и свариваемых труб пру­ток с усилием (18-22 Н для прутка диаметром 3 мм и до 30 Н при диаметре 4 мм) вдавливают в разделку стыка. При этом его следует держать под углом к оси трубы: при стыковой сварке 60-90°; при раструбной 45°. Сопло горелки должно составлять с осью трубы угол 15-25° для труб с толщиной стенки до 5 мм и 30-45° для труб со стенкой свыше 5 мм в направлении, проти­воположном общему направлению сварки.

При сварке пруток держат в левой руке, зажимая большим и указательным пальцами на расстоянии 70-80 мм от поверхно­сти сварки, а сварочную горелку - в правой руке. Пруток укла­дывают в шов, обеспечивая равномерное распределение на­пряжений в шве. По мере укладки прутка пальцы передвигают равномерно вверх, не прерывая процесса сварки. При укладке первого валика часть прутка должна выступать с внутренней стороны шва на 0,5- 1 мм, а при сварке раструбных соединений катет углового шва по периметру трубы должен быть равен тол­щине стенки раструба. При размягчении прутка на расстоянии более 20-30 мм отточки сваривания сварку приостанавливают и пруток охлаждают. При смене или обрыве прутка конец при­варенного прутка нагревают и срезают под углом 20-30°, затем к полученному срезу внахлестку приваривают новый пруток. Необходимо, чтобы на шве расстояние между стыками прутков было не менее 8 мм.

Соединение пластмассовых труб на клею используют для со­единения раструбных труб и фасонных частей из ПВХ с зазо­ром и без зазора.

При склеивании труб без зазора, когда разность диаметров склеиваемых элементов менее 0,1 мм, применяют клей, состоя­щий из перхлорвиниловой смолы (14-16 массовых частей) и метилхлорида (86-84 массовых частей). При склеивании труб диа­метром более 100 мм, а также труб различных диаметров при по­вышенных температуре (более 25 °С) и скоростях движения воздуха в зоне монтажа используют клей из перхлорвиниловой смолы (14-16 массовых частей), метилхлорида (76-72 массовых частей), циклогексаната (10-12 массовых частей).

Для склеивания труб с зазором, когда разность диаметров склеиваемых элементов менее 0,6 мм, используют зазороза­полняющий клей ГИПК-127, состоящий из тетрагидрофурана (растворитель ПВХ), поливинилхлоридной смолы, оксида кремния. Трубы склеивают при температуре воздуха не ниже 5 °С. Рабочее место сварщика должно быть защищено от ветра и атмосферных осадков.

Склеивание труб производят в такой последовательности: размечают посадочную длину линейкой, складным метром и карандашом, подготовляют склеиваемые поверхности (зачи­щают шлифовальной шкуркой гладкий конец и внутреннюю поверхность раструба и обезжиривают их органическими рас­творителями - метиленхлоридом), наносят клей, соединяют трубы. Длина посадочной части равна длине нахлеста клеевого соединения, которая должна быть на 6 мм больше наружного радиуса трубы.

Перед склеиванием труб без зазора проверяют плотность сопряжения деталей. При плотном сопряжении клей наносят в один слой; при свободном сопряжении - в два слоя (второй на­носят после просыхания первого слоя до отлипа). Клей нано­сят кистью из натуральной щетины. Предварительно проверя­ют консистенцию клея, обмакивая палочку в клей: он должен стекать с палочки ровной струей (консистенция сметаны). Гус­той клей разбавляют растворителем. Сначала клей наносят кистью на внутреннюю поверхность раструба, а затем на глад­кий конец.

При склеивании труб без зазора клей наносят на ²/₃ глуби­ны раструба и на всю длину калиброванного конца трубы рав­номерным тонким слоем. При склеивании с зазором на рас­труб наносят тонкий слой, а на конец трубы - толстый слой. Гладкие концы труб из ПВХ с раструбами, имеющими желобки под резиновое кольцо, склеивают только зазорозаполняющи­ми клеями, не наносят клей на поверхность желобка. Склеенные стыки 5 мин нельзя подвергать механиче­ским воздействиям. Узлы и плети (узел - соединение трубопровода с фасонными частями; плеть - собранный участок трубопровода) труб перед монтажом выдерживают 2 ч.

Раструбное соединение пластмассовых труб с резиновым коль­цом по конструкции аналогично соединению чугунных труб и выполняется в следующей последовательности. В желоб пред­варительно очищенного раструба трубы или фасонной части вводят резиновое кольцо. Гладкий конец трубы или фасонной части (но не кольца) смазывают мыльным раствором и, слегка вращая, вставляют в раструб до нанесенной на детали метки, при этом гладкий конец не должен доходить до упора в раструб. Между торцом и упорной поверхностью раструба оставляют за­зор, обеспечивающий свободное перемещение трубы при ее уд­линении из-за изменения температуры стыков. Если кольцо находится в желобке, то деталь легко поворачивается.

Фланцевое соединение и соединение накидной гайкой осущест­вляются после формирования на конце трубы с помощью пу­ансона утолщенного бурта или отбуртовки. Соединения соби­рают так же, как на стальных трубах. Для уплотнения использу­ют прокладку из мягкой резины. Накидные гайки завертывают специальными ключами, которые не деформируют их.

Соединение пластмассовых труб с чугунными напорными рас­трубными трубами выполняют с помощью резиновых колец с последующим заполнением раструба раствором расширяюще­гося цемента. При отсутствии колец допускается заделка рас­труба смоляной прядью и расширяющимся цементом, при этом внутрь пластмассовой детали запрессовывают в нагретом состоянии отрезок стальной трубы. Поверхность труб из ПВХ на длине раструба следует очистить растворителем, покрыть слоем клея и обсыпать песком, а поверхность труб из ПВП и ПНП оплавить и покрыть песком (песок необходим для повы­шения шероховатости соединяемых поверхностей труб).

Соединение пластмассовых труб с чугунными канализаци­онными трубами производят с помощью полиэтиленового переходного патрубка, на конце которого имеется раструб с резиновым кольцом, обеспечивающим плотное соединение с пластмассовой трубой.

Соединение труб из ПВХ с полиэтиленовыми трубами осуще­ствляется с помощью переходного патрубка, который при­клеивают к трубе и уплотняют резиновым кольцом на полиэти­леновой трубе.

Соединение со стальными трубаки водоразборной и трубо­проводной арматуры выполняют с помощью фланцев и накид­ных гаек.

Последовательность операций при соединении асбестоцементных, керамических, бетонных и железобетонных труб. При соединении ас­бестоцементных трубопроводов стыки заделывают асфальтовой мастикой или цементным раствором, как правило, без чеканки. Но иногда для получения стыка повышенной прочности це­ментный или асбестоцементный раствор зачеканивают.

Асбестоцементные трубы ВТ-3 и ВТ-6 соединяются с по­мощью асбестоцементных муфт на резиновых уплотнительных кольцах, а трубы ВТ-9 и ВТ-12 - чугунными муфтами на рези­новых кольцах. Концы труб обтачивают при изготовлении на заводе до размера, равного наружному диаметру гладкого кон­ца чугунной трубы. Трубы поставляются заводами-изготовителями комплектно с муфтами и резиновыми кольцами.

При соединении керамических трубопроводов стыки уплот­няют пеньковой смоляной или битуминизированной прядью с последующим устройством замка из асфальтовой мастики, це­ментного раствора или асбестоцементной смеси. При этом гладкий конец трубы вставляют в раструб. Для заделки стыка гладкий конец обвертывают наполовину длины борозд про­смоленной пеньковой прядью, выверяют правильность поло­жения трубы, подконопачивают смоляную прядь стальной ко­нопаткой и лишь после этого приступают к заделке стыка. При заделке стыков асфальтовой мастикой свободную половину раструба заливают расплавленной мастикой (3 ч. асфальта и 1 ч. гудрона или битума марки БН-Ш). Чтобы повысить стойкость стыка, к мастике иногда добавляют известковую муку, золу, пе­сок. Перед заливкой мастикой поверхности раструба и труб должны быть хорошо высушены, так как мастика не прилипает к влажной поверхности. Заделывать стыки асфальтовой масти­кой следует очень быстро. Такой стык довольно эластичен и хо­рошо противостоит химическим воздействиям сточных вод. Иногда для ускорения работ по заделке стыков керамические трубы изготовляют с кольцами из асфальтовой мастики.