Любой трубопровод, помимо ровных участков, имеет изгибы, повороты, переходы для уменьшения или увеличения диаметра, ответвления и прочие особенности. Для успешной реализации изменений по направлению трубопроводов были придуманы и изготовлены различные соединительные детали или фитинги.
Их функциональная задача не только поменять направление, но и присоединить дополнительное оборудование с сохранением герметичности системы.
Применяемые повсеместно в коммунальной отрасли детали трубопроводов работают с любыми транспортируемыми веществами в газопроводах, водопроводах и канализациях. В производстве область использования еще шире. По системам, их использующих, перемещают агрессивные вещества, воду, газ, нефть и ее производные.
Существует два варианта подключения фитингов к трубопроводу:
- Неразъемное. Имеется в виду приварка, пайка, бетонирование, клейка и другое.
- Разъемное. Осуществляется при помощи резьб, муфт, фланцев и прочего.
Выбирается тип соединения по материалу, среде, назначению и особенностям работы. Так, при частом использовании этого элемента (сборка, разборка, чистка, присоединение разного оборудования) рекомендуется разъемный вариант. При отсутствии данной необходимости, более правильно использовать неразъемный вариант, наделяющий соединение максимальной герметичностью. Оптимально - это сварка.
Помимо типа, подбирают и сам фитинг, в основном, исходя из выполняемой задачи.
Главные типы соединителей:
- отводы;
- фланцы;
- тройники;
- заглушки;
- переходы.
Отводы
Наиболее часто используемый фитинг, внешне представляющий часть трубы, согнутой под нужным углом в диапазоне 3 - 180°. Служит для изменения направления в любых трубопроводных системах. Самыми популярными являются углы 45 и 90°.
По способу производства отводы делятся на:
- штампованные. Получают путем сваривания штампованных листов. Материал нержавеющая, легированная или конструкционная сталь. Изготавливаемая по ТУ 102-988-95 продукция имеет хорошую прочность и невысокую стоимость. В первую очередь служат при транспортировке нефти и газа;
- гнутые. Трубные заготовки изгибают на станках в холодном состоянии или предварительно разогрев. Деталь состоит из прямого участка и изогнутого под нужным углом. Согласно ГОСТ 24950-81 угол изгиба варьируется от 2-90 градусов. Допускается эксплуатация в широком температурном диапазоне от -50 до +500 градусов, и давлении до 100 МПа;
- крутоизогнутые. Отличаются от предыдущего вида большим радиусом изгиба. Производятся путем протяжки трубы через шаблон с определенным углом изгиба. Возможно индивидуальное изготовление по чертежу заказчика. Материл легированная или нержавеющая сталь. Исполнение по ГОСТ 17235-2001 подразумевает отличное качество детали;
- точеные. Дорогостоящий и трудозатратный метод подразумевает применение токарного спец.станка и литых заготовок. Изделия могут быть любой толщины и выдержат даже высокое давление;
- секционные сварные. Бюджетный вариант, производимый из углеродистой и низколегированной стали. Несколько участков трубы свариваются под нужным углом поворота. Фитинги Ø 108-1620 и углами поворота 30-90 градусов используют при невысоком давлении до 2,5 МПа и температуре до +400 °C.
Основным достоинством этих деталей считают:
- обеспечение плавного поворота;
- отличные прочностные характеристики;
- устойчивость к перепадам температур;
- долгая эксплуатация;
- невысокая стоимость.
Большой популярностью пользуются нержавеющие отводы, имеющие в своем составе хром, что позволяет использовать их при работе в сложных условиях и с наиболее агрессивными средами. Монтаж отводов на трубопровод осуществляют путем сваривания.
Фланцы
Фланец – это круглая деталь, крепящаяся на концы труб и стягивающая их при помощи крепежных деталей, под которые предусмотрены отверстия симметрично расположенные по ее окружности. В качестве крепежа служат болты, шурупы, шпильки, гайки или шайбы.
Соединение разъемное, поэтому чаще элементы используют для подсоединения арматуры или на участках, подлежащих замене.
Производство ведется согласно нормативной документации и принятым стандартам. Условный диаметр фланца подбирается по диаметру трубы. В целях получения более герметичного соединения при монтаже используют прокладку. Обычно она из резины или паронита, и выбирается по условиям эксплуатации и транспортируемой среды.
Исходя из этих же критериев, выбирают материал и для производства самого фланца. Используется углеродистая, легированная и нержавеющая сталь.
Основные способы производства:
- ковка;
- штамповка;
- резка из целого листа.
Исходя из вида уплотнительной поверхности, различают такие типы детали:
- с впадиной;
- с шипом;
- с пазом;
- с выступом (простой или соединительный);
- с шипом или пазом, под прокладку;
- под линзовую или овальную прокладку.
В следствии выхода ГОСТа 33259 в 2015 году, сейчас фланцы разделены на 6 групп:
01. Плоские приварные с номинальным Ø10-2400 мм, давлением до 2.5 МПа и рабочей температурой выше -40°C.
02. Свободный плоский на приварном кольце. При этом соединении нет контакта с рабочей средой благодаря кольцу, привариваемому к трубопроводу. Основное преимущество – легкость присоединения арматуры или различного оборудования, поэтому чаще применяется в местах ограниченного доступа и регулярно обслуживаемых. Ø10-600 мм, рабочее давление 2,5 МПа, температура до -40C.
03 и 04. Плоские свободные имеют два варианта: на хомуте и на отбортовке, которые надевают после соединителя. Ø10-60 мм. Допускается изготовление отбортовки и соединителя из разных марок стали.
11. Приварной встык. Основное отличие – наличие специфического выступа или воротника, позволяющего снизить нагрузку на основание. Давление 0,1-25 МПа, Ø10-4000 мм.
21. Фланец корпуса арматуры. Производят методом литья. Материалы: чугун или сталь.
Они определяют сферу использования и размер детали:
- сталь. Давление до 25 МПа, Ø10-2000 мм;
- серый чугун. Давление до 1,6 МПа, Ø10-4000 мм;
- ковкий чугун. Давление до 4 МПа, Ø10-300 мм.
Преимущества фланцев:
- разнообразие видов;
- герметичность стыка;
- надежность при высоких температурах и давлении;
- возможность многократной сборки-разборки.
Наряду с большим количеством достоинств у этого фитинга имеются и недостатки. К ним относят материалоёмкость, необходимость периодической замены прокладок и регулярное подтягивание крепежных элементов, с целью сохранения герметичности. Это нужно из-за слабой устойчивости соединения к температурным колебаниям, скачкам давления и вибрации.
Тройники
Тройником называют разновидность соединителя, который позволяет разделить трубопроводную систему на три потока. Фитинг подвергается серьезным нагрузкам, поэтому имеет высокие прочностные требования.
Изготавливаются детали из следующих марок стали:
- углеродосодержащая конструкционная;
- низколегированная конструкционная;
- криогенная конструкционная;
- коррозионно-устойчивая;
- жаропрочная легированная.
Для производства используют такие методы:
- сварка. Простой и малозатратный способ заключается в сваривании элементов из раскатанного листа. Возможно индивидуальное изготовление по размерам заказчика;
- штампование бесшовное. Гидравлическое выдавливание, с последующей механической обработкой. Работает при высоких температурах и давлении;
- штампование со сваркой. Части тройника производятся согласно ГОСТ 102-488-95 методом штампования и свариваются друг с другом. Максимальный Ø 530 миллиметров;
- точение. Заготовка обрабатывается на токарном спец.станке. Производство трудоемкое, затратное и ограничено малыми диаметрами.
Тройники изготавливают:
- Равнопроходными. Горловины имеют равный диаметр и размер ответвлений.
- Переходными. Центральная горловина отличается по диаметру.
По способу монтажа детали делятся на следующие типы:
- Резьбовые. Съемное соединение позволяет обслуживать систему. С резьбой на внутренней поверхности относят к болтовым, на внешней поверхности к гаечным.
- Сварные. Прочное и долговечное соединение устойчиво к критичным температурам и высокому давлению.
- Фланцевые. Предусмотрены крепежные элементы по окружности фланца для соединения. Удобно при частой работе с участком, но сильно ограничивают рабочее давление трубопровода.
При выборе параметров тройника нужно руководствоваться условиями эксплуатации, материалами и особенностями обслуживания.
Заглушки
Заглушка – деталь, закрывающая концевые отверстия труб, а также необходимая при производстве котлов, сосудов и аппаратов.
Используется при транспортировке трубопровода, его консервации и для остановки движения потока.
Различают следующие типы заглушек:
- эллиптические. Сферический элемент с отбортованными торцами. Рассчитан на давление до 16 МПа;
- плоские. Внешне диск с патрубком, используемым при монтаже трубопровода. Допускается наличие ребер жесткости. Температура до +420 градусов;
- фланцевые. Отличаются от стандартного фланца отсутствием центрального отверстия. Могут использоваться многократно. Рабочий диапазон температур от -70 до + 600 градусов;
- поворотные. Также называют межфланцевыми или очками Шмидта. Деталь состоит из пары дисков, соединенных стенкой, глухого и с центральным отверстием. Удобны для частого обслуживания.
Марка стали подбирается, исходя из особенностей службы, рабочей температуры, необходимой прочности и коррозийной активности транспортируемой среды.
Способы установки:
- сварка. Максимальная герметичность, исключающая возможность протечки;
- фланец. Элементы притягиваются при помощи крепежных элементов. Обычно используется прокладка для хорошего сопряжения;
- резьба. Закручивание. Для большей герметичности применяют нить или ленты для уплотнения. Менее надежный способ, подразумевает использование при низком давлении и малых диаметрах.
Переходы
Переход – это фитинг, позволяющий без резких скачков изменить диаметр трубопровода.
Сегодня все переходы, в не зависимости от материала исполнения, делят на:
- Эксцентирические. Нужны для изменения давления в трубопроводе. Оси отверстий входа и выхода не совпадают. Служат на горизонтальных трубопроводах и способны выдерживать большие нагрузки, поэтому чаще применяются в ответственных местах.
- Концентрические. Напоминают внешне усечённый конус, отверстия располагаются на одной линии. Используют на трубопроводах, расположенных вертикально. Установка осуществляется методом сварки.
Маркируют эти фитинги, используя буквы «К» и «Э».
По виду соединения выделяют сварные, фланцевые и резьбовые переходы. В качестве материала применяют легированные, углеродистые и коррозионно-устойчивые стали.
По способу производства детали классифицируют:
- точёные;
- сварные;
- штампованные;
- формованные;
- штампосварные.
Изделия без сварных швов считают наиболее надежными и прочными. Такие переходы используют при высоком давлении и для транспортировки особо агрессивных веществ.
Заключение
При подборе фитинга нужно учесть тепловое расширение, и помнить о необходимости идентичности его материалов с теми, из которых изготовлена сама труба. Это правило позволит надолго сохранить герметичность и надежность при эксплуатации.
Вся продукция должна быть произведена по нормативным документам: ГОСТ, ОСТ и ТУ и подтверждена соответствующими сертификатами. Это позволит вам убедиться в ее легальном происхождении и наличии всех полезных физико-химических свойств. Основная информация: габариты, марка стали и прочее обязана быть промаркирована на изделии.