Сантехнические работы. Трубы. Инструменты и их рукоятки... ("Сделай сам" №3-4∙2007)

Сантехнические работы. Трубы

А.А. Савельев

Государственный комитет Российской Федерации по строительству и жилищно-коммунальному комплексу письмо от 19 июля 2000 г. № СК-3103/12

О преимущественном применении труб из полимерных материалов для трубопроводных систем различного назначения

Многолетний опыт эксплуатации трубопроводных систем различного назначения с использованием металлических труб выявил существенные недостатки их функционирования, главные из которых — коррозионные разрушения стенок труб и зарастание их внутренней поверхности.

Высокая аварийность трубопроводных систем жизнеобеспечения приводит к потерям до 40 % воды, 15–18 % тепла, 10–12 % нефтепродуктов и огромным ежегодным материальным затратам, связанным с ликвидацией аварии и необходимостью замены изношенных сетей. Долговечность большинства стальных трубопроводов не превышает 10 лет. Сегодня состояние трубопроводов — самое слабое звено в решении задач энергоресурсосбережения.

Надежность и долговечность трубопроводных систем может быть достигнута при использовании в напорных системах (свыше 1.5–2 МПа) металлических труб с защитными покрытиями, а в низконапорных и безнапорных системах — только неметаллических труб, особенно — труб из полимерных материалов.

В большинстве стран мира удельный вес трубопроводов из металла во внутренних инженерных системах не превышает 20–30 %. Остальной объем занимают трубы из полимерных материалов, отвечающие основным требованиям к трубопроводам: надежность, долговечность, экологическая безопасность, исключение потерь в системах, минимальные эксплуатационные затраты.

На заседании научно-технических советов в феврале 1997 г., марте 1998 г. и коллегии Госстроя России была одобрена деятельность ЗАО «Гекнта», НПО «Стройполимер», «Центросс», ТОО «Металлополимер», ЗАО «Газтурбпласт», ЦНИИСМ по внедрению на российском рынке труб из полимерных материалов отечественного производства, отвечающих техническим характеристикам лучших зарубежных аналогов. Трубы из этих материалов являются наиболее прогрессивными для монтажа систем горячего и холодного водоснабжения и систем отопления (включая напольное отопление).

В связи с вышеизложенным, в целях повышения надежности трубопроводов, применяемых во внутренних инженерных системах горячего и холодного водоснабжения и отопления, их долговечности и экологической безопасности, а также для комплексного решения задач энергоресурсосбережения Госстрой России рекомендует органам архитектуры и градостроительства, проектным организациям республик, краев и областей в составе Российской Федерации приоритетное применение полимерных, а также металлополимерных труб при проектировании и монтаже систем инженерного обеспечения зданий и трубопроводных систем различного назначения.

Мы в общих чертах знаем, что трубы бывают водопроводные, отопительные, канализационные. В жилых домах в основном применяются стальные, медные или пластиковые трубы. Монополия стальных труб, незыблемая до середины XX века, в наше время нарушена. Сегодня с ними чаще всего конкурируют полимерные и реже, в связи со своей дороговизной, медные трубы.

В России для внутренних трубопроводных систем холодного и горячего водоснабжения и отопления до последнего времени в основном применялись стальные трубы и только для гибких подводок к приборам использовались полиэтилен и сплавы меди. Еще несколько лет назад в нашем сознании сидело крепкое убеждение в том, что труба может быть только железной. Но многолетний опыт эксплуатации показал, что стальные трубы подвержены коррозии, срок их эксплуатации невелик. Коррозия ухудшает качество воды и засоряет внутреннюю полость труб, уменьшая их пропускную способность и ухудшая работу различных сантехнических устройств.

Быстрое проникновение современных строительных технологий на рынок не могло не коснуться инженерного оборудования зданий. Сегодня уже не нужно убеждать кого-либо в преимуществах применения современных полимерных трубопроводов. В последний десяток лет ситуация изменилась кардинально. На рынке появилось множество трубопроводов, различающихся не только материалом, но и способом соединения элементов системы друг с другом. На сегодняшнем строительном рынке представлен практически весь ассортимент существующих в мире трубопроводов.

Однако многообразие материалов и технологий часто вводит в растерянность не только неопытных застройщиков, но и специалистов-сантехников. Сориентироваться в этом изобилии весьма сложно, так как применение какой-то технологии требует определенных затрат, а неудачный выбор может привести к потере времени и вложенных средств.

Наибольшее распространение на российском рынке пластмассовых труб получили трубы из полипропилена и металлополимерные трубы. У каждого из этих видов труб существуют свои достоинства и недостатки. Основное преимущество полипропиленовых труб перед металлополимерными — в их более низкой стоимости. Несмотря на конструктивные различия оба вида труб выполняют в основном одинаковые задачи и предназначены для холодной, горячей воды и отопления. Правда, для систем центрального отопления по своим свойствам полипропиленовые трубы применяться не могут — чтобы прослужить десятки лет, температура воды в них не должна превышать 75 °C. Поэтому область их применения пока ограничена трубопроводами холодного и горячего водоснабжения.

Металлополимерные трубы представляют собой сложную конструкцию, состоящую из пяти слоев: из «сшитого» (модифицированного) полиэтилена, клеевой прослойки, слоя алюминиевой фольги, клеевой прослойки и защитной оболочки из полиэтилена. Алюминиевая фольга практически не влияет на эксплуатационные параметры труб — рабочее давление и температуру. Жидкость внутри трубы перемещается не по алюминиевой, а по пластмассовой трубе, и поэтому именно свойства сшитого полиэтилена определяют эксплуатационные параметры трубы. Главная задача алюминиевой прослойки — создание диффузионного барьера, препятствующего проникновению кислорода из атмосферы внутрь трубы. Другое назначение алюминиевой прослойки — частичная компенсация теплового расширения полимерной трубы. Так как коэффициент линейного теплового расширения у полимеров в 10–12 раз выше, чем у стали, то при эксплуатации в системах горячего водоснабжения и отопления в металлополимерных трубах возникает внутреннее напряжение, которое должна уравновесить клеевая прослойка. В процессе эксплуатации различные слои трубы расширяются по-разному. В результате происходит расслоение труб в процессе эксплуатации. Еще более уязвимы позиции металлополимерных труб к замораживанию. При расширении воды внутри трубы вследствие замерзания происходит деформация алюминиевой фольги и опасность разрыва сварного шва во внутренней полипропиленовой трубе.

Однако при выборе материала трубопровода простота эксплуатации и монтажа пластмассовых труб оказывает решающее значение над всеми другими видами труб. Проблема линейного расширения пластмассовых труб в стояках легко решается с помощью специальных компенсаторов. Функции компенсации линейного удлинения, выполняемые алюминиевой фольгой, имеют смысл лишь при открытой прокладке труб в системах отопления, где протяженность трубопроводов достаточно большая. В системах холодного водоснабжения и в теплых полах (там трубы замоноличивают в бетон) компенсация и вовсе не нужна.

Зарубежный опыт строительства полностью исключает открытую прокладку внутренних санитарных систем. Трубопроводы прокладывают в специальных коробах и каналах, что обеспечивает удобный доступ к ним, а также скрывает от глаз «изгиб» труб вследствие теплового расширения, который никак не сказывается на их эксплуатационных характеристиках, но кажется неэстетичным при прокладке труб на открытой поверхности стены.

Интересно сделать анализ существующих на строительном рынке пластмассовых труб (табл. 1). Анализ показывает, что в последние годы предлагается полная номенклатура пластмассовых труб. Во внутренних санитарно-технических системах зданий используют трубы из полиэтилена и сшитого полиэтилена, полипропилена, полибутилена, поливинилхлорида, хлорированного поливинилхлорида, а также композиты на основе полиэтилена, полипропилена и полибутилена. Все группы полимерных материалов характеризуются примерно одинаковой стойкостью к давлению и температуре. Так, например, все трубопроводы для горячего водоснабжения рассчитаны на максимальную рабочую температуру до 75 °C, а для отопления — 90 °C при давлении до 0,6 МПа с учетом 25-летней эксплуатации. Но способы соединений и физические свойства труб, выполненных из этих материалов, резко различаются.

Самым распространенным материалом для систем холодного водоснабжения является полиэтилен (ПЭ). При высоких температурах прочность полиэтилена падает, и он переходит в пластично-вязкое состояние. Полиэтилен быстро стареет под действием прямых солнечных лучей. Поэтому при использовании полиэтиленовых труб в наружных открытых сетях их стабилизируют, наполняя полимер сажей. Полиэтиленовые трубы эластичные и при малом диаметре поставляются в бухтах.

Одним из наиболее распространенных материалов является сшитый полиэтилен (ПЭС, РЕХ). Сшивание полиэтилена производят физическим и химическим способами, что позволяет получать материалы с разными физическими свойствами. Они могут эксплуатироваться при температуре до 95 °C и при рабочем давлении до 2 МПа (20 атмосфер). При таких параметрах трубы РЕХ можно рекомендовать как для систем водоснабжения (холодного и горячего), так и для отопления в многоэтажных домах. Из всех пластмассовых труб именно трубы из сшитого полиэтилена наиболее широко используют в системах напольного отопления. Монтаж систем из труб РЕХ осуществляют в разъемных и неразъемных вариантах. Разъемные соединения выполняют с помощью латунных фитингов (муфт, угольников, ниппелей, тройников) с уплотняющими устройствами в виде накидных гаек, цанговых устройств и т. п. Неразъемные соединения делают с помощью фитингов и обжимаемых муфт. Соединение герметизируют с помощью легких ручных обжимных прессов. Следует учитывать, что надежное и долговечное соединение можно обеспечить, используя только фитинги, специально рекомендуемые производителем труб.

Трубы из линейного полиэтилена низкой плотности PELLD (PEL) более дешевые и более гибкие по сравнению с трубами из сшитого полиэтилена и пригодны к использованию в системах холодного водоснабжения.

Полипропиленовые (ПП) трубы более жесткие, системы из них собирают при помощи фитингов: уголков, тройников и т. п. Системы из ПП-труб неразъемные. Они монтируются методом диффузионной сварки. Для устройства тонких ответвлений от магистрали с большим диаметром имеются специальные фитинги. Для сочленения ПП-труб с металлическими деталями (кранами, смесителями) изготовляют специальные фитинги с запрессованными в них латунными элементами. Полипропиленовые трубы с успехом можно использовать для внутренних систем подачи холодной и горячей воды и для отопительных систем в индивидуальном коттеджном строительстве. В таких случаях долговечность систем достигает 50 лет. Для внутренних систем холодного и горячего водоснабжения используют наиболее теплостойкую разновидность полипропилена — рандом сополимер (тип 3).

Трубы делятся на три категории:

PN10 — тонкостенный вариант, предназначенный только для холодной воды, номинальное давление 1 МПа;

PN20 — универсальная труба, применяется как для холодного, так и для горячего водоснабжения;

PN25 — трубы, армированные алюминиевой фольгой; предназначение — для низкотемпературных систем отопления (до 75 °C).

Полибутилен (ПБ) — хорошо зарекомендовавший себя материал для труб отопления и горячего водоснабжения. Основными преимуществами этих труб являются: возможность их сваривания при стыковании труб и фитингов и более чем 50-летний срок эксплуатации при температуре 70 °C.

Трубы из поливинилхлорида (ПВХ, ПВХХ). могут эксплуатироваться при температуре до 60 °C, а из хлорированного поливинилхлорида — до 95 °C. Эти трубы негорючие и обладают более низким коэффициентом линейного термического расширения по сравнению с трубами перечисленных выше материалов. Поливинилхлорид более жесткий, более химически- и светостойкий полимер, чем полиэтилен. Оптимальная область применения труб из полиэтилена и поливинилхлорида — в системах водоснабжения и локальных канализационных сетях, работающих без давления. Главнейшие преимущества полимерных труб — малый вес, гладкость стенок, коррозионная стойкость, простота монтажа. Такие трубы можно резать простой ножовкой: сети из них легко собирают вручную с помощью раструбов, муфт и фитингов, имеющих резиновые уплотняющие кольца. Сети из поливинилхлоридных труб можно собирать также с помощью клеев и сварки. Фирмы выпускают богатый ассортимент фитингов: уголков, тройников, переходников и т. п. Еще одна рациональная область применения поливинилхлоридных труб — водоотводящие системы с крыш.

Композитные (металлопластик) трубы появились на строительном рынке в начале 80-х годов. Основное преимущество многослойных композитных труб в системах водоснабжения и отопления — снижение до нормы кислородопроницаемости. Материал имеет хорошую прочность на разрыв в сочетании с гибкостью и коррозийной стойкостью. Композитные трубы используют как для систем водоснабжения, так и отопления. Режим эксплуатации: давление до 1,0 МПа, температура до 90 °C. Большинство композитных трубных систем представляет собой комбинацию сшитый полиэтилен — алюминий. Но на рынке уже имеются композитные трубы полипропилен — алюминий с наружными диаметрами 16, 20, 25, 32 и 40 мм. Существуют два вида металлополимерных труб. В одном случае алюминиевая труба находится в середине сечения трубы из РЕХ и все слои соединены клеевыми прослойками. В другом случае алюминиевая оболочка находится близко к наружной поверхности и сверху ее защищает лишь тонкий слой полимера. Металлополимерные трубы имеют в пять раз более низкий коэффициент линейного расширения. Из таких труб хорошо монтируются сложные по конфигурации системы, всевозможные подводки, например к тепловым приборам. Металлополимерные трубы эффективны в открытой проводке, в особенности для подключения различных приборов (радиаторов, водонагревателей и т. п.).

Достоинства и недостатки полимерных трубопроводов

Достоинства:

— полное отсутствие коррозии и накипи в процессе эксплуатации трубопровода;

— не требуется окраска;

— меньший (по сравнению с металлическими трубами) уровень шума потока жидкости;

— полная герметичность соединений;

— не проводят блуждающие токи;

— вес полимерного трубопровода в несколько раз меньше веса аналогичного трубопровода, смонтированного из металлических конструкций;

— в полимерных трубах, вследствие физических свойств материала, обеспечиваются лучшие, чем в металлических трубах, условия для протекания жидкости. Кроме того, проходное сечение грубы не сужается в течение всего срока эксплуатации;

— высокая химическая устойчивость трубопроводов;

— допустимое рабочее давление до 25 атм.;

— максимально допустимая температура протекающей жидкости — до 95 С (кратковременно — до 115 °C);

— система не разрушается при замерзании жидкости в трубах;

— срок службы трубопровода — свыше 50 лет;

— в процессе монтажа трубопроводов применяется уникальная техника соединения: сварка материала в единое целое (в сварном соединении отсутствуют сварные швы), что обеспечивает полную герметичность конструкций;

— процесс сварки занимает малый промежуток времени. Например, время сварки труб диаметром 20 мм составляет 9 секунд. При этом соединение можно вводить в эксглуатацию сразу же после сварки;

— в процессе монтажа металлопластиковых трубопроводов используются уникальные обжимные фитинги, позволяющие собрать трубопровод даже необученному человеку;

— компоненты трубопровода изготавливают из полимера — материала, не наносящего вред окружающей среде. Ни при его обработке, ни при утилизации отходов не образуются экологически вредные вещества;

— наличие диффузионного барьера в металлополимерных трубах в виде слоя алюминиевой фольги, является отличным техническим решением, позволяющим надежно защитить дорогостоящие и ответственные элементы систем отопления (котлы, теплообменники, насосы, радиаторы) от агрессивного воздействия кислорода.

Недостатки:

— в основной своей массе полимерные трубопроводы изготавливают из горючих материалов. Поэтому СНиП рекомендует устанавливать трубопровод в закрытой нише стены или пола;

— у всех полимерных трубопроводов большой коэффициент теплового линейного расширения, на трубопроводах значительной протяженности нужно устраивать тепловые компенсаторы.

(Еще один аргумент в пользу устройства трубопроводов в нише: от теплового удлинения труба в нише может изогнуться, ее все равно никто не увидит.);

— компоненты металлопластиковых труб имеют различный тепловой коэффициент линейного расширения. При перепадах температур теплоносителя из-за различного температурного коэффициента может произойти расслоение трубы по клеевому слою;

— большинство полимеров боятся ультрафиолетового излучения, во избежание старения труб они должны быть ограждены от прямого солнечного света;

— так как пластиковые трубы обладают диэлектрическими свойствами, заземление через них невозможно. В процессе эксплуатации пластмассовые трубопроводы накапливают заряды статического электричества, что может явиться причиной пожаров и взрывов. Поэтому при проектировании таких трубопроводов необходимо предусмотреть заземление металлических ванн и моек для уравнивания потенциалов в соответствии с требованиями действующих нормативных документов.

* * *

Рассмотрим некоторые виды труб поподробнее, но с некоторой оговоркой. Времена, когда на всей территории страны производились трубы по единому стандарту, благополучно канули в Лету. Теперь каждая фирма-производитель выпускает свою продукцию, руководствуясь собственными техническими условиями (ТУ), и как-то обобщить разнообразную номенклатуру изделий в рамках этой статьи вряд ли удастся. Поэтому будут описаны основные свойства труб и способы их монтажа. Современная сборка труб не вызывает каких либо трудностей и вне зависимости от материла труб сводится к трем-четырем приемам: резьбовая сборка, сборка с пресс-обжимом, сварка или склейка труб. Резьбовое соединение выполняют с помощью двух гаечных ключей, и оно под силу любому мужчине. Сварка или сборка труб обжимом делается специальным инструментом. Такой инструмент часто дают на прокат за небольшую плату в магазинах сантехники, овладеть методами работы этим инструментом можно за считанные минуты. Времена, когда для устройства трубопроводов была нужна газовая сварка и пара-тройка сантехников, ушли вместе с металлическими трубами. Сборка современного трубопровода не сложнее детского конструктора. Общим элементом всех механических соединений является штуцер, на который надевают трубу. Наружная поверхность штуцера имеет кольцевые выступы — для соединения труб из сшитого полиэтилена, а для соединения металлополимерных труб предусматриваются еще и кольцевые проточки для укладки в них уплотнительных колец/Другой конец штуцера имеет резьбу для присоединения к арматуре, коллектору или прибору.

Для полипропилена и полибутилена (трубы НПО «Стройполимер», Aquaterm, Prandelli, Arili, Ege Polimer) обычно используют метод диффузионной сварки, для ПВХ (Nibco) агрессивные клеи. Трубы из сшитого полиэтилена (Wirsbo, Rehau, Uponor), а также композитные (РТИ Каучук, НИИКИМТ, Henco, Giacomini, Kitek, Valsir и Unicor) не варят, а потому соединяют с помощью резьбовых компрессионных или обжимных гильз.

• Трубы металлопластиковые

Металлополимерные, трубы выпускаются двух типов (рис. 1).

Рис. 1. Металлополимерные трубы:

_{а — с клеевыми прослойками; б — с перфорированным алюминиевым слоем; 1 — слой алюминия; 2 — внутренний слой из сшитого полиэтилена; 3, 4 — два клеевых слоя, связывающие между собой слои полиэтилена и алюминия; 5 — наружный слой из сшитого полиэтилена}

Первый — алюминиевый слой расположен между двумя приблизительно одинаковыми слоями полимера. Сцепление алюминия с полимером обеспечивается клеевой прослойкой. При таком решении в качестве полимера используется «сшитый» полиэтилен, и труба в этом случае обозначается РЕХ-А1-РЕХ.

Второй — алюминиевый слой располагается на наружной поверхности полимерной трубы. Сверху алюминий защищается тонким слоем полимера. Сцепление в этом случае обеспечивается либо клеевыми слоями (труба РЕХ-Stabil), либо с помощью полимера, затекающего в перфорацию на алюминиевой трубе (например, комбинированные трубы PN 25).

Алюминиевая труба в рассмотренных вариантах металлополимерных труб получается из полосы алюминиевой фольги, сворачиваемой вокруг полимерного сердечника и свариваемой с помощью лазера.

Металлополимерные трубы РЕХ-А1-РЕХ применяются в системах холодного и горячего водоснабжения. Применяются в системах радиаторного и напольного отопления, в технологических трубопроводах и системах водоподготовки, для отопления открытых площадок и лестничных сходов, бассейнов, а также для систем подогрева грунта в теплицах и оранжереях. Металлополимерные трубы могут применяться как отдельно, так и в сочетании с другими видами труб. Основные технические характеристики металлополимерных труб РЕХ-А1-РЕХ приведены в таблице 2 приложения.

В соответствии с принятыми международными правилами трубы в процессе их производства маркируют несмываемой краской (рис. 2).

Рис. 2. Пример маркировки металлополимерных труб

Системы трубопроводов из металлополимерных труб пригодны для всех известных видов прокладки. Благодаря особым свойствам металлополимерных труб сокращается время монтажа систем за счет уменьшения количества соединений и отсутствия расходных материалов и предварительных заготовок. Учитывая гибкость труб, при монтаже систем водоснабжения и отопления можно использовать как традиционную тройниковую, так и коллекторную схему.

В современном строительстве коллекторная схема имеет широкое распространение благодаря своей надежности и ремонтопригодности, простоте теплового и гидравлического расчета и из-за возможности размещения регулирующей и запорной арматуры в одном технологическом шкафу.

Металлополимерные трубы предпочтительно прокладывать скрыто в бороздах, каналах и шахтах, при этом должен быть обеспечен доступ к разъемным соединениям и арматуре путем устройства дверок и съемных щитов, на поверхности которых не должно быть острых выступов.

В случае замоноличивания горизонтальных трубопроводов, для предотвращения образования воздушных пробок в трубах, их следует прокладывать с подъемом более 0,003 в сторону водоразборной арматуры. Замоноличенный трубопровод целесообразно прокладывать в кожухе (например, труба в трубе). До замоноличивания трубопроводов необходимо выполнить исполнительную схему монтажа данного участка и провести гидравлические испытания.

Бухты труб, хранившиеся или транспортировавшиеся при температуре ниже 0 °C, должны быть перед раскаткой выдержаны в течение 24 часов при температуре не ниже 10 °C. В процессе размотки бухт и монтажа трубопроводов необходимо следить, чтобы маркировка на трубах находилась на одной образующей поверхности трубы. Прокладку трубы следует вести без натяга, свободные концы закрывать заглушками во избежание попадания грязи и мусора в трубу.

Для соединения металлопластиковых труб используются оригинальные фитинги: под опрессовку и под зажим (рис. 3).

Рис. 3. Пресс-фитинги:

_{а — обжимной, б — резьбовой}

Использование фитингов, входящих в поставку фирмы-производителя, позволяет значительно сократить трудоёмкость и продолжительность сборки. Монтаж не требует специального дорогостоящего инструмента и высокой квалификации исполнителя. Таким образом, достигается экономия средств на этапе проведения сборки системы.

При использовании пресс- и резьбовых фитингов наружная пресс-гильза спрессовывается на трубу. О-образные кольца обеспечивают плотность между вставкой и внутренней стенкой трубы.

Запрессовку в резьбовых фитингах осуществляют плотной затяжкой накидной гайки. В прессовых фитингах сжиманием внешней гильзы из нержавеющей стали при помощи специального прессовочного инструмента. Пресс-соединение не может быть рассоединено, в то время как при резьбовом соединении можно развернуть гайку, при этом вставка останется плотно соединенной с трубой. Пресс-клещи подходят для использования как с электрической пресс-машиной, так и с аккумуляторным прессом. Для диаметров от 14 до 20 мм существует ручная пресс-машина. Для соединения резьбовых фитингов нужны только гаечные ключи.

Технология монтажа трубопровода с резьбовыми фитингами

Монтаж трубы (рис. 4) осуществляется с помощью специальных латунных фитингов компрессионного типа. Эти фитинги состоят из штуцера, разрезного кольца и накидной гайки и обеспечивают надежное соединение труб и фитингов при помощи простого гаечного ключа.

Рис. 4. Схемы резьбовых фитинговых соединений от различных производителей:

_{а — Vestol ZBK (Польша); б — Comap (Франция); в — «евроконус», фирма Oventrop; г — соединение с неразрезным кольцом (Vestol); 1 — полимерная или метоллополимерная труба; 2 — накидная гайка; 3 — металлическое разрезное кольцо; 4 — штуцер; 5 — торцевая диэлектрическая прокладка (только для металлополимерных труб); 6 — уплотнительное кольцо; 7 — корпус фитинга; 8 — конус}

Главным преимуществом данного соединения является то, что при монтаже не требуется никакого специального оборудования, а также при необходимости есть возможность демонтажа любого соединения.

Трубу отрезают перпендикулярно оси специальным труборезом для композитных труб или ножовкой с мелким зубом. Гнут руками или трубогибом. Существуют также специальные пружины для сгиба трубы без заломов. Минимальный радиус изгиба 5 наружных диаметров сгибаемой трубы. При закреплении труб требуется минимум зажимов и хомутов, так как трубы отлично сохраняют форму и коэффициент их линейного расширения значительно меньше по сравнению с пластиковыми трубами. При применении рассмотренных выше соединений следует убедиться в их совместимости, ведь у разных фирм-изготовителей наружные диаметры и толщина стенок труб (даже для одинакового номинального давления) редко совпадают.

Последовательность соединения:

1. Отрежьте трубу согласно разметке.

2. Снимите фаску на внутренней поверхности и развальцуйте трубу.

3. Наденьте на трубу накидную гайку и разрезное кольцо.

4. Откалибруйте трубу и разметьте глубину ввода.

5. Увлажните соединение.

6. Соедините трубу с фитингом так, чтобы торец трубы упирался в кромку фитинга.

7. Ключами затяните гайку до упора, но не перетягивайте. Будьте внимательны при затягивании. Не допускайте перекосов и смещений.

В металлопластиковых трубопроводах однажды собранный узел теоретически можно разбирать и собирать повторно, но, как показывает практика, соединение лучше не трогать. Поэтому в случае ремонта трубопровода нужно вырезать поврежденную часть и вставить новую, соединив её фитингами под опрессовку или под зажим.

При монтаже трубопроводов нужно соблюдать некоторые меры предосторожности: использовать трубы в строгом соответствии с их рабочими характеристиками (давлением и температурой); при транспортировке труб не допускать повреждения их поверхности; использовать фитинги того же производителя, что и трубы; не применять чрезмерную силу при завинчивании гайки фитинга.

Технология монтажа трубопровода с пресс-фитингами

Наряду с фитингами компрессионного (резьбового) типа все чаще используются при монтаже систем отопления и водоснабжения — «пресс-фитинги» (рис. 5).

Рис. 5. Схемы различных npecc-фитинговых соединений от различных производителей:

_{а — со стальной обжимной муфтой; б — с натяжной латунной муфтой; в — с обжимным хомутом; 1 — металлополимерная или полимерная труба; 2 — стальная обжимная муфта; 3 — фитинг; 4 — диэлектрическая прокладка; 5 — уплотнительное кольцо; 6 — надвижная латунная муфта; 7 — обжимной хомут}

Они имеют некоторые преимущества по сравнению с компрессионными фитингами. Условия монтажа пресс-фитингов допускают их скрытую прокладку, заливку в бетон, что расширяет возможности при проектировании инженерных систем, увеличивает их надежность, сокращает количество используемой арматуры, уменьшает расход труб, что в конечном итоге влияет на стоимость всего проекта.

Многими фирмами для неразъемного соединения металлополимерных труб применяется конструкция со стальной обжимной муфтой.

С торца отрезанной металлополимерной трубы снимается внутренняя фаска, внутрь ее вставляется калибр для выправления овальности, образующейся при резке. В откалиброванную трубу вставляют штуцер с надетыми на него резиновыми уплотнительными кольцами. Во избежание электрокоррозии в месте контакта торца металлополимерной трубы (алюминия) с металлической соединительной деталью устанавливают диэлектрическую прокладку. Для обжатия стальной муфты используют стандартные пресс-клещи с набором вкладышей с размерами, соответствующими диаметрам труб.

По завершении обжима должны наблюдаться две равномерные кольцевые полосы, и металл должен быть дугообразно изогнут. Допустимое рабочее давление транспортируемой жидкости в местах соединения — до 10 бар.

Немецкая фирма Rehau предлагает неразъемное соединение, в котором обжим трубы на штуцере производится натяжной латунной муфтой. На штуцер с кольцевыми выступами надевают предварительно расширенную специальным эспандером (или нагревом строительным феном) трубу, после чего с помощью специального устройства муфту надвигают до упора в бортик штуцера.

Шведской компанией Wirsbo разработано и внедрено пресс-соединение на основе бокового болтового соединения, конструкция которого хорошо знакома всем без исключения автомобилистам.

• Трубы из полипропилена

Соответствие труб и фасонных деталей из полипропилена российским стандартам (ГОСТ 22648-77, ТУ 38.102100-89) подтверждено сертификатом Госстандарта России.

Благодаря особым свойствам материалов трубопроводная система может быть использована: в водоснабжении домов, присоединении бойлеров, распределении воды, водопроводных стояках, распределении по этажам (обычное или в каждой точке отбора с индивидуальным подключением), присоединении трубопровода к существующим сетям водоснабжения, смонтированным из металлических труб, в сети отопления, подключении к котельной установке, распределительных устройствах, стояках отопления, присоединении металлических радиаторов.

Система включает в себя все компоненты, необходимые для монтажа трубопровода, что позволяет отказаться от смешанного монтажа и производить оптимальный монтаж без ущерба для качества трубопровода. А также возможности системы позволяют осуществлять подключение полипропиленового трубопровода к металлическому. Трубы экологически чисты и с успехом применяются в трубопроводах холодного и горячего водоснабжения, отопления и пневмопроводах с рабочим давлением до 25 атм. Благодаря фитингам с хромированными латунными вставками трубы легко комбинируются с имеющейся стальной арматурой. Рекомендуются для монтажа под штукатурку. Укладываются в грунт без изоляции.

Трубы и фитинги изготавливают из полипропилена тип 3 (РР-TYP 3). Трубопроводные системы из РР-TYP 3 в зависимости от рабочего давления могут работать в течение долгого времени с температурой жидкости до 95 °C. Расчетная продолжительность службы трубопровода составляет при этом более 50 лет. Температуры порядка 100 °C, возникающие вследствие кратковременных неисправностей, не оказывают отрицательного влияния на срок службы трубопровода.

Все части трубопровода, находящиеся в контакте с питьевой водой, соответствуют действующим стандартам России. Пригодность полипропилена указанных марок для работы в контакте с жидкими пищевыми продуктами подтверждается национальными сертификатами Бельгии, Германии, Великобритании, Италии, Испании, США.

Трубы и фитинги из полипропилена (РР-TYP 3) соответствуют требованиям противопожарной защиты класса «Нормально воспламеняющийся». В качестве противопожарного средства на трубопроводах должна быть сделана обшивка из несгораемых материалов. Она устанавливается в местах, к которым предъявляются требования пожарной безопасности. Длительный срок службы серийной трубы из полипропилена в трубопроводах горячего водоснабжения и отопления (до 50 лет), а холодного водоснабжения и в воздухопроводах (от 50 до 100 лет) позволяет проводить монтаж трубопровода под штукатурку либо в закрытых нишах стен, что значительно повышает противопожарную стойкость систем из полипропилена.

Наиболее часто применяемыми для монтажа трубопроводных систем холодного, горячего водоснабжения и отопления являются трубы PN10 и PN20.

Комбинированные трубы (PN25) из РР-TYP 3. Непосредственное соединение полипропилена типа 3 с алюминием значительно повышает стабильность и прочность труб. Благодаря такому соединению комбинированные трубы имеют более тонкие стенки, чем обычные полипропиленовые трубы, и позволяют обеспечивать больший расход жидкости. Предназначены для специального использования — главным образом, в отопительных трубопроводах, а также в трубопроводах горячего водоснабжения.

Трубопроводные системы из РР-TYF 3 пригодны для всех известных видов прокладки: открытой и скрытой, прокладки по стене.

Использование труб из РР-TYP 3 позволяет исключить применение разъемных соединений в труднодоступных и недоступных местах. Осуществление индивидуального подключения точек отбора обеспечивается наличием всех необходимых фитингов и применением современной аппаратуры соединения.

Принципы прокладки полимерных труб

Поскольку полимерные трубы отличаются большим температурным удлинением, в способе их прокладки существуют некоторые особенности, позволяющие избежать разрушения труб от температурных перепадов. Расширение трубопроводов зависит от нагрева трубы, в трубопроводах холодного водоснабжения удлинения трубы практически не происходит, поэтому им можно пренебречь.

При прокладке трубопроводов горячего водоснабжения и отопительных линий необходимо учитывать изменение длины труб. При этом необходимо рассматривать следующие виды прокладки труб: прокладка под штукатуркой, прокладка в шахтах и каналах, открытая прокладка.

При прокладке под штукатуркой расширение труб, как правило, не принимается во внимание. Если трубы прокладывают в теплоизоляции, то последняя обеспечивает трубе достаточное пространство для расширения. Если же возникающее расширение не может быть компенсировано изоляцией, напряжения от остаточного расширения воспринимаются материалом стены. То же самое относится к трубопроводам, которые не должны быть изолированы. Линейное температурное расширение предотвращается посредством укладки трубы в сплошном полу, бетоне или штукатурке; Возникающие при этом усилия сжатия и растяжения воспринимаются окружающим материалом.

При открытой прокладке стояков отопительных сетей необходимо учитывать, что деформация трубопровода вследствие линейного расширения трубы вызовет повышенный уровень шума протекающей жидкости и негативно скажется на стабильности трубопровода в целом. Во избежание этого при монтаже стояков отопительных систем рекомендуется применять комбинированные трубы из РР-TYP 3 с коэффициентом линейного расширения 3,00∙10^-5 К^-1. Стояки из комбинированных (металлопластиковых) труб можно прокладывать жестко, без температурной компенсации.

При прокладке трубопровода в шахтах и каналах необходимо предусмотреть варианты компенсации линейного расширения трубы в месте ответвления (рис. 6).

Рис. 6. Варианты компенсации линейного расширения стояка в месте ответвления:

а _{— оптимально разместить стояк в шахте; б — увеличить размер обшивки трубы; в — использовать пружинящий компенсатор}

Такую компенсацию можно обеспечить, увеличив размер отверстия в шахте или канале для свободного движения в нем отвода, либо создав прямой или Г-образный участок отвода компенсационной длины. Необходимо следить за тем, чтобы ответвления труб имели достаточную возможность упругого изгиба соответственно линейному расширению трубы-стояка.

Данное условие может быть выполнено тремя способами:

1. Оптимально разместить стояк в шахте (как можно дальше отодвинуть стояк от стены, тем самым увеличить плечо изгиба).

2. Увеличить размер обшивки трубы. Этим достигается возможность упругого изгиба ответвления трубы.

3. Использовать пружинящий компенсатор для нейтрализации упругого изгиба.

При прокладке в шахтах и каналах необходимо устанавливать точки жесткого крепления не более чем через 3 метра. В случае значительных изменений длины трубопровода между точками жесткого крепления, необходимо предусматривать специальные компенсаторы линейного расширения, как и при открытой прокладке.

При открытой прокладке трубопроводов большое значение придается внешнему виду и прочности формы. У открыто прокладываемых трубопроводов, уже при проектировании необходимо учитывать линейное расширение. Направление прокладки труб надо проектировать и выполнять так, чтобы труба могла свободно двигаться в пределах величины расчетного расширения. Расчет должен производиться специалистами-теплотехниками.

Для восприятия линейного удлинения также используются следующие конструкции: П-образный компенсатор, Г-образный компенсатор, петлеобразный компенсатор, прокладка труб в виде змейки (рис. 7).

Рис. 7(1). Компенсатор температурного расширения полимерной трубы:

_{а — П-образный компенсатор; б — расчетная схема П-образного компенсатора}

Рис. 7 (2). Компенсатор температурного расширения полимерной трубы:

_{а — Г-образный компенсатор; б — расчетная схема Г-образного компенсатора}

Рис. 7(3). Компенсатор температурного расширения полимерной трубы:

_{а — петлеобразный компенсатор; б — схема прокладки трубопровода «змейкой»}

Петлеобразный компенсатор следует применять при величине температурного удлинения трубопровода не менее 0,4d. Значение геометрических параметров дуги «змейка» при единичном диаметре трубы приведены в приложении. Прокладка полимерных труб «змейкой» — самый распространенный способ компенсации температурного расширения, при скрытом монтаже труб.

Хомуты для крепления трубопроводов должны быть применены в соответствии с наружным диаметром полипропиленовых труб. Крепеж для погашения линейного температурного удлинения подразделяется на два принципиально разных вида исполнения:

— точка жесткого, неподвижного крепления;

— точка подвижного крепления, то есть направляющая или скользящая опора.

Трубопроводы разделяются на отдельные участки путем распределения точек жесткого крепления (рис. 8).

Рис. 8. Крепление трубопроводов:

_{а — П-образного компенсатора; б — Г — образного компенсатора}

Таким образом предотвращается перемещение трубопроводов и гарантируется их надежная прокладка. Точки жесткого крепления рассчитывают и выполняют с учетом действия сил, возникающих при расширении трубопроводов. Хомуты и держатели должны быть надежно закреплены. Качающиеся хомуты непригодны в качестве точек жесткого крепления.

Скользящие крепления удерживают трубопровод, но допускают движение трубы вдоль оси вследствие линейного расширения. Назначение скользящих креплений — удерживать трубу в нужном положении и направлять ее линейное удлинение в сторону компенсирующих элементов. При определении точки скользящего крепления необходимо следить за тем, чтобы перемещению трубопровода не мешали соединенные с ним фитинги и прочая арматура. Кроме того, при прокладке трубопровода недопустимы перекосы.

Расстояние между опорами трубопровода из РР-TYP 3 определяется по таблице приложения.

Сварка полимерных трубопроводов

Для сварки пластмассовых деталей трубопроводов используют специальный сварочный аппарат (рис. 9).

Рис. 9. Общий вид сварочного аппарата

Сварочный аппарат устанавливают на ровной поверхности. Закрепляют с помощью специальных ключей сменные нагреватели необходимого размера. При установке нагревателей необходимо следить за тем, чтобы поверхность насадок не выступала за край нагревательного элемента. Насадки должны плотно прилегать к нагревательному элементу. На аппарате устанавливают температуру сварки (для полипропиленовых труб 260 °C). В зависимости от температуры окружающей среды нагрев длится 10–15 минут. Рабочая температура на поверхности нагревательных пластин достигается автоматически.

Нагревательные элементы представляют собой гильзу для оплавления наружной поверхности конца трубы и дорн для оплавления внутренней поверхности раструба соединительной детали.

Первую сварку рекомендуется производить через 5 минут после нагрева сварочного аппарата. Раструбную сварку (рис. 10) пластмассовых деталей друг с другом производят следующим образом:

1. Обрезать трубу под прямым углом к оси трубы при помощи специального резака или ножовки.

2. На конце трубы снять фаску под углом 30°. Перед сваркой армированных труб с помощью специальной зачистки необходимо снять верхний слой из полипропилена — алюминия. При этом используются инструменты с хорошо заточенными ножами. Глубина зачистки — по упору инструмента — определяет глубину сварки, что позволяет обойтись без применения шаблона.

3. Конец трубы и раструб фитинга перед сваркой при необходимости очистить от пыли и грязи и обезжирить.

4. На трубе нанести метку на расстоянии, равном глубине раструба, плюс 2 мм.

5. Поместить соединяемые детали на соответствующие насадки (трубу вставить в гильзу до отметки, обозначающую глубину сварки). Для лучшей ориентации можно использовать вспомогательные маркировки на фитингах.

6. Выдержать время нагрева, после чего снять детали с аппарата и соединить их друг с другом, не проворачивая детали по оси.

7. После сварки необходимо выдержать время охлаждения.

Рис. 10. Сварка полимерных труб:

_{1 — раструб; 2 — труба; 3 — ограничительный хомут; 4 — нагревательный элемент (дорн, гильза); 5 — сварные швы}

После каждой сварки рабочие поверхности нагревательных элементов необходимо очищать от налипшего материала. Очистка осуществляется в нагретом состоянии мягкой тканью из несинтетического материала для предотвращения повреждения тефлонового слоя нагревательного элемента.

При сварке труб диаметров до 40 мм можно использовать ручной сварочный аппарат, при сварке труб диаметром более 40 мм рекомендуется использовать аппараты с центрирующими приспособлениями. При использовании центрирующих приспособлений следует руководствоваться инструкциями по их эксплуатации.

В целях обеспечения качественного соединения деталей необходимо руководствоваться данными, приведенными в таблице приложения.

Внешний вид сварных соединений должен удовлетворять следующим требованиям:

1. Нарушение соосности труб более чем на толщину их стенки не допускается.

2. Наружная поверхность соединительной детали, сваренной с трубой, не должна иметь трещин, складок или других дефектов, вызванных перегревом.

3. У кромки раструба соединительной детали, сваренной с трубой, должен быть виден сплошной, по всей окружности, валик оплавленного материала, выступающий за торцевую поверхность соединительной детали.

Стыковая сварка может осуществляться между трубами с толщиной стенки более 4 мм. Перед сваркой торцы свариваемых труб необходимо отторцевать для придания параллельности их поверхностям. Сварку осуществляют нагревательным элементом с плоской нагревательной поверхностью. При стыковой сварке важно обеспечить соосность свариваемых труб, поэтому такую сварку осуществляют, как правило, с использованием центрирующих приспособлений. В остальном процесс стыковой сварки аналогичен раструбной сварке.

При сварке электрофитингом используются специальные фитинги с встроенным нагревательным элементом (спиралью). После установки трубы в электрофитинг необходимо обеспечить прочное удержание положения трубы, так как при нагреве из-за увеличения объема пластика происходит выталкивание трубы из фитинга. В электрофитинг трубу вставляют с обоих концов, после чего контактными проводами электрофитинг подключают к специальному электросварочному аппарату. Величину и длительность подаваемого напряжения регулируют этим сварочным аппаратом, как правило, автоматически, в зависимости от размера электрофитинга. Подготовительные операции не отличаются от раструбной сварки.

Сварку соединений следует производить в проветриваемом помещении. При работе со сварочным аппаратом следует соблюдать правила техники безопасности при работе с электроинструментом. При контакте с открытым пламенем полипропилен горит коптящим пламенем с образованием расплава и выделением углекислого газа, паров воды, непредельных углеводородов и газообразных продуктов.

Применение открытого пламени для сварки трубопроводов категорически запрещается!

Сварка трубопровода по месту (приварных седел)

Приварные седла применяются: для монтажа последующих ответвлений от трубопровода, для ремонта существующих систем.

Рабочая температура для сварки приварных седел составляет 260 °C. Свариваемые поверхности трубы и седла должны быть чистыми и сухими. Инструментом приварки седла в течение 30 сек нагревается наружная поверхность трубы, пока на краю инструмента не образуется наплыв. Не прерывая процесса нагревания наружной поверхности трубы, в течение 20 секунд одновременно нагревается приварное седло. Отложив сварочный прибор быстро, не проворачивая, прижать приварное седло точно к предварительно нагретому участку поверхности трубы. Зафиксировать соединение на 30 сек. После 10-минутного охлаждения соединение можно эксплуатировать с полной нагрузкой. По окончании сварки для подключения ответвления необходимо просверлить дно седла и стенку трубы. Применяются обычные спиральные сверла с установочной шайбой (для контроля необходимой глубины сверления).

Для сварки деталей трубопровода диаметром 50 мм и более, а также для высокоточного монтажа используется специальный стационарный аппарат.

Технология монтажа трубопровода с самообжимающими фитингами

Это соединение применяется в полимерных трубопроводах компании Wirsbo, оно основано на повышенной эластичности и молекулярной памяти материала труб и колец, обжимающих фитинг. Монтаж системы не требует применения специальных дорогостоящих инструментов и выполняется без склеивания, пайки и нарезания резьбы. Соединение труб, несмотря на кажущуюся «игрушечность», получается простым и надежным. При критических растягивающих нагрузках разрывается труба, а соединение остается в первозданном виде.

Соединения самообжимающими фитингами (рис. 11) используют для монтажа систем отопления, холодного и горячего водоснабжения с трубами диаметром 16–40 мм.

Рис. 11. Соединение самообжимающими фитингами

Область применения тех или иных фитингов различается цветом самообжимных колец. Для труб в системах отопления используют белые кольца, в системах горячего водоснабжения — красные, а в системах холодной воды — синие.

Установите кольцо на трубе так, чтобы оно выступало не более, чем на 1 мм за конец трубы. Кольцо должно быть плотно установлено на трубе. Если кольцо скользит по трубе, необходимо его сдвинуть вдоль трубы и при помощи экспандера расширить конец трубы, затем установить кольцо в требуемое положение.

Установите на эспандер раздвигающую головку, соответствующую диаметру трубы. Разведите ручки экспандера (между ними должен образоваться угол 90°). Вставьте сегменты головки в трубу на максимальную глубину и, не применяя чрезмерной силы, сведите вместе ручки инструмента. При расширении труб диаметром 20 мм и более нужно придержать инструмент в таком положении на несколько секунд. Затем быстро разведите ручки и проверните головку инструмента, вставьте головку глубже в трубу и еще раз соедините ручки инструмента вместе. Процесс расширения и поворота трубы необходимо повторять до тех пор, пока сегменты расширительной головки полностью не войдут в трубу. Но не следует превышать максимальное количество расширений. Для труб диаметром 16 мм — 4 расширения, 20 мм — 5, 25 мм — 7, 32 мм — 13. После этого удалите головку из трубы, и быстро наденьте расширенную трубу на фитинг.

Пока труба схватывает фитинг, ее нужно удерживать в руке (3 сек). Через полчаса соединение можно подвергать гидравлическому испытанию. Но требуемую прочность соединение достигает только через 6 часов.

Подключение сантехнической арматуры

Запорная и водозаборная арматура должна иметь неподвижное крепление к строительным конструкциям для того, чтобы усилия, возникающие при пользовании арматурой, не передавались на трубы (рис. 12). Существует несколько приемов закрепления в стенах полипропиленовых фитингов.

Рис. 12. Способы крепления к стене полимерных фитингов:

_{а — настенную пластину устанавливают в стенной щели или под штукатуркой; б — пластину для пустотелой стены устанавливается в стенной щели; в — переходный угольник (наружная/внутренняя резьба) для пустотелых стен с длиной резьбы 30 мм; г — настенные пластины для двойного подключения арматуры с монтажной платой; д — двойной монтажный узел, включая 2 переходных угольника (наружная/ внутренняя резьба) с контргайкой, уплотнением и прижимной шайбой; е — деталь для подключения на пустотелых стенах с переходным угольником}

Транспортировка и складирование полимерных труб

Трубы можно складировать при любой наружной температуре. Место для склада следует выбрать так, чтобы трубы прилегали к поверхности пола (стеллажа и т. д.) по всей длине. Следует избегать изгиба труб при складировании и транспортировке. При отрицательных температурах существует опасность повреждения труб вследствие сильных ударов. Поэтому при низких температурах с материалом следует обращаться осторожно. Складирование следует производить в месте, защищенном от прямых солнечных лучей.

Некоторые рекомендации по применению полимерных труб

Полипропиленовые трубы лучше применять для наружных сетей (скважины, колодцы, канализация, дренаж) и внутренней разводки систем водоснабжения.

Для отопления применяют специальные армированные полипропиленовые трубы. Металлопластиковые трубы лучше всего применять в закрытых внутренних системах (в штробах).

Для прохода через строительные конструкции необходимо предусматривать футляры (рис. 13), выполненные из пластмассовых труб. Внутренний диаметр футляра должен быть на 5-10 мм больше наружного диаметра прокладываемой трубы. Зазор между трубой и футляром необходимо заделать мягким водонепроницаемым материалом, допускающим перемещение трубы вдоль продольной оси.

Рис. 13. Схема прохода трубы через перекрытие и стену

Трубы нужно использовать в рекомендуемых пределах по давлению; если трубы использовать в системе с большим давлением, чем позволяет номинал, то труба, вероятнее всего, быстро выйдет из строя. Например, маркировки PN10 и PN20 свидетельствуют о номинальном значении давления (10 и 20 бар), которое превышать не стоит. Трубы (особенно полипропиленовые неармированные) имеют большой коэффициент расширения; чтобы спроектировать грамотную сеть, нужно ставить тепловые компенсаторы. Либо так проектировать разводку, чтобы линейное расширение компенсировалось поворотами трубы.

Любая пластиковая труба становится хрупкой при сильном морозе, если мороз ниже —20 °C, работы по монтажу лучше отложить.

После сварки труб дуньте в трубу и определите, не заплавлена ли труба; если сечение чисто, то воздух пройдет свободно, если же есть проблемы, то лучше исправить положение сразу. «Запайки» встречаются чаще на малых диаметрах.

У разных фирм-изготовителей наружные диаметры и толщина стенок труб (даже для одинакового номинального давления) редко совпадают в пределах допустимых отклонений от номинальных размеров. Не покупайте фитинги и трубы непонятных производителей. Переплата за раскрученный «бренд», как правило, окупается высоким качеством трубы и легкостью монтажа. У фирменной трубы внутренняя и наружная стенки торцевого среза должны быть соосны, а сама труба — иметь идеально круглую форму. Не допускается наличие шероховатостей или наплывов. Если полипропиленовые трубы соединяются с фитингами в холодном состоянии — это признак недоброкачественного товара. Трубы входят в фитинг с усилием и в разогретом виде, либо с помощью эспандера.

Коэффициент трения в пластиковой трубе значительно ниже, чем в металлической. Поэтому при замене труб можно, не задумываясь, применять те же диаметры, которые имели старые трубы. Диаметры полимерных труб пишутся по наружной поверхности трубы, а внутренний соответствует — наружный минус толщина стенки (например, у труб PN10 и PN20 наружный диаметр одинаковый, а стенки разные). А у металлических труб и фитингов маркируется проходной диаметр, но металлическую полдюймовую трубу можно спокойно менять на трубу диаметром 16 мм из полипропилена, как на тонкостенную PN10, так и на толстостенную PN20.

Для разогрева труб применяется либо специальный сварочный аппарат, либо строительный фен. Применение открытого пламени горелки запрещено.

• Медные трубы

Медные трубы применялись уже очень давно, несколько тысяч лет назад. Но широкое их применение пришлось только на конец прошлого тысячелетия. К этому же времени относится появление в строительстве полимерных труб. Медные трубы используют так же, как и полимерные, то есть как для отопления, так и для любого водоснабжения.

Медные трубы отличаются особо высокой коррозионной стойкостью и пластичностью. Срок их службы практически безграничен, то есть инженерные коммуникации, выполненные из медных труб, могут прослужить без ремонта весь срок, отведенный дому. При замерзании воды медная труба не трескается, а лишь немного расширяется и после оттаивания вновь готова к работе.

Трубы из меди очень технологичны: их легко резать и гнуть. Соединяют их с помощью пайки, резьбовыми фитингами или обжимом муфт (рис. 14).

Рис. 14. Схемы соединений медных труб:

_{а — паяное, б — опрессованное; в — резьбовое; 1, 4 — медная трубе; 2 — припой; 3 — раструб; 5 — муфта; 6 — уплотнительное кольцо; 7 — место опрессовки; 8 — втулка с наружными резьбами; 9 — гладкая внутренняя втулка; 10 — обжимное кольцо; 11 — накидная гайка}

Медные трубы имеют очень гладкие стенки, шероховатость стенок в 100 раз ниже, чем у стальных, и в 4–5 раз ниже, чем у полимерных. Их пропускная способность остается постоянно высокой весь период эксплуатации. Трубы выпускают стандартных размеров: диаметр от 10 до 28 мм при толщине стенки 1 мм и диаметром от 35 до 54 мм при толщине стенки 1,5 мм (выпускают трубы и большего диаметра). Нужно заметить, что по сравнению со стальными медные трубы имеют очень маленькую толщину стенки и соответственно увеличенный внутренний диаметр. При столь малой толщине стенки медные трубы рассчитаны на более высокое, чем у стальных, рабочее давление (210–300 МПа). Прочностные параметры и долговечность медных труб не зависят от давления и температуры транспортируемой жидкости (допустимый интервал температур от —100 до +250 °C). Это одно из преимуществ медных труб перед полимерными, у которых долговечность напрямую зависит от температуры и давления транспортируемой жидкости. Кроме того, трубы не боятся солнечного излучения и проникновения кислорода через стенки.

Но и у медных труб имеется недостаток: при контакте меди с другими металлами (алюминием, сталью, в том числе оцинкованной) возникает электрохимическая коррозия, которая быстро приводит к разрушению этих металлов. Для исключения коррозии металлы, используемые в одной системе, необходимо разделять электроизолирующими прокладками. А при монтаже необходимо соблюдать правило: стальные трубы (если использование таковых неизбежно) должны стоять перед медными трубами — по направлению течения воды, то есть медь должна замыкать цепочку трубопроводов и ни в коем случае не начинать.

• Канализационные трубы

Полимерные трубы

В системах внутренней канализации и водостоков зданий различного назначения применяют трубы и фасонные части, изготовленные из полиэтилена высокой плотности ПВП и низкой плотности (ПНП), полипропилена (ПП) и непластифицированного поливинилхлорида (ПВХ).

Канализационные пластмассовые трубы (рис. 15) и фасонные части к ним выпускают с условными проходами 40, 50, 85 и 100 мм и длиной 3, 6, 8, 10 и 12 м. При монтаже пластмассовых труб используют раструбные, сварные и клеевые соединения.

Рис. 15. Полимерная канализационная труба

ПВХ (поливинилхлорид) до недавнего времени являлся основным материалом, применяемым для канализационных систем. Основные достоинства ПВХ труб заключаются в том, что они обладают: высокой прочностью, устойчивостью против коррозии, высокой сопротивляемостью внутреннему износу, сопротивлением от зарастания стенок, низким весом, хорошими гидравлическими свойствами.

В зависимости от жесткости гладкостенные ПВХ трубы делятся на 2 класса: класс N (4 кН/м²) и класс S (8 кН/м²). Существует три типа труб, отвечающих трем условиям жесткости:

1. Трубы легкого типа применяют для местности без транспортных нагрузок, например тротуары, зеленая зона.

Предназначены для отвода канализационных и сточных вод.

2. Трубы среднего типа применяют там, где есть слабое транспортное движение.

3. Трубы тяжелого типа предназначены для местности с большим транспортным движением и для промышленных районов.

Трубы и фасонные части из ПВХ применяют для самотечной транспортировки стоков в наружной канализации при максимальной температуре до 65 °C, что вполне достаточно в условиях жилищного строительства. В течение коротких периодов времени (до 2 минут) допускается подача в трубы сточной воды с температурой до 100 °C при условии, что расход не превышает 30 л/мин.

ПВХ трубы и фасонные изделия из этого материала обладают полной герметичностью, поэтому при использовании канализационных трубопроводов из ПВХ отсутствует взаимодействие с почвой и грунтовыми водами. Кроме того, они легкие и удобны в транспортировании, укладке и эксплуатации.

Полимерные (ПП) канализационные трубы и фасонные части изготавливают способом горячей экструзии из полипропилена сополимера. Расчетная продолжительность срока службы канализационных трубопроводов более 50 лет. Канализационные трубы и фасонные части используют для внутренней разводки в системах канализации, слива сточных и дождевых вод.

По сравнению с чугунными трубами старого образца, полипропиленовые обладают повышенной химической стойкостью, отсутствием коррозии и зарастания сечения, простотой транспортировки и хранения, имеют небольшой вес и гладкую поверхность. Трубы и соединительные элементы имеют раструбную конструкцию и укомплектованы специальными уплотнительными кольцами, что повышает скорость монтажа в 5–6 раз и обеспечивает высокую надежность и герметичность соединения. Если сравнивать полипропиленовые трубы с трубами из полиэтилена, то для полипропилена определен верхний предел допустимых рабочих температур +95 °C, что значительно превосходит допустимый предел температур на трубы ПВХ — (+65 °C). По сравнению с трубами из ПВХ полипропиленновые трубы значительно менее хрупкие (особенно при низких температурах), что очень важно в условиях нашего климата при транспортировке и монтаже.

Раструбное соединение полимерных канализационных труб

Основной вид соединения пластмассовых труб и фасонных частей для систем внутренней канализации — раструбное соединение с резиновым уплотнительным кольцом. Герметичность раструба достигается благодаря сжатию резинового кольца между стенками раструба и гладким концом трубы.

Полный комплект труб и соединительных деталей обеспечивает возможность монтажа внутренних коммуникаций и подводок к сантехническим приборам даже неподготовленному человеку. Резиновые уплотнительные кольца со специальными пластмассовыми вкладками позволяют произвести сборку герметичных и надежных соединений (рис. 16).

Рис. 16. Раструбное соединение с резиновым уплотнительным кольцом

Резиновое кольцо позволяет скомпенсировать несовпадение осей соединяемых частей. Но неравномерная деформация уплотняющего пояска кольца приводит к протечкам соединения. Поэтому при монтаже скрытых труб, особенно под стяжку, надо следить, чтобы искривленность оси на составных участках отводов и стояка была не более толщины стенки трубы на каждый метр длины трубопровода. Многие фирмы колена и тройники делают с углом не 90°, а 87,5°, чтобы труба, прокладываемая с уклоном, входила в раструб тройника, не перекашивая кольцо. Чтобы не повредить кольцо при монтаже, на гладком вставляемом конце трубы делают фаску и смазывают его силиконовой смазкой, глицерином или мылом, но только не маслами.

Перед сборкой трубопровода необходимо убедиться, что край трубы имеет фаску и в раструбе есть уплотнительное кольцо. Очистить от загрязнения уплотнительное кольцо, внутреннюю часть раструба и конец трубы со снятой фаской. Нанести смазку на гладкий конец трубы или фасонной части. Гладкий край трубы или фасонной детали помещают в раструб до упора и помечают место контакта гладкого края трубы и раструба. Затем осторожно вытащите трубу обратно из раструба на 9-11 мм, ориентируясь на положение карандашной метки относительно торца раструба. Зазор 10 мм необходим для компенсации изменения длины трубы, возникающего в результате температурных воздействий. Это позволит избежать возникновения внутренних напряжений в системе. Полипропиленовые трубы в сетях бытовой канализации могут удлиняться до 5 мм на один метр длины, а трубы, установленные в системе дождевых стоков, — до 2 мм. То есть каждый раструб способен компенсировать удлинение 2-метрового участка канализационной трубы. Фасонные детали можно помещать в раструб без компенсирующего зазора.

Резку труб можно осуществлять с помощью специального инструмента, или обычной ножовкой (рис. 17).

Рис. 17. Подготовка труб перед сборкой

Пилить надо строго перпендикулярно, для чего рекомендуется применять специальное приспособление. Фасонные детали никогда не укорачивают. При резке трубы ножовкой необходимо снять фаску напильником под углом 15°. Эти меры позволят избежать повреждения уплотнительного кольца при монтаже.

При расстановке креплений на канализационных пластмассовых трубопроводах необходимо соблюдать следующие положения:

1. Крепления не должны препятствовать прокладке труб с необходимым уклоном, а также должны обеспечивать вертикальность и соосность деталей трубопроводов на стояках.

2. Крепления желательно устанавливать вблизи соединений с резиновыми кольцами — это обеспечивает жесткость смонтированного трубопровода (рис. 18).

Рис. 18. Крепление канализационной трубы

3. Крепление, устанавливаемое на гладком конце трубы, должно располагаться от раструба на расстоянии, допускающем температурные удлинения.

4. Между неподвижными креплениями предусматривается не более двух соединений, используемых в качестве компенсаторов.

5. Максимальное расстояние между неподвижными креплениями для трубопроводов диаметрами 50, 100 мм с соединениями на резиновых кольцах должно приниматься равным 0,4 и 0,8 м.

6. При замене отдельных труб учитывают следующее: если участок трубы с креплением заменяют на два патрубка меньшей длины, то каждый из них следует закреплять; если заменяют участок трубы без крепления, то надлежит закреплять только один из двух новых патрубков; если применены ремонтные двухраструбные муфты, то их необходимо закрепить; если применены вставки с компенсационными патрубками, то участки труб, расположенные над ними, должны быть закреплены.

7. Установка креплений не требуется на приборных патрубках, используемых при соединении к сети унитазов и трапов, а также на отводных трубах от бутылочных сифонов.

Трубопровод может быть заложен в бетонную стяжку без всякой изоляции. Тем не менее, лучше накрыть его перед заливкой толстой бумагой или картоном, что обеспечит возможность поперечного расширения трубы (рис. 19).

Рис. 19. Схема укладки трубопровода в конструкции пола

Дополнительная установка фасонных частей в существующий трубопровод возможна с использованием надвижных (ремонтных) муфт или муфты с удлиненным раструбом (рис. 20).

Рис. 20. Дополнительная установка фасонных частей

Для этого нужно отрезать участок трубы (длина используемой фасонной части плюс два внешних диаметра трубы). Снять фаску на отрезанных концах трубы. Надеть на один конец на всю длину трубы надвижную муфту. Вторую надвижную муфту (или деталь с удлиненным раструбом) надеть на соединительный элемент и установить фасонную часть. В оставшийся зазор в трубопроводе вставить соединительный элемент и закрыть оба зазора перемещением надвижных муфт.

Соединение раструба полимерной трубы к концам чугунных труб осуществляется с помощью переходного патрубка. Внутренний диаметр раструба патрубка соответствует наружному диаметру чугунной трубы. Двойную уплотнительную прокладку накладывают на гладкий конец чугунной трубы и затем устанавливают патрубок без смазки. Для соединения гладкого конца пластмассовой трубы к раструбу чугунной трубы также используют двойную уплотнительную прокладку, которую накладывают на гладкий конец трубы или фасонной детали и вставляют в чугунный раструб.

Для устранения засоров в системе канализационных труб предусматривают установку специальных фитингов-прочисток, которые называют «ревизиями». Их устраивают в доступных для обслуживания местах за предполагаемыми местами засора. Для механической очистки канализационных трубопроводов из пластмассы запрещается применять очистные приспособления с острыми краями.

После сборки всей системы ее по участкам испытывают на герметичность. Испытывают давлением до 1 атм в течение 10 минут — потеря давления не допускается.

Клеевое соединение канализационных труб

Поливинилхлоридные трубы (ПВХ), оборудованные специальным раструбом, соединяют склеиванием (рис. 21).

Рис. 21. Клеевое соединение канализационных труб

Для этого склеиваемым поверхностям концов труб придают шероховатость, для чего наружный конец трубы и внутреннюю поверхность раструба обрабатывают шлифовальной шкуркой. Обработанные концы обезжиривают метиленхлоридом После подготовки концов труб наносят клей на 2/3 глубины раструба и на всю длину калиброванного конца трубы. Клей наносят быстро равномерным тонким слоем с помощью мягких кистей шириной 30–40 мм. Чаще всего применяют клей ГИПК-127. После нанесения клея на оба соединяемые элемента необходимо немедленно ввести трубу в раструб (муфту) до упора, затем, с целью получения лучшего контакта поверхностей, повернуть ее на 1/4 оборота. Соединяемые элементы необходимо прижать и держать в таком состоянии в течение одной минуты. При правильном склеивании вокруг места соединения должен появиться выдавленный тонкий валик клея. Еще клеевое соединение делают с помощью надвижной муфты или подходящего отрезка трубы из того же материала. Возможны два варианта. Первый, когда промазывают концы труб и внутреннюю поверхность муфты или отрезка; второй, когда муфту или отрезок нагревают без промазки и надвигают на покрытые клеем концы труб.

• Чугунные трубы

Чугун зарекомендовал себя как один из лучших материалов, обладающий уникальными свойствами при проектировании и монтаже систем канализации и водоотведения. Уже не одно столетие высокая надежность, предельная простота монтажа и абсолютная пожаробезопасность обуславливают его применение в сфере строительства во всем мире. Популярность данного материала в России объясняется помимо вышеперечисленных достоинств его долговечностью (в настоящее время действуют системы, заложенные ещё в XIX веке), отсутствием коррозии и устойчивостью к высоким перепадам температур.

Эти трубы применяют для сети внутренней канализации домов. Внутренний диаметр труб 50 и 100 мм, длина 750-2100 мм. Па одном конце трубы предусмотрен раструб, куда вставляют при соединении цилиндрический конец другой трубы. Изготовляют такие трубы методом центробежного литья из серого чугуна. Трубы выдерживают гидравлическое давление до 0,1 МПа. Покрывают битумным антикоррозийным покрытием.

Чтобы укоротить трубу, ее укладывают на деревянные бруски, зубилом за несколько проходов по метке вырубают канавку глубиной не менее 1/3 толщины стенки. Затем ударами молотка отделяют части трубы. Торец нужной части трубы должен быть перпендикулярен оси трубы, без зубчатости и трещин.

Хвостовую часть одной трубы вставляют в раструб другой (рис. 22).

Рис. 22. Соединение чугунных канализационных труб

Затем зазор заделывают просмоленными прядями льна или прожиренным пеньковым канатом. Первый слой уплотнителя заводят в виде кольца, так, чтобы концы прядей или каната не попали внутрь трубы. Уплотнение дальнейших слоев продолжают, пока не будут заполнены 2/3 глубины раструба. Последний слой уплотнителя выполняют прядью или канатом без смолы и жира, которые препятствуют сцеплению с цементом. Оставшуюся 1/3 глубины раструба заполняют раствором цемента марки 300–400; цемент и воду для раствора берут в соотношении 9:1 (по объему). После втрамбовывания цемента в раструб на него кладут мокрую тряпку, чтобы обеспечить качественное схватывание раствора. Вместо цемента можно применить битумную мастику, асбестоцементную смесь, глину, которые промазывают сверху масляной краской, битумом и др. Асбестоцементную смесь для устройства замка изготовляют таким образом. Цемент (марки не ниже 400) и асбестовое волокно (не ниже 6-го сорта) перемешивают в соотношении по массе 2:1. Непосредственно перед заделкой каждого стыка в сухую асбестоцементную смесь добавляют воду в количестве 10–12 % от массы смеси. Но более эффективна заделка зазоров расширяющимся цементом. В емкость с цементом за несколько минут до применения заливают воду в количестве, равном половине объема цемента. Все хорошо перемешивают и заливают в раструб.

Соединение керамических и асбестоцементных труб

Для устройства наружных сетей канализации, водостоков и водопровода применяют керамические и асбестоцементные трубы. Керамические трубы отличаются прочностью и долговечностью, их используют в условиях неагрессивных и агрессивных грунтовых вод для строительства безнапорных канализационных сетей.

Керамические трубы выпускают диаметром от 150 до 600 мм, длиной 1000 и 1200 мм и с раструбами. Толщина стенки ствола и раструба трубы зависит от диаметра и составляет 19–41 мм. Наружная сторона конца ствола керамических труб и внутренняя сторона раструба имеют нарезку длиной 60 или 70 мм не менее, чем из пяти канавок, глубиной более 3 мм. Торцовые плоскости трубы перпендикулярны горизонтальной плоскости, проходящей вдоль ствола трубы, внутренняя и наружная поверхности керамических труб покрыты химически стойкой глазурью. Трубы водонепроницаемы и выдерживают гидравлическое давление не менее 0,15 МПа.

Раструбные соединения керамических труб заделывают путем уплотнения битуминизированной пряди на высоту 1/3 раструба. В остальной части раструба делают замок из цементного раствора, асбестоцементной смеси, асфальтовой или другой мастики. Цементным раствором раструбы заделывают в том случае, если керамические трубы укладывают на плотное основание, исключающее их просадку.

Асбестоцементную смесь для устройства замка изготовляют тем же способом, что и для заделки чугунных труб. Мастику для заливки раструбов в керамических трубах изготовляют из асфальтовой мастики (60 % по массе) и нефтяного битума БН-1П (40 % по массе). Перед употреблением мастику разогревают до жидкотекучего состояния. Если соединяемые керамические трубы расположены вертикально, то мастику заливают непосредственно в раструб; если же трубы расположены горизонтально, то мастику заливают через литник, сделанный в глиняном валике, или с помощью металлического хомута, который обеспечивает затекание мастики в раструб. Для того чтобы мастика не прилипала к хомуту, его обмазывают раствором глины.

Асбестоцемент (АП) — один из видов дисперсно-армированного бетона. Асбест в нем играет роль арматуры, равномерно распределенной по объему материала, а затвердевший цементный камень образует плотную матрицу, в которой заключен асбест. Асбест в таком материале находится в связанном состоянии и практически не выделяется в окружающую среду. Прочность АЦ материалов на растяжение довольно высока, что позволяет использовать их для изготовления напорных труб. В водной среде АЦ не коррозирует, а напротив, уплотняется и упрочняется в результате продолжающейся гидратации портландцемента.

Асбестоцементные трубы — один из перспективных видов труб самого широкого назначения, обладающих комплексом ценных свойств. Они не подвержены коррозии (в том числе провоцируемой блуждающими токами), как стальные, значительно легче их и не склонны к обрастанию. Благодаря низкой теплопроводности у АЦ труб меньшие проблемы с промерзанием.

Полимерные трубы проигрывают АЦ трубам по теплостойкости, долговечности и экологической чистоте.

Асбестоцементные трубы водонепроницаемы, стойки к воздействию сточных вод, хорошо поддаются механической обработке и обладают сравнительно небольшой массой. Асбестоцементные трубы разделяют на напорные и безнапорные; первые предназначались для напорных наружных сетей водопровода, вторые — для самотечных сетей канализации и водостоков. Безнапорные трубы выпускают диаметром от 100 до 600 мм. Безнапорные трубы соединяют цилиндрическими асбестоцементными муфтами, имеющими с обоих концов нарезку (2–3 нитки). Стыки в зависимости от назначения труб собирают на резиновых уплотнительных кольцах или конопатят битуминизированной прядью и заделывают асбестоцементной смесью или цементным раствором (рис. 23).

Рис. 23. Соединение асбестоцементных труб

Для облегчения натягивания муфты на трубу необходимо наружную поверхность обточенных концов труб смазать графитоглицериновой пастой или мыльным раствором. Операцию натягивания муфт на трубу необходимо начать, когда трубы разложены на бровке до их опускания в траншею. На одну трубу с двух торцов натягивают муфты, после чего трубу с муфтами опускают на дно траншеи. Следующую на дно траншеи опускают трубу без муфт. Третью трубу

опускают на дно траншеи с двумя муфтами на творцах и т. д. Натягивание муфт на трубы необходимо выполнять с помощью натяжного устройства.

* * *

Существуют и другие решения соединений отопительных, водопроводных и канализационных труб. Каждая фирма-изготовитель в борьбе за рынок разрабатывает свои оригинальные конструкции. Но в целом все решения соединений труб похожи друг на друга и на приведенные выше примеры.

Продолжение следует