Работа по металлу (часть 6)

Трубопроводные системы

Кран на кухне вышел из строя, лопнула труба центрального отопления, на дачном участке возникла необходимость проложить водопроводную систему орошения… Ремонт и замена элементов различных действующих трубопроводных систем, а тем более конструирование и установка новых также дело слесаря. Конечно же, можно вызвать слесаря из жилищно-коммунального отдела или дачного кооператива или пригласить мастера по объявлению, но лучше сэкономить массу финансов и нервов, если самостоятельно взяться за дело, вооружившись необходимыми знаниями, навыками и соответствующим инвентарем. 

Конструктивные особенности трубопроводов

У различных по функциональному назначению коммуникаций – водопровода, газопровода, канализации и отопительной системы – есть нечто общее, что их объединяет. А именно: у всех перечисленных систем имеются последовательно соединенные трубы, то есть трубопроводы, по которым под определенным давлением (или самотеком) перемещаются вода или газ.

Главное требование, которое предъявляется ко всем трубопроводам, – сохранять свою непроницаемость на всем протяжении независимо от увеличения или уменьшения длины, от действия температурных изменений.

Сначала о том, из чего могут монтироваться трубопроводы:

– водопроводная коммуникация представляет собой трубопровод из труб диаметром 3/4 и 1/2 дюйма: из первых монтируются главные линии, вторые нужны для подводки к конкретному прибору-потребителю. Соответственно диаметру труб подбираются фитинги, вентили и краны.

Самым распространенным материалом для изготовления труб являются мягкие сорта обычной стали: они относительно недороги и легко поддаются обработке, но подвержены коррозии.

Поэтому лучше использовать трубы из нержавеющей или оцинкованной стали (срок их службы гораздо дольше, чем у труб из обыкновенной стали, вследствие высокой коррозийной устойчивости);

– для газового трубопровода применяются стальные трубы диаметром 1/2 дюйма, а также фитинги и вентили соответствующего размера (краны в газопровод не монтируются);

– для монтажа отопительной системы нужны: трубы диаметром 60–100 мм (если система отопления двухтрубная) или 3/4 дюйма (если в систему включены излучающие элементы – радиаторы), фитинги подходящего диаметра, вентили, возможно, краны. Если устраивается автономная отопительная система, то потребуется нагревательный прибор (это могут быть котел АОГВ или печь) и расширительный бачок;

– для устройства системы канализационной коммуникации используются чугунные, пластиковые, керамические трубы большого диаметра: около 60 мм – для отвода от раковины, мойки, ванны, душа, около 100 мм – для отвода от унитаза и общей линии. Для подводки к конкретному источнику канализационных сбросов потребуются уголки и тройники из того же материала и соответствующего диаметра. При выборе труб по материалу для канализационной системы необходимо помнить, что: чугунные трубы прочны, но тяжелы и подвержены коррозии; трубы из пластмассы имеют высокую коррозийную стойкость, низкую теплопроводность, гладкую поверхность, хорошо поддаются механической обработке, но вместе с тем обладают большой чувствительностью к механическим повреждениям, хрупкостью при низких температурах, подвержены значительным тепловым деформациям; керамические трубы очень долговечны, если на них не оказываются механические воздействия.

А теперь о некоторых особенностях каждого из многочисленных видов трубопроводов.

Водопровод. В месте подсоединения к магистральной линии централизованного водоснабжения обязательно должен быть установлен запорный вентиль на случай экстренного индивидуального прекращения подачи воды (например, если потребовалось заменить трубы или просто поменять прокладки у крана, то от этого не должны страдать соседи). Желательно, чтобы запорные вентили были также установлены перед каждым прибором-потребителем воды (например, перед смывным бачком, душевой кабиной и пр.). Рабочее положение запорных вентилей – «открыто».

Прокладывая дачный водопровод, в месте подсоединения к магистральной линии (рядом в запорным вентилем) устанавливают кран для слива воды из системы. И хотя этим краном приходится пользоваться только один раз в год, не стоит пренебрегать данным советом: на зимний период оставлять воду в трубах системы нельзя, так как при минусовых температурах вода замерзает и расширяется, в результате чего трубы могут лопнуть. На зиму кран следует оставить в открытом состоянии, а вентиль – в закрытом.

Система водяного отопления. Здесь стоит рассмотреть два варианта: квартира многоэтажного дома с центральным отоплением или собственный, отдельно стоящий дом.

Первый вариант предполагает возможность замены изношенных труб и батарей системы отопления новыми, для чего достаточно знать правила соединения стальных труб, чему будет посвящена соответствующая глава.

Во втором варианте прежде всего необходимо узнать основные принципы устройства автономной системы отопления:

– для сооружения системы водяного отопления, помимо труб и различной соединительной и запорной арматуры, потребуется нагревательное устройство (это могут быть котел АОГВ, работающий на природном газе, либо печь на твердом топливе (дрова, уголь, торф)) и расширительный бачок;

– более всего для автономной системы водяного отопления подходит двухтрубная система (без использования радиаторов) с естественной циркуляцией воды, состоящая из двух линий – верхней (горячей) и нижней (обратки);

– схема устройства системы следующая: от нагревательного элемента котла или печи поднимается основной стояк (труба диаметром около 60 мм), который врезается в расширительный бачок, расположенный на максимально возможной высоте (не исключается вариант, когда расширительный бачок располагают в утепленном отсеке чердачного помещения). Из нижней половины (или средней трети) одной из боковых граней расширительного бачка выводится труба верхней линии и опускается до уровня развязки (чаще всего – 1/3 высоты помещения от пола). Верхняя линия проходит через все отапливаемые помещения, опускается, превращаясь в нижнюю линию (обратку). Обратка также проходит через все отапливаемые помещения почти параллельно горячей линии. Врезаясь в нижнюю часть водонагревательного элемента котла или печи, трубопровод образует замкнутую систему. Если эта система довольно объемна (то есть отапливает большие площади), то в нее можно включить водяной насос, который будет создавать принудительную циркуляцию воды по трубам. С отоплением дома средних размеров (2–3 спальни, гостиная, кухня, ванная и санузел) вполне справится система с естественной циркуляцией, а для лучшего водотока, во избежание образования воздушных пробок и для удобства слива воды, и верхнюю, и обратную линии системы водяного отопления на горизонтальных участках следует расположить с уклоном по направлению движения воды около 0,5 см на каждый метр их длины. В самой нижней точке замкнутой системы водяного отопления (в конце обратной линии) рекомендуется врезать патрубок с краном для слива воды в канализацию, свободный конец которого можно вмонтировать непосредственно в канализационную систему. Значение этого элемента можно оценить тогда, когда потребуется освободить отопительный трубопровод от воды (например, в случае ремонта);

– несколько слов о назначении расширительного бачка (бак из простой или нержавеющей стали, с отверстием на верхней грани). Если бы система водяного отопления была полностью герметично замкнута, то при нагревании и, соответственно, расширении воды трубы разорвало бы от предельного давления. Расширительный бачок позволяет избежать этого: увеличивающийся при нагревании объем воды не вызывает увеличения давления, а просто поднимает ее уровень в расширительном бачке. Оптимальный объем бачка – 20–25 л, а заполнять его следует не более чем на 3/4 и не менее чем на 1/2 объема. В процессе эксплуатации необходимо следить за уровнем воды в бачке: вода при нагревании (согласно физическим законам) испаряется, и если ее уровень опустится ниже точки врезки верхней линии, то система отопления разомкнется и циркуляция воды по ней прекратится. Это приведет к тому, что отопительная система не будет выполнять свое назначение – отапливать помещения, но не это самое страшное: продолжая нагреваться, вода в стояке закипит, и может произойти взрыв котла или печи. При нормальной эксплуатации отопительной системы доливать воду в расширительный бачок достаточно 1–2 раза за отопительный сезон.

Подпитку системы можно производить через верхнее отверстие бачка, а можно для этой цели врезать в стояк патрубок с краном, подсоединенный к системе водопровода.

Система канализации. Здесь возможны два варианта: проживание в многоквартирном доме или в стоящем отдельно. В первом случае необходимо знать, как правильно произвести установку сантехнического оборудования, замену изношенных канализационных труб (см. соответствующую главу) или прочистить засорившийся сток (с использованием специального многожильного стального троса).

Прокладка канализационной системы в отдельно стоящем доме предполагает знание принципов ее сооружения:

– канализационные трубы на участке от дома (бани и пр.) до места стыковки с магистральной линией должны прокладываться ниже уровня промерзания почвы (это, кстати, относится и к системе водоснабжения). Для средней полосы России уровень промерзания почвы – около 1400–1700 мм, более конкретные данные можно узнать в любом проектном институте, занимающемся гражданским строительным проектированием, или на местной метеорологической станции;

– система канализации на горизонтальных участках должна иметь уклон не менее 35°;

– если к одной трубе подсоединено более одного источника сброса (например, при наличии объектов санитарно-технического оборудования на первом и втором этажах дома), то система не должна иметь верхней заглушки, иначе в процессе слива в верхней части канализационного канала будет создаваться разрежение воздуха, что приводит к плохой работе системы в целом и быстрому ее засорению.

Что касается системы внутреннего газоснабжения, то сборку и монтаж местного (в пределах квартиры, дома и надворных построек) газопровода, подключение к нему приборов-потребителей (газовых плит, водонагревательных приборов, котлов) можно произвести самостоятельно, но подключение ее к магистральной линии и проверку перед началом эксплуатации могут осуществлять только работники газовой службы.

Соединение стальных труб

Наиболее часто для сооружения различных трубопроводов используют стальные трубы. Соединение отдельных отрезков стальных труб можно производить на резьбе с помощью фитингов, на фланцах или сваркой.

Наиболее приемлемый для домашних условий способ сборки трубопроводов – на фитингах. Фитинги – это детали из ковкого чугуна или стали, соединяющие звенья труб на прямых участках трубопровода, в местах его поворотов, разветвлений, при переходе с одного диаметра на другой и т. д. Фитинги могут быть выполнены в виде муфт, уголков, тройников и крестовин с внутренней резьбой.

Прежде чем начать сборку трубопровода, необходимо составить его план-схему с указанием всех соединений, переходов, изгибов и пр. Далее трубы нарезают отрезками заданной длины, производят нарезку резьбы, при необходимости трубы сгибают (под нужным углом и на нужный радиус) и приступают к сборке.

При резке труб для получения чистой линии разреза, строго перпендикулярной к ее стенкам, применяют труборез (рис. 69).

Рис. 69. Труборез.

Им можно резать трубы диаметром до 100 мм. Резцы трубореза изготовлены из прочной высокоуглеродистой стали. Преимущество трубореза перед ножовкой не только в качестве сделанного разреза, но и в экономии сил и времени, затрачиваемых на выполнение этой операции.

Место, на котором делают разрез, предварительно поливают маслом или водой. Затем трубу вставляют в корпус трубореза, начинают вращать рукоятку до того, как ролик-резак соприкоснется с трубой, и закручивают еще немного, чтобы ролик врезался в трубу. Труборез двигают поступательным движением назад-вперед, повторяя это до тех пор, пока не будет разрезана труба.

Но конечно, самый лучший вариант инструмента для резки труб и, соответственно, самый дорогой – это дисковая электропила.

При нарезке резьбы труб можно использовать приспособление, которое поможет надежно зафиксировать трубу (рис. 70).

Рис. 70. Трубный прижим.

Устанавливать его нужно на прочном основании, привернув болтами, что обеспечит его неподвижность. Принцип работы прост: вставляется труба в отверстие и прижимается с помощью пресса.

Удобнее всего начинать прокладку коммуникаций от прибора-потребителя (газовая колонка, водопроводный кран и т. д.).

Итак, на первую трубу накручивают муфту до упора (заклинивания ее на сбеге резьбы трубы), в свободный конец муфты вкручивают вторую трубу (также до упора) и таким образом, по цепочке, собирают трубопровод до места подсоединения к магистральной линии.

При необходимости повернуть линию трубопровода на 90° вместо прямой муфты используют угольник; если нужно сделать разветвление, то применяют тройник (добавляется одна ветвь) или крестовину (примыкает две ветви).

Накручивать муфты на трубы или вкручивать трубы в муфты следует без рывков, плавно, следя, чтобы не было перекосов, иначе можно сорвать резьбу. Еще в процессе нарезания резьбы следует учесть, что длина резьбы на трубах должна быть несколько короче половины длины муфты (на 2–3 нитки); тогда соединение труба-фитинг получится более герметичным, так как резьбы труб будут утоплены в муфте.

Чтобы сделать резьбовые соединения трубопровода непроницаемыми для воды и газа, при их сборке используют различные уплотнители: пряди пеньки, льна, термостойкую ленту ФУМ, асбестовый шнур. Последовательность выполнения резьбового соединения с использованием уплотнителя такая: сначала резьбу очищают от загрязнения, затем на нити резьбы накручивают пряди уплотнителя по направлению резьбы (или обматывают резьбу лентой ФУМ, также по направлению резьбы; при этом, если уплотняют трубы диаметром 15–20 мм, то ленту наматывают в три слоя, если диаметр труб 25–32 мм – в четыре), крайние две-три нити должны быть свободны от уплотнителя – так легче «поймать» резьбу. Для большей герметичности пряди уплотнителя можно пропитать суриком или белилами, замешанными на натуральной олифе, но тогда следует учесть, что разборка такого соединения будет затруднена.

Собранный по методу цепочки трубопровод получается неразборным; в случае возникновения необходимости замены одного из отрезков трубы или одного из фитингов придется разбирать трубопровод полностью (по крайней мере до дефектного участка). Поэтому в нескольких местах трубопровода следует устроить соединения не на муфтах, а на сгонах (достаточно по одному на каждое помещение). При выборе места для установки сгона необходимо учесть возможность возникновения потребности в дополнительной подводке (например, если в дальнейшем планируются подключение автоматической стиральной машины или установка душевой кабины). В качестве сгона используется короткий отрезок трубы, на одном конце которого нарезана резьба обычной длины, а на другом – значительно длиннее; на конец сгона с длинной резьбой предварительно накручиваются контргайка и муфта. Присоединив сгон к трубе, муфту свинчивают на резьбу трубы до упора, применяя уплотнитель; затем на сгон у торца муфты наматывают свитый в жгут уплотнитель и вжимают его в фаску муфты контргайкой – соединение получается достаточно герметичным.

Для затягивания соединительной арматуры (фитингов) на трубах используют специальные трубные ключи – разводные, или ключи Бако (рис. 71).

Рис. 71. Трубный рычажный ключ.

Для соединения безрезьбовых стальных труб применяют метод сборки трубопроводов на фланцах. Фланец представляет собой плоское кольцо с равномерно расположенными по его окружности отверстиями для болтов и шпилек. Порядок сборки трубопровода на фланцах следующий:

– к концам труб приваривают фланцы;

– трубы соединяют, совместив отверстия для болтов на фланцах обеих труб;

– в отверстия вставляют болты и навинчивают на них гайки. Чтобы при затягивании гаек не произошло перекоса, гайки следует затягивать не в порядке расположения болтов по окружности, а перекрестным методом – одну против другой.

В этой работе обязательно будут необходимы еще и гаечные ключи различных видов (рис. 72).

Рис. 72. Виды гаечных ключей: а – односторонний; б – двухсторонний; в – разводной; г – накладной; д – накидной закрытый для круглых гаек; е – накидной открытый для круглых гаек.

Для образования герметичного водо– и газонепроницаемого соединения между фланцами помещают уплотнительные прокладки: из тряпичного картона толщиной 3 мм (их смачивают водой, просушивают и пропитывают горячей олифой в течение 25–30 минут); из асбестового картона толщиной 3–6 мм (для их изготовления используют только плотный и гибкий картон – при сгибании его вокруг цилиндра диаметром 100 мм под углом 90° он не должен ломаться; эти прокладки смазывают графитом, замешанным на натуральной олифе), из паронита. Прокладки устанавливают по одной штуке на каждое соединение (рис. 73).

Рис. 73. Соединение труб на фланцах.

Вырезая прокладки для фланцев, следует правильно рассчитать их размер: наружный диаметр прокладок не должен доходить до отверстий под болты, а внутренний – до края трубы на 2–3 мм; в противном случае наружная кромка прокладки будет упираться в болты, а внутренняя – закрывать отверстие трубы.

Болты на фланцах следует размещать таким образом, чтобы их головки выходили на одну сторону соединения. При подборе болтов по длине нельзя забывать, что конец болта должен выступать над гайкой не более чем на 0,5 диаметра болта.

Для затягивания гаек применяют простой или разводной гаечный ключ.

Трубопроводы, собранные на резьбе или с помощью фланцев, относятся к разряду разборных, то есть при необходимости можно произвести демонтаж трубопровода без повреждения отдельных его частей, чего нельзя сказать про трубопроводы, собранные сварным методом. Поэтому, прежде чем сделать выбор способа сборки трубопровода в пользу сварки, необходимо подумать, а не потребуется ли в скором времени вновь прибегать к услугам сварочного аппарата, например для установки дополнительного санитарно-технического оборудования, или при замене газовой колонки более современной, или при ремонте змеевика в ванной комнате.

Соединение чугунных раструбных труб

Для начала немного о самих чугунных раструбных трубах. Чугунные трубы применяются не только для прокладки системы канализации, но и для сооружения наружной сети водопровода.

Трубы отливают из серого чугуна. Металл труб на изломе должен быть однородно-мелкозернистым, плотным и легко поддающимся обработке режущим инструментом. В целях предупреждения коррозии трубы и внутри и снаружи покрывают расплавленным нефтяным битумом (такое покрытие, помимо антикоррозионных свойств, делает внутреннюю поверхность труб более гладкой, что значительно снижает трение воды об их стенки, особенно это актуально для канализационных труб).

Прежде чем использовать трубу или чугунные фасонные части для прокладки коммуникаций, следует проверить их качество. Швы, раковины, пузыри, свищи, шлаковые включения обычно определяются визуально; для обнаружения скрытых трещин по трубе или фасонной детали следует легко постучать молотком: о наличии трещин скажет короткий глухой звук.

На одном конце трубы или фасонной части имеется раструб, который служит для соединения отдельных деталей трубопровода между собой. В зависимости от диаметра трубы раструб может быть длиной от 60 до 75 мм, а ширина зазора между внутренней поверхностью раструба и наружной поверхностью вставленной в раструб другой детали 6–7 мм. При соединении деталей трубопровода из чугунных раструбных труб зазор раструба заделывают уплотнителями и цементом.

Техника сборки системы канализации (или наружной сети водопровода) следующая:

– концы соединяемых деталей тщательно зачищают от загрязнения;

– в раструб одной трубы вставляют прямой конец другой трубы и центрируют обе детали (чтобы ширина зазора по всей окружности была одинаковой);

– вокруг второй трубы наматывают несколько колец жгута из просмоленных прядей пеньки или льна (нужно следить, чтобы конец жгута не свешивался в первую трубу – это может привести к засорению системы; самый простой способ избежать этого – захлестнуть конец жгута наверх);

– конопаткой плотно вгоняют кольцо из жгута в зазор раструба; уплотнитель должен занять приблизительно 2/3 высоты раструба;

– оставшуюся 1/3 высоты раструба заделывают цементным раствором или асбестоцементной смесью. Раствор (или смесь) закладывают в зазор совком и зачеканивают чеканкой и молотком. Зачеканивание следует производить до тех пор, пока чеканка не будет отскакивать.

Цементный раствор для зачеканивания зазоров в соединениях раструбных труб готовят из цемента марки М300 или М400 в пропорции: на 9 весовых частей цемента – 1 весовая часть воды.

Асбестоцементную смесь готовят таким образом: смешивают цемент марки не ниже М400 (две весовые части) и асбестовое волокно не ниже 4-го сорта (одну весовую часть), непосредственно перед заделкой стыка к сухой асбестоцементной смеси добавляют воду (около 10 % от массы смеси) и тщательно перемешивают.

Процесс заделки зазоров раструбных соединений значительно упростится, если использовать расширяющийся цемент:

– концы соединяемых деталей (как и в первом случае) нужно очистить от загрязнения и промыть водой;

– на прямой конец трубы намотать два кольца чистой сухой белой пряди, вставить этот конец в раструб другой трубы или фасонной детали, а кольца прядей осадить;

– отцентровать детали, забив в зазор три металлических клина;

– приготовить раствор из расширяющегося цемента: на один стык труб диаметром 50 мм берут 100 г цемента, при диаметре трубы 100 мм – 200 г цемента, к цементу добавляют воду (около 70 % от объема цемента), раствор быстро перемешивают и заливают в зазор раструба.

Использование расширяющегося цемента позволяет избежать намотки и законопачивания просмоленного жгута, а также зачеканивания цементного раствора или асбестоцементной смеси, поскольку раствор из расширяющегося цемента самоуплотняется при отвердении.

Соединение пластмассовых труб

При сооружении канализационных трубопроводов очень часто используют трубы из пластмассы: полиэтилена (ЛИП), полипропилена (ПП) или непластифицированного поливинилхлорида (ПВХ).

При отборе пластмассовых труб (и фасонных частей к ним) для прокладки канализации особое внимание уделяют их качеству: на поверхностях труб не должно быть трещин, раковин, пузырей, вздутий и посторонних включений, видимых невооруженным глазом; концы труб должны быть обрезаны перпендикулярно к их осям, а кромки зачищены от заусенцев.

Монтаж трубопровода из пластмассовых труб можно производить методом сварки, склеивания или раструбных соединений.

Для стыковки труб методом сварки используют универсальную установку. Техника сварки пластмассовых труб проста: торцы труб очищают от загрязнений и окисной пленки, обезжиривают и оплавляют электронагревательным диском; затем диск убирают, а оплавленные концы труб соединяют под небольшим давлением и выдерживают в течение 20–30 секунд. Главный критерий прочности сварного соединения – быстрота проведения операции: промежуток времени между окончанием нагревания и соединением оплавленных концов свариваемых деталей не должен превышать 2–3 секунд. Сварные швы после остывания можно обработать напильниками.

Если нужно сварить раструбные трубы (или фасонные детали), то сварку производят следующим образом: после очистки и обезжиривания мест сварки на конце трубы без раструба снимают фаску под углом 30–45°, затем ее нагревают до оплавления и вставляют в раструб другой трубы (или фасонной детали) до упора, слегка припрессовывают и выдерживают под давлением 20–30 секунд.

При эксплуатации трубопровода из пластмассовых труб, смонтированного методом сварки, следует учитывать, что прочность соединений в стыковых швах на 10 % ниже, чем прочность самих труб. С повышением температуры труб прочность швов снижается (так, при нагревании трубы до 80 °C, прочность стыка составляет всего 20 % от прочности основного материала).

Склейке поддаются только трубы из поливинилхлорида. Для склеивания можно использовать один из следующих составов клея (в весовых частях):

– смесь перхлорвиниловой смолы (14–16 в. ч.) и метиленхлорида (86–84 в. ч.);

– смесь перхлорвиниловой смолы (14–16 в. ч.), метиленхлорида (76–72 в. ч.) и циклогексанона (10–12 в. ч.). Этот состав применяется для склеивания труб больших диаметров (более 100 мм).

Данные клеевые смеси летучи, поэтому для получения прочной склейки рекомендуется использовать свежеприготовленную смесь (не позднее 4 часов с момента приготовления).

Перед процессом склеивания концы труб следует должным образом подготовить: место соединения очистить от загрязнения, наружную поверхность ровного конца трубы и внутреннюю поверхность раструба зачистить шлифовальной шкуркой и обезжирить метиленхлоридом. Клей на подготовленные поверхности наносят равномерным тонким слоем: на внутреннюю поверхность раструба – на 1/3 его длины (расположенную в глубине), на наружную поверхность ровного (калиброванного) конца трубы – на всю длину калиброванной поверхности. Затем калиброванный конец трубы вводят в раструб до упора, слегка припрессовывают соединение и выдерживают под давлением в течение 5 минут. Склеенные таким образом узлы трубопровода можно использовать для дальнейшего монтажа через 2 часа.

И все же наиболее прочное соединение пластмассовых труб при монтаже системы канализации получают путем раструбного соединения с применением уплотнительных резиновых колец. Непроницаемость такого соединения достигается за счет упругости резинового кольца, сжатого между стенками раструба и ровным концом трубы.

Соединение пластмассовых частей канализационного трубопровода на раструбах производится в следующей последовательности:

– наружную поверхность ровного конца трубы, внутреннюю поверхность раструба, желобок для уплотнительного кольца и само кольцо очищают от загрязнения;

– резиновое кольцо вкладывают в желобок раструба;

– ровный конец второй трубы смазывают мыльным раствором или глицерином и вращательными движениями вводят в раструб до упора;

– проверяют наличие уплотнительного кольца в желобке, для чего проворачивают одну из деталей соединения вокруг оси: относительно легкое движение трубы означает, что кольцо находится на месте, в желобке; если же деталь проворачивается с трудом, значит, кольцо из желобка выпало, в этом случае соединение размыкают и производят повторную сборку;

– для обеспечения неподвижности стыка и большей его герметичности зазор между внутренней поверхностью раструба и наружной поверхностью ровного конца трубы заделывают цементным раствором на 1/3 глубины раструба.

Для соединения пластмассовых сифонов санитарно-технического оборудования с системой канализации применяют резиновые переходные детали; для подсоединения чугунных фасонных деталей к системе канализации из пластмассовых труб используют полиэтиленовые патрубки с раструбом на одном конце (рис. 74).

Рис. 74. Подсоединение чугунных фасонных деталей к пластмассовым канализационным трубам: 1 – просмоленная прядь и цементный раствор; 2 – полиэтиленовый патрубок с раструбом; 3 – труба из ПВХ; 4 – уплотнительное резиновое кольцо; 5 – чугунная фасонная деталь.

Вполне возможно, что при сооружении канализационного трубопровода из пластмассовых труб потребуется сформовать раструб, произвести изгиб трубы или изготовить гнутые детали. В преддверии всех этих операций трубы в месте предполагаемой деформации следует размягчить в нагретом глицерине: температура глицерина для размягчения труб из ЛИП должна быть 105 +/–5 °C, для труб из ПВХ – 135 +/–5 °C, для труб из ПП – 165 +/–5 °C. Трубу помещают в ванну с нагретым глицерином на несколько секунд (в зависимости от толщины стенок труб), после чего формуют раструбы (холодный конец трубы зажимают в тисках, а в нагретый (размягченный) вставляют оправку, подогретую до температуры около 100 °C) или производят изгиб труб.

Изгиб пластмассовых труб и изготовление гнутых деталей производят на трубогибочных станках. В зависимости от отношения толщины стенок трубы к ее наружному диаметру, а также от радиуса изгиба гибку труб нужно производить с наполнителем или без него.

Без наполнителя можно гнуть трубы, если соблюдены следующие условия:

– отношение толщины стенки трубы к ее наружному диаметру – не менее 0,06;

– радиус изгиба по оси трубы составляет от 3,5 до 4 величин наружного диаметра трубы.

Если труба и нужный изгиб не соответствуют вышеназванным условиям, то в трубу перед операцией изгиба вставляют наполнитель: резиновый жгут, гибкий металлический шланг или резиновый шланг, заполненный песком.

Диаметр гибочного шаблона должен быть равен наружному диаметру трубы. Пластмасса – материал относительно упругий, поэтому если нужно получить изгиб, например, в 90°, то трубы следует перегибать на 6–10°.

Сформованный раструб на шаблоне, а изгиб в зафиксированном положении на трубогибочном станке охлаждают до температуры окружающего воздуха водой.

Соединение металлополимерных труб

Эти трубы были разработаны не очень давно и имеют много положительных свойств. Они устойчивы к коррозии, химически нейтральны, в них не накапливаются отложения. К тому же они легко гнутся вручную и без труда огибают даже выступы стен. Имея столь фантастическую гибкость, эти трубы не теряют своей прочности. Также к несомненным достоинствам данных труб можно отнести и долгий срок их службы – 50 лет и более.

При монтаже металлополимерных труб не требуется точной подгонки размеров.

Гибкие металлополимерные трубы изготавливаются из высокопрочного полиэтилена (несколько слоев сваривают внахлестку) и прослойки из алюминия (рис. 75).

Рис. 75. Металлополимерная труба: 1 – слои полиэтилена; 2 – связующий слой; 3 – алюминий.

Эти трубы продаются в комплекте с установочными тройниками, разделителями и другой арматурой, что дает возможность стыковать трубу с помощью герметичных соединений с трубами и приборами из пластмасс, бронзы, стали, латуни и значительно облегчает монтаж.

Соединение керамических труб

В некоторых случаях для сооружения наружных сетей канализации и водопровода используются керамические раструбные трубы (а также бетонные и асбестоцементные, правда значительно реже).

Раструбные соединения таких труб производятся аналогично раструбным соединениям чугунных труб:

зазоры между внутренней поверхностью раструбов и наружной поверхностью ровных концов труб заделывают на 2/3 просмоленным жгутом из прядей пеньки или льна,

а оставшуюся 1/3 – цементным раствором или асбестоцементной смесью.

Кроме того, в данном случае вместо этих растворов можно использовать мастику такого состава: асфальтовая мастика – 6 в. ч., нефтяной битум БН-111 – 4 в. ч.

Непосредственно перед заделкой зазора мастику подогревают до жидкотекучего состояния. При заделке вертикальных соединений мастику просто заливают в зазор. Если же соединение находится в горизонтальном или наклонном положении, то зазор по всей окружности закрывают глиняным валиком, в верхней части которого оставляют отверстие – литник; в литник устанавливают воронку и заливают мастику.

Для этой же цели можно использовать и специальный металлический хомут (а чтобы мастика не прилипала к нему и его можно было легко удалить после остывания мастики, хомут обмазывают глиняным тестом).

Фасонные части соединений труб

Фасонные части, имеющие антикоррозийную защиту, применяются при выполнении поворотов, переходов от одного диаметра трубы к другому, ответвлений. Их используют при соединении:

– стальных электросварных труб со спиральным швом диаметром 254 мм, с антикоррозийным этинолевым покрытием;

– стальных тонкостенных спирально-шовных труб диаметром 254 мм, с двусторонним цинковым покрытием;

– стальных труб, имеющих толщину стенок 168–1220 мм;

– стальных тонкостенных электросварных труб диаметром 168–426 мм, со спиральным швом;

– стальных тонкостенных труб диаметром 200–400 мм, с лакоэтинолевым покрытием;

– асбестоцементных труб диаметром 150–500 мм;

– полиэтиленовых труб диаметром 160–300 мм;

– чугунных труб диаметром 150–400 мм.

Для соединения труб применяются переходы, тройники, отводы, кресты и патрубки.

Переходы используются в трубопроводах для устройства переходов от одного диаметра труб к другому (рис. 76).

Рис. 76. Переход: 1 – втулка; 2 – переход; 3 – раструб.

Тройники применяются для устройства ответвлений на трубопроводах. Тройники бывают равнопроходными и переходными (рис. 77).

Рис. 77. Переходной тройник: 1 – штуцер; 2 – ствол.

Отводы служат для устройства поворотов трубопроводов под углом 90° (рис. 78).

Рис. 78. Отвод: 1 – сектор; 2 – полусектор

Кресты используют для устройства ответвлений трубопроводов (рис. 79).

Рис. 79. Крест: 1 – штуцер; 2 – ствол.

Для установки трубопроводной арматуры на трубопроводах применяют патрубки (рис. 80).

Рис. 80. Патрубок: 1 – фланец; 2 – патрубок.

Стенки фасонных частей могут быть разной толщины. Это зависит от срока службы трубопровода, для которого они применяются. Для стальных труб используются фасонные части, рассчитанные на рабочее давление 2 МПа, а для остальных труб – 1,5 МПа.

Соединение фасонных частей с трубами производится по-разному.

Например, с гладкими концами стальных труб фасонные части соединяются сваркой. Чугунными муфтами стыкуют стальные тонкостенные трубы с обечайками, чугунные с гладкими концами и асбестоцементные трубы. С помощью втулок и раструбов соединяют концы тонкостенных стальных труб. Обточенный конец асбестоцементной трубы можно соединить с необточенным концом трубы с таким же диаметром с помощью перехода с раструбом и гладким концом. Фасонные части с полиэтиленовыми трубами стыкуются на фланцах.

Соединение труб на фитингах и муфтами

Соединение на фитингах используется для труб с резьбой на концах. При этом применяются фитинги – фасонные соединительные части, которые изготовляются из ковкого чугуна, стали, пластмассы. Их использование дает возможность соединять трубы под требующимся углом, делать необходимые ответвления, переходы от одного диаметра трубы на другой.

Фитинги из ковкого чугуна для прочности имеют буртики по торцам. Стальные фитинги гладкие, без буртиков и выступов. Промышленность выпускает и пластмассовые шестигранные фитинги под гаечный ключ (рис. 81).

Рис. 81. Виды фитингов: а – угольник; б – переходный тройник; в – переходная муфта; г – сгон в сборе, с прямой муфтой и контргайкой.

Соединение с помощью фитингов должно быть прочным, что обеспечивается плотным прижиманием друг к другу ниток резьбы. Чтобы достичь герметичности при свинчивании труб с резьбой, нужно предварительно смазать нарезанные части белилами или свинцовым суриком.

Если же нужно достичь более надежного соединения труб с резьбой, следует воспользоваться льняной или пеньковой подмоткой с суриковой замазкой. Для ее приготовления берут 2 части (по массе) сурика и 1 часть вареного масла.

Короткую резьбу на трубах применяют для неразъемных соединений труб фасонными частями. На смонтированном трубопроводе разобрать такое соединение можно, только разрезав трубы.

Чтобы соединить трубы с короткой резьбой, необходимо на каждом конце соединяемых труб нарезать резьбу так, чтобы она на 2–3 витка не доходила до середины муфты. Это создаст своеобразное заклинивание, благодаря которому получится очень прочное соединение.

На садовых участках использование муфт для соединения труб не редкость. Но при этом обязательно надо предусмотреть и возможность их разъединения. Например, на участке 6 соток (20 х 30 м) проложены трубы разной длины, соединенные муфтами. Из-под муфты, скажем, в 6 м от магистрального трубопровода, который распределяет воду по всему участку, начала фонтанировать вода. Если все трубы до дефектного участка соединены муфтами, то придется с целью устранения неполадки разбирать когда-то собранные трубы или вращать их до нужной муфты. Чтобы облегчить ремонт, следует в процессе сборки трубопровода периодически между трубами устанавливать сгоны.

Сгон представляет собой небольшую трубу, имеющую на одном конце короткую резьбу для соединения труб муфтой, а на другом – резьбу в несколько раз больше. На длинной резьбе уместятся и муфта, и контргайка, сгоняемые туда, чтобы разъединить трубы. Размеры сгонов представлены в табл. 4.

Таблица 4. Размеры сгонов, мм

Необходимо помнить, что при соединении труб разрешается только заворачивать трубы и фитинги. Отворачивание (задний ход) неизбежно приводит к течи.

И последнее. Любые соединения труб в процессе эксплуатации трубопроводов должны оставаться герметичными.

Профилактика трубопроводов

В качестве профилактических мер для продления срока службы различных трубопроводов проводят следующие мероприятия:

– для защиты труб от ржавчины существует несколько способов (в зависимости от вида труб и места нахождения трубопровода), самый распространенный – окрашивание эмалями и масляными красками.

В качестве грунтовки под окрашивание можно применять антикоррозийные составы – для труб и радиаторов отопительной системы; свинцово-суриковую грунтовку № 81 – для водопроводных труб горячего водоснабжения; цементный раствор на казеиновом клею (в пропорции 3: 1) для всех видов труб; карболат – для труб холодного водоснабжения во влажных помещениях (ванных, душевых, санузлах). Трубу покрывают пастой толщиной около 5 мм, а после ее отвердения окрашивают. Такая грунтовка, помимо коррозийной устойчивости, препятствует образованию на трубах конденсата. Фановые (канализационные) трубы практически не грунтуются, а покрываются расплавленным битумом;

– для предотвращения «размораживания» внутренней трубопроводной системы рекомендуется не оставлять помещение неотапливаемым в холодное время года на длительное время; для защиты наружных трубопроводов от промерзания (помимо размещения их ниже уровня промерзания почвы) использовать утеплители – солому, опилки, минеральную вату и пр.; в исключительных случаях для предотвращения замерзания труб в особо сильные морозы на ночь можно приоткрыть водопроводный кран, чтобы вода текла тонкой струйкой (но в этом случае следует позабыть о таком понятии, как экономия пресной воды). Если же вода в трубах все-таки промерзла, то, прежде чем включить отопление или водопровод, трубы нужно отогреть горячей водой, электрической плиткой или рефлектором; канализационные трубы от ввода в магистраль следует отогревать так, чтобы их содержимое по мере оттаивания уходило вниз. Размороженные (лопнувшие трубы) можно на время заделать специальной замазкой: 2,5 кг мелких железных опилок, 60 г сухого порошкообразного нашатыря и 30 г серы тщательно перемешать; перед применением сухую смесь затворить водой до получения консистенции густой замазки. Если повреждение небольшое, то трещину можно (опять-таки на время) заделать с помощью стального хомутика с резиновой прокладкой и болтовым замком. По окончании отопительного сезона или с наступлением теплого времени года лопнувшие трубы заменяют (в холодное время замену дефектных труб в домашних условиях производить не рекомендуется);

– во избежание засорения внутренней канализации рекомендуется периодически производить профилактическую очистку с помощью капронового шнура и металлической мочалки, схема проведения такой очистки показана на рис. 82.

Рис. 82. Профилактическая прочистка труб внутренней системы канализации капроновым шнуром.

Для того чтобы протянуть шнур по трубам, на один из его концов (который пропускается в трубы первым) привязывают достаточно тяжелую пуговицу, опускают конец шнура с пуговицей в трубу и открывают воду, а уловить шнур в другом выводном отверстии можно крючком из стальной проволоки;

– при засорении сифонов раковин, моек, ванн для их промывки применяют химические препараты типа «Крот», если данный метод очистки не помогает, то сифон разбирают и очищают механическим способом.

Трубопроводная арматура

Ни один трубопровод не может действовать без наличия в его конструкции арматуры. По функциональному назначению различают такие виды трубопроводной арматуры, как водоразборная, запорная, предохранительная, регулирующая и указатели уровня жидкости и давления.

Арматура играет чрезвычайно важную роль и, естественно, должна быть в рабочем состоянии. Если краны и смесители всегда на виду и находятся в постоянном пользовании, а следовательно, чаще нуждаются в починке, то о вентилях вспоминают только в тех случаях, когда необходимо перекрыть воду для проведения текущего ремонта.

 Водоразборная арматура

Краны относятся к элементам водоразборной арматуры и служат для запирания или отпирания подающей трубы. В закрытом положении кран постоянно находится по давлением и должен эффективно его сдерживать, а также регулировать расход воды при открывании. Эта задача решается тем или иным конструктивным исполнением.

Рассмотрим конструкцию двух водоразборных кранов: с выдвижным шпинделем и с конусной пробкой, играющей роль невыдвижного шпинделя (рис. 83).

Рис. 83. Устройство водоразборных кранов: а – с выдвижным шпинделем; б – с конусной пробкой (невыдвижным шпинделем); 1 – маховичок; 2 – сальниковая втулка; 3 – сальниковая набивка; 4 – крышка корпуса; 5 – клапан; 6 – уплотнительная прокладка; 7 – седло; 8 – корпус крана; 9 – шпиндель; 10 – ручка крана; 11 – конусная пробка; 12 – окно; 13 – шайба; 14 – натяжная гайка.

Кран с выдвижным шпинделем (рис. 83, а) действует следующим образом: при движении маховичка вправо шпиндель выдвигается вверх, поднимая клапан (диск с клином), в результате чего открывается проход для потока; при вращении маховичка влево происходит обратная операция – задвигающийся шпиндель опускает клапан, и проход закрывается.

Герметичность обеспечивается сальниковой втулкой и сальниковой набивкой, которые препятствуют просачиванию воды через крышку корпуса вдоль шпинделя.

Причиной подтекающего крана чаще всего бывает либо износ прокладки клапана крана (эта причина может вызвать не только просачивание воды, но и дребезжание и шум в водопроводной сети), либо деформация поверхности седла для клапана (в этих двух случаях вода подтекает непосредственно из краника), либо износившаяся сальниковая набивка (при этом вода сочится через зазор между шпинделем и сальниковой втулкой).

Первую причину неполадки устраняют заменой прокладки, для чего нужно вывинтить шпиндель, удалить старую прокладку и установить новую (в водопроводных кранах для холодной воды применяются резиновые прокладки, в кранах для горячей воды желательно использовать кожаные). Для большей герметичности клапана по внешнему ободу прокладки рекомендуется снять фаску под углом 45°.

Для устранения второй причины кран следует разобрать, просушить, в седло (гнездо) вставить несколько кружочков из наждачной шкурки, шпиндель установить на место и, поворачивая им вправо-влево, притереть поверхность седла.

Третья причина подтекания крана устраняется заменой сальниковой набивки: снять маховичок и сальниковую втулку, удалить изношенную набивку, обернуть вокруг шпинделя тонкую бечевку или шпагат, сальниковую втулку установить на место, припрессовав ею новую набивку.

Кран с конусной пробкой (рис. 83, б) действует еще проще: при повороте ручки крана в положение совмещения отверстия трубы и окна конусной пробки (читай: шпинделя) проход для потока открывается; обратный поворот закрывает проход. Здесь герметичность достигается тщательной притиркой поверхности шпинделя и стенок отверстия для него, а также натяжением шпинделя натяжной гайкой. Подтекающий кран с конусной пробкой ремонтируют либо подтяжкой натяжной гайки, либо заменой изношенного шпинделя.

Запорная арматура

Запорная арматура служит для включения или отключения потока жидкости или газа, проходящего по трубопроводу. К запорной арматуре относятся задвижки, вентили и т. п. По конструкции запорная арматура может быть с клиновыми и параллельными выдвижными и невыдвижными шпинделями.

Вентили играют очень важную роль, ведь только они в случае аварии могут спасти дом от потопа.

В многоэтажных зданиях вентили могут быть смонтированы на трубах в различных местах, например в туалете над смывным бачком, в ванной комнате у пола, на боковых стенках туалета и в других местах. На трубах с горячей и холодной водой должны находиться отдельные вентили. Контрольный вентиль обычно располагается на самом ответвлении от стояка.

В любой квартире у каждого санитарного прибора должен находиться специальный вентиль, чтобы была возможность перекрыть поступление воды, если возникнет неисправность и надо будет срочно производить ремонт. Вентили по принципу действия и устройству сходны с кранами. Пример запорно-регулирующего вентиля показан на рис. 84.

Рис. 84. Запорно-регулирующий вентиль: 1 – корпус; 2 – седло; 3 – клапан; 4 – шпиндель; 5 – накидная гайка; 6 – маховичок; 7 – втулка; 8 – сальниковая набивка; 9 – крышка корпуса.

При вращении маховичка вправо шпиндель опускается, закрывая клапаном седло, сужающийся проход сокращает расход транспортируемой среды, вплоть до прекращения движения потока.

Обратное вращение маховичка поднимает клапан и открывает проход вентиля.

Герметичность данного вентиля обеспечивается точной притиркой сопрягаемых поверхностей клапана и отверстия седла, а также наличием сальниковой втулки и набивки в верхней части вентиля. Для контроля за давлением в системе рядом с регулируемым вентилем монтируют соответствующие манометры.

Указатели уровня жидкости и давления изготавливаются в виде различных водомерных трубок, маслоуказателей и т. п.

Так же как и у кранов, у вентилей имеется окно во внутренней перегородке корпуса для прохождения воды, клапан с прокладкой и шток с возвратно-поступательным ходом, расположенный в головке корпуса. Но элементы конструкции вентиля должны быть более надежны по сравнению с краном, так как в рабочем состоянии вентиль всегда открыт. Колоссальной нагрузке подвергается контрольный вентиль на вводе.

Материалами для изготовления вентилей служат латунь и ковкий чугун. Если в квартире установлены чугунные вентили, желательно иметь про запас новую головку корпуса в сборе со штоком, так как со временем из-за ржавчины стальной шток может срастись с чугунной головкой корпуса. Предпочтение лучше отдавать чугунным вентилям с латунными штоками, так как они более долговечны. При покупке нового вентиля следует обратить особое внимание на конструкцию клапана.

Он должен быть хорошо заметен в одной из сторон подсоединения труб. Также нужно убедиться в том, что на клапане имеется прокладка, закрепленная гайкой. На стороне клапана, примыкающей к седлу, может быть ровная поверхность. Для установки в домашних условиях такой вентиль не подходит. Он будет плохо сдерживать воду, так как считается паровым.

Обычно вентиль находится в положении «открыто». Закрывают его только в том случае, если следует провести ремонт кранов, труб или сантехнических приборов.

Предохранительная арматура

К предохранительной арматуре относятся обратные клапаны, которые предохраняют трубопроводы от повышения давления и препятствуют движению потока транспортируемой среды из системы при падении давления или аварии. Клапаны позволяют продвигаться транспортируемой среде только в одном направлении. Они устанавливаются на прямоточных линиях котлов, на вводах водопроводной системы и т. п.

Причем обратные клапаны не являются чисто трубопроводной арматурой: так, обратный клапан – конструктивная единица всевозможных насосов, еще один пример обратного клапана – ниппель, устанавливаемый на велосипедных и автомобильных колесах.

Наиболее распространенные из трубопроводных арматурных обратных клапанов – подъемные и поворотные.

Обратный подъемный клапан состоит из корпуса с седлом, который закрывается золотником со штоком. При движении потока в нужном направлении шток приподнимается и пропускает транспортируемую среду. Обратное движение потока невозможно вследствие того, что поток опускает шток, который упирает золотник в седло и закрывает проход.

Обратный поворотный клапан представляет собой чугунный корпус, в котором на шарнире установлена захлопка, оснащенная резиновой прокладкой.

Под давлением транспортируемой среды захлопка поворачивается на 90° и открывает проход потоку. При падении давления в сети захлопка поворачивается в исходное положение и закрывает проход потока из сети. Причиной выхода из строя такого клапана чаще всего является износ прокладки, которую заменяют через крышку фланца.

На корпусах всех обратных клапанов стрелкой указано направление транспортируемой среды, поэтому при монтаже клапана в систему трубопровода его следует устанавливать таким образом, чтобы направление стрелки совпадало с нужным направлением потока. Рассчитаны такие клапаны на давление в системе от 1 до 4 МПа и на температуру транспортируемой среды от 50 до 225 °C, что также указано в маркировке.

Испытания собранных трубопроводов

После сборки и монтажа трубопроводов проводят их испытание, которое происходит в два этапа: визуальный контроль и гидростатическое испытание.

Визуальный контроль заключается в осмотре всей линии трубопровода, узлов соединений и трубопроводной арматуры с целью обнаружения механических повреждений, нарушения антикоррозийного покрытия, скручивания шланговых соединений, которые недопустимы при вводе коммуникаций в эксплуатацию.

Прежде чем производить гидростатическое испытание трубопровода, систему промывают. В принципе промывка – начальный этап испытания: наличие капель жидкости на контролируемой поверхности свидетельствует о гидропроницаемости системы. После устранения неполадок наружную поверхность трубопровода просушивают и проверяют промывкой вновь.

Затем осуществляют контроль газопроницаемости, для чего места стыков и соединений промазывают мыльной водой, а в систему подается сжатый воздух. Образование мыльных пузырей укажет места недостаточной герметичности. Дефекты устраняют заменой деталей, подтягиванием соединительных элементов, после чего испытание производят повторно.

Герметичность ответственных систем (например, газопровода) проверяют специализированные службы, использующие специальное оборудование и гидро– и газосмеси.