Соединение арматуры резьбовое: Соединение арматуры без сварки: способы и типы

Изображение предоставлено Promus/Shutterstock.com

Несмотря на то, что доступны как фитинги для труб из ковкого чугуна, так и фитинги для труб из ковкого чугуна, улучшенные механические свойства и более низкая стоимость ковкого чугуна вызывают сдвиг в сторону более широкого использования этого материала.

Фитинги для стальных (также известных как «черная труба») и оцинкованных труб, используемых в бытовых и коммерческих сантехнических работах, обычно отливаются и называются «фитингами из ковкого чугуна». Они могут быть оцинкованы. диаметра, в настоящее время они обычно не используются, так как нарезание резьбы на трубах большого диаметра считается излишне сложным.0003

Сталь и стальные сплавы

Фитинги для стальных труб часто выдавливают или натягивают на оправку из сварных или бесшовных труб. В меньших размерах они часто имеют резьбу, соответствующую резьбе на концах трубы. По мере увеличения размеров и давления их часто приваривают по месту либо встык, либо враструб. Фитинги для сварки враструб, обычно кованые, предназначены для труб меньшего диаметра (до NPS 4, но обычно NPS 2 или меньше) и доступны в классах давления 3000, 6000 и 9000, соответствующих Графику 40, 80 и 160. трубка. Муфтовые фитинги привариваются с помощью угловых сварных швов, что делает их менее прочными, чем фитинги, свариваемые встык, но все же предпочтительнее резьбовых фитингов для высокотехнологичных работ. Необходимость компенсационного зазора в фитинге исключает их использование в пищевой промышленности под высоким давлением.

Изображение предоставлено: mady70/Shutterstock.com

, в результате чего фланцевые участки трубы соединяются болтами. Использование фланцев делает возможным разрыв трубопровода для замены клапанов и т. д. Большинство трубопроводного оборудования, такого как насосы и компрессоры, также подключаются через фланцы по той же причине.

доступны в нескольких стилях, рассчитанных на давление и температуру. Эти стили включают внахлестку, сварку в горловину, сварку внахлест, кольцевое соединение, резьбовое соединение и надевание. Резьбовой фланец подходит только для приложений с низким и средним давлением. Другие различные приварные фланцы позволяют использовать более высокие давления. Фланцы внахлестку часто используются там, где часто происходят разъединения, поскольку фланец может свободно вращаться, что упрощает выравнивание отверстий под болты. Особым случаем является так называемый глухой фланец, который используется для герметизации конца трубопровода, но позволяет позже подключиться к другой трубе или оборудованию.

Фланцы могут включать несколько различных методов уплотнения прилегающих поверхностей, включая уплотнительные кольца, уплотнительные кольца и прокладки. Уплотнительные кольца обеспечивают особо плотное соединение и при той же нагрузке на болт, что и плоская прокладка, могут противостоять более высокому давлению.

Прежде всего, три стандарта регулируют фланцы труб. ASME 16.5 определяет фланец ANSI, наиболее часто используемый фланец. ASME B16.47 охватывает две серии, A и B, которые представляют собой изделия большого диаметра. Фланцы серии A тяжелее и толще, чем серии B, для того же давления и размера. Фланцы серии B обычно выбирают для ремонтных работ. ASME B16.1 определяет фланец AWWS, но он предназначен только для фланцев, используемых в системах с питьевой водой при атмосферных температурах. Кроме того, существует так называемый фланец промышленного стандарта, который не определяется руководящим органом, а вместо этого отражает историческую практику. Размеры этих фланцев соответствуют ASME B16.1, стандарту для фланцев и фланцевых фитингов из чугунных труб классов 25, 125 и 250.

Изображение предоставлено: Golf_chalermchai/Shutterstock.com

могут использоваться в санитарных целях, таких как пищевая и молочная промышленность, и обычно оснащены быстроразъемными зажимами, позволяющими демонтировать линию для внутренней очистки. Фланцы для этих зажимных систем доступны в виде привариваемых элементов или, во многих случаях, в виде тройников, тройников и т. д. с фланцем, встроенным в фитинг.

Секции металлических труб также могут быть соединены и собраны как трубопроводы с использованием трубных муфт и других стандартных трубных фитингов с резьбой, таких как металлические торцевые заглушки для труб или 180-градусные колена.

Цветные металлы

обычно отливают. Они доступны во всех тех же формах или формах, что и стальные фитинги. Доступны алюминиевые резьбовые фитинги, такие как колпачки или ниппели, а также фитинги, которые представляют собой сочетание стилей резьбового соединения и соединения под сварку встык. Также существуют варианты сварки внахлест. Для сварки алюминиевых фитингов обычно требуется процесс MIG или TIG.

также является популярным выбором для создания поручней, и доступно множество фитингов для конструкционных применений, как свариваемых, так и надеваемых/зажимных.

, такие как латунные патрубки для труб, доступны в соответствии с диаметром трубы, и их часто собирают пайкой или пайкой.

Бетон

доступны в различных стилях, подходящих для их применения в крупных гражданских проектах, таких как управление ливневыми стоками. Помимо типичных соединений звездой, специализированные фитинги включают порталы для служебных отверстий и различные стили хранилищ. В типичных соединениях используются концы фитингов с заплечиками, которые сопрягаются с ответными частями приемных труб. Резиновая прокладка обеспечивает герметичность соединения.

Пластик

доступны как со сваркой враструб (иногда называемой сваркой растворителем), так и с резьбой, причем первый вариант является наиболее распространенным. Фитинги для сварки враструб предназначены для химической сварки на месте, что делает установку быстрой и простой. Пластиковые трубы обычно монтируются всухую, а затем маркируются, так как растворитель, используемый для их соединения, особенно быстро действует. Муфты обычно используются для соединения и соединения прямых участков трубы вместе.

доступны в стандартных формах и стилях и с размерными диапазонами материалов, обычных для пластиковых труб, включая ПВХ, ХПВХ, ПЭ, РЕХ, ПП и АБС.

Обычные фитинги для труб из ПВХ включают переходники, отводы, заглушки, тройники, тройники, муфты, соединения и крестовины, и это лишь некоторые из них. Стандартный профиль поперечного сечения для большинства труб или фитингов из ПВХ — круглый, но доступны и другие формы профилей, например, квадратные фитинги из ПВХ. Однако эти альтернативные профили фитингов обычно связаны с трубой из ПВХ, предназначенной для конструкционного использования, например, для ограждений, перил или использования в качестве мебели, и не связаны с трубой из ПВХ, предназначенной для работы с жидкостями. Помимо ПВХ, для конструкционной арматуры могут использоваться и другие материалы, например, фурнитура для перил из оцинкованной трубы.

Другие фитинги из ПВХ включают конструкции с зазубренными вставками, которые предназначены для использования с трубками и вдавливаются в трубку и закрепляются лентообразными зажимами.

, а также фитинги из ABS (акрилонитрил-бутадиен-стирол) также обычно соединяются фитингами, свариваемыми растворителем. Также широко доступны подходящие переходники для смены типа материала, например, с ХПВХ на латунь.

В некоторых случаях, когда используются пластиковые трубы, например, в сантехнике для слива раковины, некоторые приспособления для труб, такие как p-образные сифоны, могут быть соединены с помощью резьбового соединения с использованием нейлоновых шайб и стопорной или стопорной гайки. Эта функция облегчает разборку для устранения засоров.

Фитинги для полиэтиленовых труб и фитинги для полипропиленовых труб обычно доступны как с резьбовыми, так и с зазубренными соединениями, а также доступны варианты сварки враструб или с плавлением. Точно так же фитинги для труб ПДВФ выпускаются с раструбными или резьбовыми соединениями.

Там, где требуется воздухонепроницаемое или водонепроницаемое уплотнение, можно использовать нейлоновые фитинги для труб, которые можно использовать с нейлоновыми трубками или трубами, а также с другими типами пластиковых или металлических труб.

Стекло

В некоторых специализированных технологических процессах с жидкостями используются стеклянные трубы и фитинги. Боросиликатное стекло предлагает несколько ключевых преимуществ по сравнению с альтернативными формами трубопроводных систем. Материал имеет высокую чистоту, поэтому не загрязняет технологические жидкости. Естественная прозрачность стекла позволяет контролировать процесс по мере необходимости, а гладкая поверхность предотвращает образование накипи или других остатков на внутренней поверхности трубы.

Лабораторные приложения также могут часто использовать стеклянные трубки и фитинги из стеклянного профиля.

не следует путать с трубами со стеклянным покрытием, которые правильнее называть трубой со стеклянным покрытием.

Керамическая глина

Фитинги для стеклокерамических труб доступны в типичных конфигурациях, необходимых для канализационных систем. Как и в случае с чугуном, для этих фитингов обычно используется раструбное соединение с уплотнительным кольцом или прокладкой, используемой для герметизации соединения.

Типы трубной арматуры: применение и промышленность

Выноски

Резьбовые фитинги соответствуют стандартному формату на чертежах. Номинальный размер стоит перед описанием. Когда два или более конца фитинга имеют разные размеры, размер участка предшествует размеру ответвлений, или для редукционных фитингов наибольший размер предшествует наименьшему размеру. Таким образом, 1 x 1 x 3/4 Street Tee; Y-образный изгиб 1 x 1x 3/4 45°; крест 1 х 3/4 х 1/2 х 1/4; и так далее. Размер резьбы на резьбовых фитингах будет соответствовать номинальному размеру резьбы трубы, как указано ANSI.

Типы резьбы

В большинстве труб используются резьбовые фитинги, соединения которых обычно характеризуются одной из следующих систем:

• Трубная резьба по американскому национальному стандарту (NPT)
• Трубная резьба Британского стандарта (BSPT)

Основное различие между ними заключается в угле конуса. В системе NPT угол конусности резьбы составляет 60 градусов, тогда как в фитингах с британской стандартной трубной резьбой (BPST) угол конусности составляет 55 градусов. В дополнение к трубным фитингам с конической резьбой, в этих системах также используются фитинги с прямой трубной резьбой, которые не полагаются на конус для герметизации от потери давления или утечек. Как правило, для обеспечения герметичности стыка или соединения требуется подходящий герметик. Большинство трубных фитингов с резьбой рассчитаны на правостороннюю резьбу, но есть некоторые варианты с левой резьбой (LH).

, идентифицируемые по номинальному наружному диаметру и шагу резьбы. Таким образом, ниппель для метрической трубы M12 x 1,5 будет иметь внешний диаметр 12 миллиметров и шаг резьбы 1,5 ниппеля на миллиметр.

Резьбовые фитинги обычно имеют внутреннюю резьбу. Исключение составляет уличный фитинг, который в случае простого колена имеет одну наружную и одну внутреннюю резьбу. Трубы легко нарезаются в полевых условиях. Соединение резьбовых труб и фитингов может быть облегчено тефлоновой лентой или компаундом для труб. При нанесении компаунда рекомендуется наносить его только на наружную резьбу, чтобы избежать попадания каких-либо загрязнений в трубопровод при сборке соединения.

Изображение предоставлено: cherezoff/Shutterstock.com

Схемы трубопроводов обычно представляют собой однолинейные или двухлинейные чертежи, в зависимости от сложности установки. Там, где зазоры узкие, а также для многих трубопроводов заводского изготовления, используется двухлинейный чертеж, на котором размер трубы показан в масштабе. Для более простых установок достаточно однолинейного чертежа с фитингами, клапанами и т. д., обозначенными символически. Чертежи трубопроводов иногда изображают «развернутыми», что предполагает, что вертикальные трубы развернуты в горизонтальной плоскости или наоборот, что позволяет показать всю систему трубопроводов в одной плоскости.

Велдолец

Эти небольшие привариваемые ответвления укрепляют трубу в месте проделанного отверстия, устраняя необходимость в дополнительном армировании. Различные формы этих фитингов доступны под различными торговыми марками, включая стыковые и раструбные фитинги, резьбовые варианты, а также некоторые специальные конструкции, которые позволяют выполнять соединения на коленях и т. д.

Процесс сварки

Концы труб и фланцы подготовлены под сварку встык в соответствии с толщиной стенки трубы. Для стен толщиной 3/4 дюйма или менее стены скошены до прилежащего угла 70°, и между ними оставлен зазор 3/16 дюйма. Сварщик выполняет корневой проход, заполняющий проход (или проходы) и закрывающий проход, часто меняя присадочный материал между проходами. Для большей толщины труба сужается под таким же углом, но только частично вверх по стене. Кроме того, на внутренней стенке отшлифован небольшой задний угол, служащий местом для опорного кольца. Раструбные сварные швы обычно используются для тонкостенных труб. Процедуры сварки изложены инженером в Спецификациях процедуры сварки, и сварщик, выполняющий сварку, должен быть сертифицирован для конкретного процесса. Трубы иногда должны быть предварительно нагреты перед сваркой и термообработаны после, чтобы уменьшить тепловое напряжение.

Изображение предоставлено: 22 августа/Shutterstock.com

Необходимость надлежащей подготовки концов труб и необходимость тщательной подгонки перед соединением фитингов, свариваемых встык, делает использование фитингов под сварку враструб привлекательным. Для фитингов под приварку в раструб не требуется скоса, а сам раструб служит для выравнивания трубы. Единственным особым требованием является то, что труба должна быть немного выдвинута из фитинга, чтобы учесть расширение во время сварки.

Предварительное изготовление секций трубопровода, называемых «катушками», часто выполняется в помещении, где процесс изготовления может быть автоматизирован. Соединения труб могут быть прокатаны на тихоходных токарных станках, чтобы довести работу до сварщика. Можно использовать роботов-сварщиков. Для повышения производительности можно применять такие методы, как дуговая сварка под флюсом.

В качестве альтернативы традиционным сварным трубопроводным системам предлагаются несварные фитинги или соединители для сварных труб. Используя сочетание обжатых механических фитингов с холодной гибкой трубы или трубопровода, это решение устраняет напряжения в трубопроводе в результате операции сварки, снижает затраты и может обеспечить модульную систему, которую легче разобрать или модифицировать по мере необходимости.

Пластиковые трубы и трубы из полиэтилена высокой плотности, в частности, могут быть соединены с помощью тепловой сварки, иногда называемой электромуфтовой сваркой. Трубы могут быть сварены встык или в раструб. Это довольно распространенная практика при монтаже трубопроводов из ПНД большого диаметра. Для выполнения этих сварных швов имеется ряд специализированного оборудования.

Изображение предоставлено: Юттана арткла/Shutterstock.com

Как правило, при использовании пластиковых труб и фитингов необходимо учитывать снижение номинальных значений давления в зависимости от размера трубы или фитинга и рабочей температуры. Для материалов из ПВХ и ХПВХ производители рекомендуют снижение номинального давления при температурах выше 73 градусов по Фаренгейту. А для заданной рабочей температуры давление необходимо дополнительно снижать по мере увеличения диаметра трубы или фитинга. Кроме того, использование определенных фитингов, таких как фланцы, соединения или клапаны, может иметь номинальное давление меньше, чем у прямой трубы того же размера.

Формы и стили фурнитуры

Название большинства подходящих фигур говорит само за себя. К общедоступным относятся:

• колпачки
• заглушки
• соски
• колена
• тройники
• тройник
• кресты
• союзы
• втулки
• переходники
• адаптеры

Трубные заглушки или колпачки можно использовать для герметизации концов труб. Некоторые формы заглушек высокого давления используются для временной герметизации концов труб, чтобы облегчить испытания под давлением в трубопроводах и сосудах под давлением, устраняя при этом необходимость выполнять обычные сварочные операции для проведения этих испытаний.

Механически обработанная трубная заглушка для использования при опрессовке трубопровода

Изображение предоставлено: Mechanical Research & Design, Inc.

можно приобрести с изгибами 22-1/2°, 45° и 90°. Обратные изгибы используются для перемещения жидкости с полным изменением направления на 180°. Небольшие отрезки трубы с резьбой называются ниппелями. Втулки используются для изменения диаметра труб, как и переходники. Такие термины, как «уличная» и «служебная», характеризуют фитинги с наружной резьбой. Муфты используются для соединения труб с резьбой без необходимости поворачивать любую трубу. Адаптеры позволяют системе переключаться между материалами, например между пластиковой и металлической трубой.

Отводы труб изготавливаются в соответствии со спецификацией и обычно обозначаются кратным диаметру трубы. Например, изгиб 5D в 10-дюймовой трубе будет иметь радиус изгиба, в пять раз превышающий диаметр. Также указывается угол изгиба.

Фитинги для спринклеров

В системах пожаротушения и спринклерах пожаротушения могут использоваться трубы нескольких разновидностей, чаще всего стальные (черные трубы или оцинкованные трубы), медные трубы или пластиковые трубы (ХПВХ и полибутилен разрешены NFPA).

В случае стальных труб фитинги могут иметь резьбу, сварку или использовать нарезанные или накатанные концевые трубы и соединители, в которых используются кольцевые и кулачковые системы для соединения труб друг с другом. Соединители быстро и легко устанавливаются, исключая стоимость и сложность других методов, таких как сварка. В результате эти кольцевые и кулачковые системы, по-видимому, весьма распространены в этой отрасли.

обычно разрешены техническими условиями для труб сортамента 40 или выше, где более высокие номера сортамента указывают на увеличенную толщину стенки трубы. Типы соединений труб с катаной канавкой допустимы при любой толщине стенки.

Медные трубки, используемые в спринклерных установках, обычно припаиваются, но ограниченное использование паяных соединений разрешено NFPA 13 для применений, характеризующихся низким риском опасности и малой посещаемостью.

может использоваться в некоторых системах пожаротушения и спринклерных установках в соответствии с NFPA 13. Для ХПВХ соединение с помощью растворителя стандартных фитингов для сварки враструб является обычным методом соединения трубных фитингов из ХПВХ со спринклерной трубой. В жилых помещениях с ограниченным освещением также используются трубы из сшитого полиэтилена (PEX). При использовании пластиковых труб необходимо принять дополнительные меры для обеспечения надлежащей поддержки системы и защиты труб и фитингов от прямого воздействия огня.

Падение давления на коленах и фитингах может быть значительным или незначительным, в зависимости от длины системы. Для длинных пробегов это обычно считается «незначительными потерями». Для систем, содержащих минимальное количество прямых труб, эти перепады играют важную роль. Инженеры-трубопроводчики часто определяют и рассчитывают эквивалентную длину для каждого компонента в системе, чтобы получить теоретическую эффективную длину трубопровода, по которой можно оценить ожидаемое падение системы. Такую информацию можно найти в технических справочниках или у самих производителей.

В дополнение к организациям, которые спонсируют коды для труб и трубопроводов, такие как ASTM, ANSI и ASME, следующие торговые организации могут предоставить полезную информацию о различных трубах специального назначения, изготовлении трубопроводов и т. д.

• http://www.cispa.org: торговая организация, предоставляющая информацию о чугунных канализационных трубах.
• http://www.fpi.com: Организация, занимающаяся изготовлением труб и особенно их сваркой.
• http://www.plasticpipe.org : Организация, занимающаяся пластиковыми трубами.
• http://www.awwa.org: сайт Американской ассоциации водопроводных сооружений.
• http://www.opuspiping.org: сайт, разработанный Фондом образования и исследований в области машиностроения (MCERF) в качестве интерактивной онлайн-замены Руководству по установке качественных трубопроводов.
• http://www.ncpi.org: Торговая организация производителей глиняных труб.

В этом руководстве представлены основные сведения о фитингах для труб, их материалах, производстве, конкретных типах, областях применения и особенностях использования. Для получения дополнительной информации о сопутствующих продуктах обратитесь к другим нашим руководствам или посетите платформу поиска поставщиков Thomas, чтобы найти потенциальные источники или просмотреть сведения о конкретных продуктах.

• АБС-акрилонитрил-бутадиен-стирол
• AWS — Американское общество сварщиков
• DWV — дренаж, отвод и вентиляция
• MEP — механика, электрика, сантехника
• NPT — коническая трубная резьба National
• NPS — прямая трубная резьба National; также Номинальный размер трубы
• PCCP — цилиндрическая труба из предварительно напряженного бетона
• PE — полиэтилен (PEX, сшитый)
• P&ID — схема трубопроводов и приборов
• ПП—полипропилен
• ПВХ—поливинилхлорид
• SDR — стандартное соотношение размеров
• WPS — Спецификация процедуры сварки

Источники:

1. https://www. plantservices.com/articles/2010/04mechanicalpipejoints/?start=2
2. https://www.who.int
3. https://info.myssp.com/blog/frequently-asked-questions-about-fittings
4. https://www.myssp.com/product-information/interchange-and-intermix

Прочие трубы Артикул

• Типы труб из нержавеющей стали
• Общие сведения о трубах и трубопроводах
• Принципы гибки труб
• Трубки из нержавеющей стали
• Процессы гибки труб
• Ведущие компании по гибке труб в США
• Типы фланцев
• Типы медных труб
• Общие сведения о трубной арматуре

Больше из оборудования

Сборка резьбовых пластиковых фитингов | Фитинги LASCO

Что можно и чего нельзя делать при сборке резьбовых пластиковых фитингов

Сегодня существуют миллионы километров пластиковых труб с резьбовыми фитингами, обеспечивающими надежную работу без утечек. Однако небольшой процент этих резьбовых пластиковых фитингов может протечь или сломаться. Причиной этого является неправильная сборка резьбовых соединений.

Вот некоторые рекомендации по сборке соединений из ПВХ:

• Не затягивайте соединения слишком сильно, дав им «еще один оборот для уверенности». Затяните вручную плюс один или два оборота — не более .
• Не оборачивайте тефлоновой лентой, тефлоновой пастой или трубной смазкой, чтобы увеличить объем или смазать соединение. Обязательно используйте герметик для резьбовых соединений.
• Не используйте «более прочные» резьбовые фитинги сортамента 80, полагая, что они могут решить проблему расщепления из-за чрезмерного затягивания.
• Используйте только резьбовые фитинги сортамента 40 с трубами и фитингами сортамента 40.
• Не затягивайте слишком сильно.
• Затяните от руки плюс один или два оборота.

На фитингах из ПВХ с наружной резьбой диаметр каждой последующей резьбы немного больше, чем у предыдущей. Женские нити последовательно уменьшаются. Это называется конусностью, и степень конусности указана (1¾ градуса) в Американском национальном стандарте B2. 1. Все производители труб добровольно следуют этим стандартам, чтобы гарантировать своим клиентам, что они получают качественные материалы.

Поскольку резьба сужается, дополнительные витки вызывают растяжение или «деформацию» охватывающей части. Это расколет охватывающую арматуру так же, как клин, забитый кувалдой, расколет пень.

Величина деформации увеличивается по мере уменьшения размера трубы. Следовательно, резьбовые соединения меньшего диаметра легче разрезать, чем соединения большего диаметра. Фитинги меньшего диаметра также легче перетянуть, потому что их сопротивление крутящему моменту меньше. В таблице 1 приведены уровни деформации и напряжения растяжения в зависимости от диаметра трубы.

«Напряжение» (растягивающее напряжение) представляет собой силу, создаваемую растяжением наружной резьбы, умноженную на сопротивление ПВХ. Сопротивление ПВХ составляет 400 000 фунтов на квадратный дюйм (psi). Деформация за оборот после затяжки от руки для однодюймовой трубы из ПВХ составляет 0,00447, поэтому напряжение за оборот составляет 1788 фунтов на квадратный дюйм. Таким образом, однодюймовое резьбовое соединение из ПВХ, затянутое на четыре оборота сильнее, чем от руки, создаст растягивающее напряжение 7 152 фунтов на квадратный дюйм. Соединение обречено на провал, так как напряжение превышает предел прочности на растяжение ПВХ в 7000 фунтов на квадратный дюйм, даже без добавления напряжения на растяжение, вызванного давлением внутри ирригационной системы (максимум до 2000 фунтов на квадратный дюйм).

Правильный способ сборки резьбового соединения из ПВХ – Таблица 40 или 80 – затяжка от руки плюс один-два оборота – не более. Два оборота после затяжки от руки плюс напряжение системного давления находятся в пределах предела прочности на растяжение однодюймового ПВХ. ([1788 фунтов на квадратный дюйм x 2] + 2000 фунтов на квадратный дюйм = 5576 фунтов на квадратный дюйм).

Не используйте тефлоновую ленту, тефлоновую пасту или смазку для труб. Обязательно используйте герметик.

Тефлоновая лента, тефлоновая паста и трубная присадка предназначена для металлических труб и фитингов. Соединения металлических фитингов затягивать труднее, чем пластиковые; поверхности имеют тенденцию к истиранию без помощи таких смазок, как тефлон или трубная смазка. Пластиковые фитинги в такой смазке не нуждаются.

Когда тефлоновая лента наматывается на пластиковую наружную резьбу, это увеличивает деформацию и напряжение растяжения. Тенденция большинства установщиков состоит в том, чтобы неправильно намотать ленту на несколько толщин вокруг наружной резьбы, что еще больше увеличивает загрязнение и напряжение.

Тефлоновая паста и присадка для труб, как и тефлоновая лента, делают резьбовые соединения скользкими. Их использование на фитингах из ПВХ может привести к чрезмерному крутящему моменту.

При работе с резьбовыми пластиковыми фитингами используйте подходящий герметик. Правильный герметик для резьбовых соединений не затвердевает, совместим с пластиком и не добавляет скользкости.

Незатвердевающий состав под давлением воды нагнетается в потенциальные места утечки, тем самым выполняя настоящую функцию герметизации. Ленты и затвердевающие пасты позволяют образовать путь утечки, когда соединение отвинчивается, механически изгибается или расширяется при повышении температуры.

Герметик должен быть совместим с пластиком. Многие марки герметиков для труб содержат масла, растворители или носители, которые могут повредить пластик. Надлежащий герметик должен быть сертифицирован производителем как безвредный для материала фитинга и не загрязняющий жидкость в трубе.

Наконец, герметик не должен смазывать соединение до такой степени, что будет поощряться чрезмерное затягивание. Некоторые герметики, представленные на рынке, отвечают всем этим требованиям.

Не используйте резьбовые фитинги Schedule 80 в системе Schedule 40. Используйте те же резьбовые фитинги Schedule с теми же трубами и фитингами Schedule.

Многие установщики систем пластиковых трубопроводов, столкнувшиеся с проблемами расщепления, полагают, что фитинги сортамента 40 непрочны. Они пришли к выводу, что проблему можно решить, перейдя на «более прочную» арматуру Schedule 80. В этом рассуждении есть несколько заблуждений.

Во-первых, все проблемы, связанные с чрезмерной затяжкой, применимы как к системам Schedule 80, так и к системам Schedule 40. Хотя стенки фитингов с внутренней резьбой Schedule 80 толще, толщина стенок не влияет на уровни напряжений и деформаций. См. Таблицу 1.

Во-вторых, монтажники считают, что системы Schedule 80 прочнее, поскольку они имеют более высокие номинальные значения давления, чем системы Schedule 40. Это верно только при сравнении систем с компонентами, склеенными вместе с растворителем. См. Таблицу 2. Если ввести хотя бы одну трубу или ниппель с резьбой из ПВХ, то номинал всей системы должен быть снижен на 50 процентов.

Это снижение рейтинга связано с уменьшением толщины стенки фитинга из-за резьбы. Кроме того, большинство пластиков, включая ПВХ, «чувствительны к насечкам». Когда гладкая стенка пластиковой детали надрезается, деталь теряет значительную часть своей первоначальной прочности, подобно тому, как толстый лист стекла ломается по нанесенной на его поверхности линии. Вот почему наличие даже одного резьбового фитинга в системе требует уменьшения на 50%.

Помня об этих правилах, можно избежать многих ненужных головных болей и затрат, связанных с неправильной установкой систем.

Тип резьбы для фитингов из ПВХ

Существует множество различных типов резьбы, которые используются в производстве фитингов из ПВХ. Далее поясняются некоторые из наиболее часто используемых стилей резьбы и их чувствительность к изгибающим нагрузкам. Охватываемые стили: стандартная V-образная резьба, контрфорсная резьба и резьба ACME.

Большинство пластмасс, включая ПВХ, чувствительны к надрезам. Стекло, поскольку это очень чувствительный материал, является очень хорошим примером.

Для резки стекла на поверхности процарапывается насечка. Надрез создает высокую концентрацию напряжения или концентратор напряжения, что обозначено красной областью на диаграмме выше. Приложение изгибающей нагрузки приведет к разрушению стекла вдоль стойки напряжения или выемки.

Резьба может создавать одинаковые концентрации напряжений, создавая соответствующие типы концентраторов напряжения, которые могут привести к трещинам. Типичная машинная и трубная резьба имеет профиль, основанный на пазе типа «V».

Напряжение, возникающее в точке «V», функционально существенно снижает прочность резьбы. Вот почему рабочее давление фактически снижается на 50 % в системах, в которых используются пластиковые фитинги с резьбой, по сравнению с системами, в которых используются только фитинги без резьбы.

Некоторые производители производят шарнирные соединения с альтернативным профилем резьбы, называемым контрфорсной резьбой. Они продвигают косые насечки на своих нитях, добавляя прочности. Правда в том, что эти «контрфорсные» резьбы по-прежнему имеют V-образный паз в основании профиля резьбы, что, следовательно, делает их чувствительными к изгибающим нагрузкам. Прочность этих фитингов по-прежнему существенно снижена.

Резьба ACME имеет конфигурацию, исключающую V-образный паз. Это специальная резьба, обеспечивающая зазор с трубами любого диаметра и обеспечивающая высокую прочность. Резьба ACME менее чувствительна к изгибающим нагрузкам, поскольку не имеет V-образного надреза.

Поворотные соединения и соединения для труб и фитингов Westlake имеют конструкцию резьбы ACME. Этот элемент конструкции обеспечивает высокое качество детали, которая менее подвержена поломке. Дополнительная особенность резьбы в стиле ACME заключается в том, что она обеспечивает «свободное» и «легкое» движение до правильного зацепления. Эта функция предотвращает «прилипание», «блокировку» или «заедание», характерные для деталей с резьбой из ПВХ.

Пластик с резьбой в системах

Компания Westlake Pipe & Fittings включила эту статью Института пластиковых труб о пластике с резьбой в системах. Обсуждаются рекомендации по добавлению в систему резьбовых пластиковых фитингов.

Несмотря на то, что резьбовые термопластиковые системы не рекомендуются для систем высокого давления, трубопроводов, где утечки могут быть опасными, или для труб большого диаметра (более 2 дюймов), они имеют два явных преимущества. Их можно быстро демонтировать для временного демонтажа, а также использовать для соединения пластиковых и непластиковых материалов. Следует соблюдать следующие рекомендации по изготовлению резьбовых соединений термопластичных труб и фитингов, адаптированные из Института пластиковых труб:

1. Нарезайте только трубы с толщиной стенки, равной или превышающей толщину трубы сортамента 80.
2. Для труб из ПВХ и ХПВХ, рассчитанных на номинальное давление, уменьшите номинальное давление трубы с резьбой в два раза по сравнению с трубой без резьбы.
3. Для нарезания резьбы используйте только плашки для труб, предназначенные для пластика. Держите штампы чистыми и острыми. Не режьте ими другие материалы.
Тиски
4. для удержания трубы при нарезании резьбы и трубный ключ должны быть сконструированы и использоваться таким образом, чтобы не повредить трубу. Рекомендуется использовать ленточные ключи. При необходимости в конец трубы можно вставить деревянные заглушки, чтобы предотвратить деформацию стенки трубы.
5. Можно использовать следующую общую процедуру для нарезания резьбы: — Используйте плашку с соответствующими направляющими, чтобы плашка начиналась и шла под прямым углом к ​​оси трубы. Любые заусенцы или острые края на направляющей, которые могут поцарапать трубу, должны быть удалены. — Не используйте смазочно-охлаждающую жидкость. Однако иногда капля масла может попасть на бегунок. Это предотвращает вибрацию и способствует получению чистой и гладкой резьбы.
6. Перед сборкой резьбу следует смазать и загерметизировать незатвердевающей трубной смазкой.
7. При свинчивании резьбовых соединений следует соблюдать осторожность, чтобы не перетянуть соединение. Как правило, достаточно одного-двух оборотов после затяжки от руки. Дальнейшее затягивание может привести к расколу пластиковых деталей с внутренней резьбой.

Переходы от пластиковых трубопроводов могут быть выполнены с фланцами, резьбовыми фитингами или муфтами. Фланцевые соединения ограничены 150 фунтами на квадратный дюйм, а резьбовые соединения ограничены 50% номинального давления трубы.

Почему резьбовые соединения выходят из строя

Чтобы понять, что происходит при затягивании резьбового соединения, мы должны понимать механизм затягивания соединения. Во-первых, давайте рассмотрим, что происходит, когда стандартное соединение болта и гайки затягивается, чтобы сжать два объекта вместе. Подумайте о соединении болтами двух стальных стержней. Когда гайка навинчивается на болт, гайка «свободно вращается» и легко вращается по всей длине резьбы. Поскольку стальные стержни сжаты вместе, гайка больше не вращается свободно, а оказывает сопротивление вращению или крутящему моменту.

Чем больше крутится гайка, тем больше сопротивление или крутящий момент. Дополнительный поворот гайки и ее ход по резьбе создают прижимную силу к стальным стержням. Увеличение крутящего момента частично компенсируется сжатием стальных стержней. При этом гайка пытается вытащить головку болта через отверстие в стержнях. Вытягивание болта или растяжение является ключевой частью успешного болтового соединения. Во многих высокотехнологичных приложениях мера силы зажима определяется удлинением или растяжением болта как более точным, чем показание крутящего момента. Прочность на растяжение стального вала, болта в этом примере и его удлинение более стабильны, чем показания крутящего момента болтов и гаек, которые могут иметь ржавчину, смазку, несовершенную резьбу и процедуру затяжки. Но для установщика плотность соединения обычно принимается как сопротивление гайки вращению или крутящий момент, необходимый для ее дальнейшего вращения. Это означает, что ощущение тугих соединений является результатом приложения нагрузок, которые деформируют или растягивают соединительные детали.

Теперь, используя информацию, которую мы только что рассмотрели, давайте объясним, что происходит при затягивании конического резьбового соединения трубы. Точно так же, как болт и гайка, до тех пор, пока не возникнет прижимное усилие, коническая резьба «свободно вращается» до тех пор, пока не исчезнет зазор между наружной и внутренней резьбой. По мере того, как два компонента заклиниваются вместе на большем количестве оборотов, внутренние силы увеличиваются.

Национальная трубная резьба имеет конусность 1¾°, что означает, что каждая наружная резьба немного больше в диаметре, чем предыдущая, а внутренняя резьба последовательно уменьшается. При трубной резьбе 1 дюйм угол конусности означает, что каждая соседняя резьба составляет 0,0055 дюйма или примерно толщину этой страницы, отличающуюся по диаметру. По мере того, как наружная и внутренняя резьбы поворачиваются за пределы «свободного хода», части заклиниваются вместе, в результате чего внутренняя резьба растягивается, а охватываемая слегка сжимается. Этот конус означает, что, когда резьба затягивается от руки, любое дополнительное заклинивание двух частей вызовет напряжение в охватывающих частях. Так как практически все материалы прочнее при сжатии, чем при растяжении. Даже если резьбовые части с наружной и внутренней резьбой имеют одинаковую прочность или материал, внутренняя часть будет растягиваться до разрушения до того, как охватываемая часть выйдет из строя при сжимающей нагрузке. . Помните, что герметичность соединения является результатом сопротивления материалов растяжению. Сталь обладает пределом прочности или сопротивлением растяжению примерно в семь раз больше, чем ПВХ, а это означает, что пластиковое соединение будет иметь гораздо меньший крутящий момент или ощущение, чем металлические фитинги.

Диаметр шага

Это означает, что при каждом обороте после затягивания пальца или «свободного хода» охватывающая часть растягивается больше, чем охватываемая сжимается. Наибольшее напряжение, развиваемое в резьбовом соединении конической трубы, приходится на диаметр делительной части.

Делительный диаметр — это точка, которая находится посередине между основанием и вершиной резьбы. Именно на делительном диаметре в резьбовом соединении начинается любая трещина или разрушение, которые затем распространяются наружу через стенку фитинга. Поскольку трещина возникает на делительном диаметре, любая дополнительная толщина стенки компонента с внутренней резьбой мало защищает от чрезмерного затягивания.

Чтобы понять, почему самые высокие нагрузки приходятся на диаметр делительной части, мы должны увидеть, как распределяются нагрузки от заклинивания. Для этого примера возьмем трубную резьбу 1 дюйм! Деформация — это изменение диаметра при каждом обороте резьбового соединения, в этом примере диаметр делителя увеличивается на 0,0055 дюйма за каждый полный оборот. Поскольку средний диаметр на конце внутренней резьбы составляет 1,230, а диаметр увеличивается на 0,0055 дюйма на каждый оборот, это дает деформацию 0,00447 дюйма на дюйм. Принимая во внимание, что изменение делительного диаметра на внешней стенке фитинга с размером 1,673 будет равно 0,00329.дюйм/дюйм

Обратите внимание, что растяжение по внешнему диаметру охватывающей части меньше, чем по делительному диаметру, показывая, где находится наибольшая деформация. Напряжение или растягивающее напряжение — это сила, создаваемая развиваемой деформацией, умноженная на сопротивление материала для увеличения, в данном случае ПВХ. Поскольку сопротивление растяжению или модуль упругости ПВХ составляет 400 000 фунтов на квадратный дюйм. Это означает, что нагрузка на эту резьбовую часть диаметром 1 дюйм на делительном диаметре составляет; 0,00447 x 400 000 или 1788 фунтов на кв. дюйм/оборот. Таким образом, с ПВХ, имеющим прочность на растяжение 7000 фунтов на квадратный дюйм, легко увидеть, что всего несколько оборотов после затяжки вручную или «свободного хода» могут привести к выходу фитингов из ПВХ из строя. Если мы затянем соединение 3.9закручивая вручную, мы превышаем прочность ПВХ и вызываем его растрескивание.

Правильный способ сборки резьбового соединения из ПВХ — сортамент 40 или 80 — затяжка от руки плюс один-два оборота — не более. Два оборота после затяжки от руки плюс напряжение системного давления находятся в пределах предела прочности на растяжение однодюймового ПВХ. Рабочее давление трубы из ПВХ основано на уровне напряжения 2000 фунтов на квадратный дюйм. Это означает, что 1-дюймовое резьбовое соединение с внутренней резьбой подвергается кольцевому напряжению 7364 фунтов на квадратный дюйм при затяжке всего на три оборота после затяжки от руки и ниже при номинальном рабочем давлении трубы. Как видите, в этом случае соединение находится на грани сбоя.

(1788 фунтов на квадратный дюйм x 3) + 2000 фунтов на квадратный дюйм = 7364 фунтов на квадратный дюйм

В таблице ниже показано напряжение на один оборот, количество оборотов до разрушения и деформация, возникающая в соединениях трубной резьбы другого размера. Важно отметить, что наиболее распространенные резьбовые соединения размером менее 1 дюйма могут сломать фитинг из ПВХ с внутренней резьбой всего за несколько оборотов после затяжки вручную.

Как же, спросите вы, правильно сделать пластиковое фитинговое соединение? Во-первых, мы должны признать, что часть с внутренней резьбой должна быть самой прочной. Если соединение изготовлено из различных материалов, таких как металл и ПВХ, то часть с наружной резьбой должна быть пластиковой, чтобы обеспечить наименьшую вероятность разрушения соединения. Если соединение полностью пластиковое и используется резьбовой герметик, его химический состав должен быть совместим с используемыми материалами. Так как герметик или ленты, содержащие тефлон ^® уменьшают трение, они маскируют нагрузки и напряжения, возникающие во время процесса затяжки. Из-за зазора между основанием или впадиной и вершинами сопрягаемой резьбы имеется небольшой спиральный путь утечки, который удлиняет резьбовое соединение.