Соединения пластмассовых труб и фасонных частей с применением резиновых уплотнителей

Соединения пластмассовых труб и фасонных частей с применением резиновых уплотнителей являются в настоящее время одними из самых распространенных (рис.13). Они применяются для соединения канализационных и напорных труб из различных полимеров, причем как при монтаже внутренних, так и подземных трубопроводов.

Рис.13. Виды соединений пластмассовых труб с желобками под резиновые кольца

1 - гладкий конец трубы;

2 - раструб с желобком;

3 - резиновое уплотнительное кольцо;

4 - клеевой шов;

5 - раструб под крышку;

6 - крышка;

7 - сварной или клеевой шов;

8 - крепежный хомут;

9 - раструб под резиновую манжету и упорное кольцо;

10 - уплотнительная манжета;

11 - упорное кольцо.

Соединения с резиновыми уплотнителями (кольцами, манжетами, уплотнительными прокладками) используются также для стыковки пластмассовых труб с трубами из других материалов, для подсоединения выпусков санитарных приборов и водоразборной арматуры.

Соединения пластмассовых труб с резиновыми кольцами удобны в сборке, они же обеспечивают легкую разборку и ремонт стыков. Соединения с резиновыми кольцами позволяют обходиться без специальных компенсаторов, так как сами компенсируют тепловые перемещения трубопроводов. Они обеспечивают также возможность взаимного поворота соединений деталей на угол до 2 - 3°, что позволяет компенсировать допуски на размеры и точность установки строительных элементов (например, санитарно-технических кабин и блоков), а также изгиб одного из трубопроводов.

Наиболее распространенное соединение представлено на рис.13 а. Канавки (желобки) в раструбе могут иметь дуговую (по части окружности, эллипса, овала, гиперболы), прямоугольную или иную, более сложную форму, определяемую конфигурацией резинового уплотнителя.

Раструб с желобком, подготовленный для разъемного соединения, может быть использован и для неразъемного. Во втором случае гладкий конец трубы и внутреннюю поверхность раструба покрывают зазорозаполняющим клеем (желобок клеем не заполняют) и соединяют их (рис.13 б).

В случае высоких требований, предъявляемых к стыкам (в зданиях, имеющих особую архитектурную ценность, при выполнении скрытых работ в конструкциях с подвесными потолками и др.) можно выполнять комбинированное соединение - с установкой резинового кольца и нанесением достаточно толстого слоя клея на внутреннюю поверхность раструба за желобком (на гладкий конец трубы клей можно не наносить). Такой стык не является экономичным, однако отличается большой надежностью в эксплуатации. Необходимо иметь в виду, что, несмотря на наличие резинового кольца, это соединение будет неразъемным и не будет компенсировать температурные изменения длины трубопровода.

Для труб из поливинилхлорида, рассчитанных на эксплуатацию при повышенных температурах, использование круглых колец нерационально. Из-за размягчения материала гладкие концы труб под действием контактного давления со стороны колец деформируются и препятствуют компенсации температурных удлинений. Поэтому для таких труб применяют кольца профильного сечения (рис.13 в) с увеличенной площадью контакта.

Разъемные соединения труб из полиэтилена и полипропилена также выполняют с помощью резиновых колец; при этом кольца в раструбах можно фиксировать как с помощью заранее подготовленных на раструбах желобков (см. рис.13 а), так и с помощью желобков, создаваемых в процессе монтажа посредством крышек, устанавливаемых на раструбах (рис.13 г). Крышка и раструб имеют выступы, образующие замок, благодаря которому обе детали не могут разъединиться непроизвольно. В то же время при необходимости снятие крышки и разъединение деталей не вызывает затруднений. Иногда желобок оформляют не с помощью съемных крышек, а приваривая (для труб из ПЭ) или приклеивая (для труб из ПВХ) их к раструбу (сам раструб может быть получен литьем либо отформован). Для уменьшения силового воздействия на гладкий конец трубы и улучшения условий компенсации удлинений вместо круглых колец часто используют уплотнительные манжеты (рис.13 д), обеспечивающие меньшую величину контактного давления на соединяемые детали. С этой же целью, а также для облегчения сборки соединений, особенно в построенных условиях, круглые резиновые кольца выпускают не сплошного сечения, а с выемкой в виде сектора.

Во многих случаях раструбы, используемые для компенсации температурных удлинений, необходимо жестко крепить к строительным конструкциям. Подготовка таких креплений на трубопроводах из полиэтилена и полипропилена всегда сопряжена с определенными трудностями. Поэтому раструбы изготавливают сразу же с канавкой на наружной поверхности, в которую и помещают крепежный хомут. При этом обеспечивается жесткое крепление компенсационного узла (рис.13 е).

Для труб из полиолефинов получили распространение соединения, включающие кроме уплотнительных элементов упорные кольца (рис.13 ж). На раструбе подготавливают два желобка, в один из которых помещают резиновую манжету, а в другой - упорное кольцо из жесткого полимера. Упорное кольцо центрирует гладкий конец трубы в раструбе, обеспечивая тем самым равномерное сжатие уплотнительного элемента. В некоторых случаях на гладком конце трубы с помощью специального инструмента выполняют канавку и гладкий конец трубы вводят в раструб; при этом упорное кольцо входит в канавку. Такое соединение является неразъемным и позволяет точно фиксировать глубину вдвигания гладкого конца трубы в раструб. Его применяют, например, в условиях строительной площадки при сборке сварных узлов, канализационных трубопроводов, заделываемых в бетон, когда компенсация температурных удлинений не требуется.

Рис.14. Раструбное соединение напорных труб из ПВХ на резиновых уплотнительных кольцах

а - перед сборкой;

б - после сборки;

1 - гладкий конец трубы;

2 - раструб;

3 - резиновое кольцо;

4- метка

Рис.15. Раструбное соединение пластмассовых (ПВХ, ПНД, ПВД) канализационных труб и фасонных частей

1 - гладкий конец;

2 - резиновое кольцо;

3 - раструб

Раструбное соединение с резиновым кольцом собирают в следующем порядке:

очищают ветошью или мягкой бумагой (типа бумажных салфеток) от грязи наружную поверхность трубы и внутреннюю поверхность раструба, особенно желобок;

очищают резиновое уплотнительное кольцо, в случае необходимости снимают выпрессовку (избыточное количество резины, не удаленной с кольца после вулканизации);

вкладывают резиновое кольцо в желобок раструба, предварительно сложив его "сердечком";

смазывают кистью или чистой тряпкой гладкий конец трубы с фаской скользящей жидкостью. При этом нужно следить, чтобы смазка не попадала на внутреннюю поверхность желобка, в противном случае кольцо при сборке может выдавливаться в раструб. Если это произошло, желобок и кольцо тщательно вытирают насухо и повторяют сборку;

легким вращением вручную или с помощью монтажных приспособлений гладкий конец трубы вводят в раструб до метки, либо раструб надвигают на конец трубы с фаской (можно соединять детали до упора, а затем раздвигать их на величину, принятую для компенсации температурных удлинений);

проверяют наличие кольца в желобке, проворачивая одну из соединяемых деталей вокруг другой (если кольцо не выдавлено, деталь легко проворачивается).

При сборке труб диаметром 110 мм и более используют натяжные рычажные приспособления либо простейшие рычаги в виде лома, упирающегося в закругленный деревянный брусок, устанавливаемый на конце вдвигаемой трубы (такой способ используется при сборке подвесных линий водостоков в промзданиях, при прокладке трубопроводов под полом зданий или в траншее).

При определении конфигурации и размеров желобков учитывают специфические свойства резины. Резина обладает высокой объемной упругостью и малой упругостью формы (первый показатель в сотни раз больше второго). По сравнению с линейной деформацией объемная сжимаемость резины настолько мала, что в практических расчетах резину можно рассматривать как совершенно несжимаемое тело. По этой причине замкнутый в объеме резиновый элемент не может проявить эластичных свойств. Значит, форма и размеры желобка, в котором резина работает на сжатие, должны обеспечить возможность ее расширения в направлении, перпендикулярном действию силы. Это достигается выбором ширины желобка (достаточным радиусом дугового желобка или достаточной шириной линейной части прямоугольного желобка). Расчеты и эксперименты свидетельствуют о целесообразности использования соединений с желобками прямоугольной формы. Так, если диаметр сечения кольца и степень их сжатия в желобках принять одинаковыми, то для соединений с прямоугольными желобками величина усилия при сборке будет существенно ниже. Если же принять одинаковыми усилия для сборки стыков, то допуски на рабочие размеры соединяемых деталей при прямоугольных желобках можно увеличить в 1,3-1,8 раза, что значительно упрощает технологию изготовления деталей с желобками (как методом формования, так и литья).

Поверхность колец должна быть гладкой, без трещин, пузырей, включений и других отклонений, влияющих на эксплуатационные качества колец. Кольца выпускают только черного цвета, но допускаются тоновые отклонения. На рабочей поверхности колец не должно быть вьпрессовки высотой более 1 мм, а также возвышений и углублений высотой более 1 мм с линейными размерами более 3 мм в количестве более трех на одно кольцо.

Резиновые кольца хранят в закрытом помещении при температуре от -25 до +35°С. Они не должны находиться на расстоянии менее 1 м от отопительных приборов. Воздействие солнечных лучей и веществ, разрушающих резину (нефтепродуктов), должно быть исключено. Допускается хранение колец при температуре до -40 °С при условиях, исключающих деформацию и ударные нагрузки.

После пребывания при температуре ниже -25°С кольца перед монтажом должны быть выдержаны в течение суток при температуре не ниже 15 °С. Сам монтаж не следует выполнять при температуре ниже -25 °С. В качестве монтажной смазки используют глицерин, жидкое мыло или раствор мыла. Смазки на основе нефтепродуктов (машинные масла, солидол и т.п.) применять нельзя. Гарантийный срок хранения колец принимают 3 года с момента их изготовления. Гарантийный срок эксплуатации установлен 2 года со дня ввода здания в эксплуатацию, но не более 3 лет с момента изготовления колец.