Способы соединения профильных труб

• Способы соединения профильных труб
• Сварные соединения профильных труб
• Ручная дуговая сварка
• Полуавтоматическая сварка
• Автоматическая сварка
• Соединение профильных труб без сварки
• Фланцы
• Краб-системы
• Фитинги
• Муфты
• Плавающие крепления
• Как выбрать оптимальный способ соединения профильных труб
• Нормативные требования и стандарты соединений профильных труб

Профильные трубы — это пустотелые стальные изделия удлиненной формы, с овальным, квадратным или прямоугольным поперечным сечением. Для их изготовления используют стальные листы, предварительно изогнутые на гибочном оборудовании и соединенные сваркой; круглые трубы, обработанные на прокатном стане холодным или горячим способом.

Профильные трубы обладают повышенной жесткостью, твердостью, способны выносить высокие нагрузки и вибрации, используются в промышленном и гражданском строительстве, в энергетической промышленности, машиностроении, металлургии.

Способы соединения профильных труб

Для стыковки используются сварные (постоянные) и несварные (временные) методы соединения. Неразъемные соединения выполняются свариванием на специальном сварочном оборудовании. Сварка обеспечивает очень высокую прочность, что позволяет применять метод при монтаже постоянных, ответственных конструкций.

Разъемные несварные соединения выполняются при помощи болтов, фланцев, краб-систем, фитингов, клипс с использованием ручного, простого механического или электрического инструмента. Разъемный метод обеспечивает среднюю или высокую прочность, что позволяет применять его во временных сборно-разборных конструкциях.

Сварные соединения профильных труб

Для соединения профильных труб используют несколько технологий сварки — дуговую, полуавтоматическую, аргонную. При выборе оптимального способа сварки профильных труб необходимо рассматривать размеры, требования к качеству шва, объём работ, доступные сварные устройства.

Ручная дуговая сварка

Ручная дуговая сварка используется для надежного соединения, подходит для решения простых, мелких задач, удобна на открытом воздухе. Проводится сварочным инвертором. Электроды с порошкообразным напылением плавятся под действием дугового разряда и сваривают трубы. Размер электрода и интенсивность тока подбираются под толщину металла.

Преимущества метода заключаются в простоте оборудования, возможности сварки труб разной толщины в любых пространственных положениях, применимости к большинству марок стали. Недостатками метода считаются повышенное шлакообразование и потребность систематически менять электроды.

Полуавтоматическая сварка

Полуавтоматическая сварка применяется в массовом производстве и подготовке металлоконструкций из тонколистового и углеродистого металла. Выполняется специальным аппаратом, автоматически подающим сварочную проволоку, образующую защитное газообразное облако из аргона, внутри которого выполняется сваривание.

Преимущества метода включают высокую скорость сварки, получение ровного, аккуратного и прочного шва. Недостатками считаются сложная настройка подачи проволоки и расхода газа, громоздкое и дорогостоящее оборудование.

Автоматическая сварка

Автоматическая сварка используется при строительстве и ремонте трубопроводов с применением сварочных аппаратов, обеспечивающих равномерный провар по окружности. Выполняется вольфрамовыми электродами. Оборудование подбирают по диаметру и типу головки. Перед сваркой кромки зачищают, центрируют, задают зазор и настраивают режим с учётом формы и материала.

Особенности заключаются в получении качественных герметичных швов с минимальными дефектами, возможности регулировки дуги для работы в любом положении, сниженным образованием окалины и дыма при сварке, использовании различных сплавов.

Соединение профильных труб без сварки

Методы крепления рассматриваются по способу фиксации и подразделяются на жесткие и плавающие. В первом способе применяются фланцы, краб-системы, фитинги и муфты, во втором — клипсы и стяжки.

Фланцы

Фланцы — это округлые или прямоугольные пластины из металла с отверстиями для крепёжных болтов. Фланцевый способ удобен там, где требуется возможность разборки или повторной сборки конструкции.

Этапы фланцевого соединения:

1. На месте стыковки профилей делается ровный срез.
2. На подготовленные торцы устанавливаются фланцы с прокладкой из резины, выступающей примерно на 1 см за пределы отверстия для обеспечения герметичности.

Для водопроводных систем используются прокладки из картона с пропиткой из олифы, для отопления — из асбестового картона.

Краб-системы

Краб-системы состоят из двух металлических хомутов-зажимов, изготовленных из оцинкованной стали. Зажимы стягиваются болтами, создавая прочное соединение. Основные виды краб-систем:

1. Х-образные (крестовые) — для крестообразного соединения четырёх труб.
2. Т-образные — позволяют фиксировать две или три трубы под прямым углом.
3. Г-образные (угловые) — используются для крепления двух труб под прямым углом.
4. Объёмные — предназначены для стыковки трех профилей по углам или четырёх внутри конструкции.

Удобны для сборки конструкций с невысокой нагрузкой. Их основное преимущество — простота монтажа и демонтажа, а также возможность легко изменять конфигурацию элементов.

Фитинги

Фитинги — это специальные соединительные элементы прямоугольной или круглой формы. Предназначены для конструкций с ответвлениями, изгибами, сложными разветвлениями.

Этапы монтажа фитингов:

1. К концам труб прикручиваются обжимные гайки.
2. На место стыка надеваются зажимы.
3. Устанавливается фитинг, который фиксируется гайками.

Фитинги в виде крестовины и тройника позволяют создавать разветвление трубопровода в нескольких направлениях или соединять профили разной формы. Угольники применяются для изменения направления.

Муфты

Муфты — это фитинги для надёжной стыковки на линейных участках. Изготавливаются из стали или чугуна без цинкования, используются в неагрессивных средах, при монтаже канализации, сантехники, сборке газопроводов.

Процесс соединения труб:

1. Концы труб подготавливают, выполняя ровные, перпендикулярные срезы.
2. На место стыка надевается гайка.
3. На торцах делают метки для точного позиционирования соединения.
4. Торцы труб и элементы крепежа смазывают силиконовой смазкой.
5. Трубы вставляют в муфту до нанесённых отметок и выравнивают по оси.

Плавающие крепления

Плавающие крепления допускают небольшие сдвиги труб по отношению друг к другу и к несущему основанию. Используются там, где требуется компенсация температурных расширений, вибраций или небольших подвижек конструкции.

Клипсы из пластика или металла фиксируют трубу, позволяя ей незначительно смещаться или вращаться внутри крепления. Стяжки обеспечивают быструю фиксацию, но не ограничивают полностью подвижность трубы. Такие крепления актуальны для лёгких или непостоянных конструкций, для трубопроводов, подверженных температурным деформациям.

Как выбрать оптимальный способ соединения профильных труб

Выбор подходящего метода соединения зависит от ряда факторов: характера нагрузки, условий эксплуатации, доступности оборудования, стоимости и требований к разбираемости конструкции. Предварительный расчёт допустимых нагрузок позволяет правильно выбрать вариант для создания надёжного крепления при монтаже.

Конструкции, испытывающие высокие нагрузки (каркасы зданий, мостовые элементы) соединяются дуговой сваркой или жёсткими креплениями. Для умеренных и низких нагрузок используются жесткие и плавающие разборные соединения.

Во влажных и агрессивных средах используются крепления из нержавеющей и оцинкованной стали. Для сварных швов проводится обязательная антикоррозийная обработка. Температурные деформации компенсируют плавающие крепления. При вибрациях используются фланцы с резиновыми прокладками или сварные соединения с усиленными швами.

При наличии сварочного аппарата тонкостенные трубы соединяют ручной дуговой сваркой, толстостенные — полуавтоматической. В случае отсутствия спецоборудования используют краб-системы, болтовые соединения, фитинги.

К экономичным по стоимости вариантам относится ручная дуговая сварка, краб-системы для небольших конструкций, дорогими считаются аргоновая сварка и оцинкованные фланцы с болтами из нержавейки.

Нормативные требования и стандарты соединений профильных труб

Сварные соединения профильных труб регламентируются ГОСТами: 16037-80 — определяет размеры и параметры сварных соединений трубопроводов, включая виды сварки и требования к швам; 5264-80 — устанавливает общие правила сварки и контроля качества соединений, включая подготовку кромок и проведение испытаний.