Как установить фитинги для труб из ковкого чугуна: полное руководство

Фитинги для труб из ковкого чугуна устанавливаются путем очистки и смазки конца трубы, вставки его в раструб фитинга или механическое соединение, правильного расположения прокладки и затяжки сальниковых болтов с указанным моментом затяжки — обычно 75–90 футо-фунтов для стандартных механических соединений. Точная процедура варьируется в зависимости от типа соединения: нажимное, механическое, фланцевое или с фиксатором. Правильное выполнение каждого шага имеет решающее значение, поскольку неправильная установка является основной причиной утечек, поломок соединений и дорогостоящих земляных работ.

Фитинги из ковкого чугуна широко используются в системах водоснабжения, канализации, противопожарной защиты и промышленных трубопроводных системах. Их предел прочности минимум 420 МПа (согласно AWWA C153/ANSI A21.53) и номинальное давление до 350 фунтов на квадратный дюйм делают правильную установку необходимой для долгосрочной целостности системы.

Типы фитингов для труб из ковкого чугуна и способы их соединения

Прежде чем начать установку, вы должны определить, с каким фитингом и типом соединения вы работаете. Каждый из них требует разной последовательности сборки и инструментов.

Распространенные формы фитингов

• Локти (изгибы): 11,25°, 22,5°, 45° и 90° — используются для изменения направления трубы.
• Тройники: Для ответвлений в распределительных сетях
• Редукторы: Концентрическое или эксцентричное, для переходов диаметров труб.
• Колпачки и заглушки: Для заделки линии и испытаний под давлением
• Кресты: Четырехсторонние перекрестки для распределительных сетей

Инструменты и материалы, необходимые перед началом работы

Наличие под рукой подходящих инструментов перед началом работы предотвращает задержки в середине работы и обеспечивает соответствие соединений техническим характеристикам. В следующем списке описывается установка двух наиболее распространенных типов соединений — нажимного и механического соединения.

• Динамометрический ключ откалиброван как минимум на 100 фут-фунтов (для затяжки болтов MJ)
• Инструмент для вставки труб или сопутствующий инструмент для нажимных соединений на трубах большего диаметра (≥6 дюймов)
• Проволочная щетка и чистая тряпка для подготовки поверхности
• Разрешенная смазка для прокладок (не на нефтяной основе, безопасен для питьевой воды)
• Т-образные болты и шестигранные гайки (обычно низколегированная сталь согласно AWWA C111)
• Инструмент для резки труб (абразивная пила или труборез, предназначенный для работы с ковким чугуном)
• Инструмент для измерения глубины или отметки вставки для проверки правильности глубины проникновения трубы
• Прокладки соответствует размеру трубы, материалу (SBR или EPDM) и типу соединения
• Справочная карта прогиба (допустимый прогиб, указанный производителем)

Всегда проверяйте, чтобы прокладки, сальники и болты соответствовали классу давления и диаметру трубы. Использование прокладок недостаточного размера или из неподходящего материала является частой причиной раннего выхода из строя соединения.

Как установить вставной фитинг

Нажимное соединение (также называемое соединением Тайтона) является наиболее распространенным и быстрым в сборке. Он полностью зависит от сжатия резиновой прокладки, образующей водонепроницаемое уплотнение. Никакие болты не используются.

1. Осмотрите все компоненты. Проверьте внутреннюю часть раструба, раструбный конец трубы и прокладку на наличие трещин, вмятин или мусора. Даже небольшие дефекты могут стать причиной протечек под давлением.
2. Очистите раструб и конец трубы. Используйте проволочную щетку и чистую тряпку, чтобы удалить грязь, песок и любые повреждения покрытия с последних 12–18 дюймов патрубка трубы и на всю глубину раструба.
3. Установите прокладку в гнездо. Сложите прокладку в форме «сердца» (также называемой «изогнутым» положением) и вставьте ее в паз муфты. Плотно вдавите его в паз до тех пор, пока он не сядет равномерно — ни одна часть не должна выступать неровно.
4. Отметьте глубину вставки на трубе. Используя таблицу глубины вставки производителя, отметьте патрубок трубы, чтобы указать минимально необходимое проникновение. Для 6-дюймовой трубы это обычно 3,5–4,0 дюйма ; для 12-дюймовой трубы примерно 5,5 дюймов .
5. Смажьте прокладку и конец трубы. Нанесите равномерный слой утвержденной смазки для прокладок на внутреннюю часть установленной прокладки и на патрубок трубы до отметки вставки. Не используйте смазку на нефтяной основе или моторное масло.
6. Выровняйте трубу и вставьте ее в исходное положение. Отцентрируйте патрубок в отверстии раструба и вставьте его прямо. Для труб диаметром до 4 дюймов обычно достаточно ручного усилия. Для труб диаметром 6 дюймов и выше используйте прижимную планку или прижимную планку к деревянной подложке, чтобы избежать растрескивания раструба. Нажимайте до тех пор, пока метка вставки не исчезнет в гнезде.
7. Проверьте соединение. Вставьте щуп или тонкую металлическую полоску по окружности прокладки, чтобы убедиться, что прокладка сидит равномерно и не скатывается и не смещается внутри соединения.

Нажимные соединения позволяют угловое отклонение 3°–5° в зависимости от диаметра трубы и спецификаций производителя, что позволяет выдерживать незначительную осадку траншеи, не создавая напряжения в стыке.

Как установить фитинг с механическим соединением (MJ)

Механическое соединение использует сальник толкателя, резиновую прокладку и болты с Т-образной головкой для сжатия прокладки между трубой и раструбом фитинга. Это стандартный метод соединения клапанов, гидрантов и фитингов, где может потребоваться разборка.

1. Наденьте сальник и прокладку на трубу. Перед установкой фитинга наденьте сальник толкателя (кромка, обращенная к фитингу), а затем прокладку (конус, обращенный к фитингу) на конец патрубка трубы.
2. Очистите все сопрягаемые поверхности. Очистите патрубок трубы, раструб фитинга и контактные поверхности прокладки. Удалите всю ржавчину, окалину, масло и мусор с помощью проволочной щетки.
3. Смажьте прокладку. Нанесите тонкий равномерный слой одобренной смазки на внешнюю поверхность прокладки и внутреннюю часть раструба. Смазка предотвращает разрыв прокладки во время сборки и обеспечивает равномерную посадку.
4. Вставьте трубу в раструб фитинга. Полностью вставьте патрубок трубы в раструб фитинга до тех пор, пока он не коснется стопорного кольца внутри раструба. Труба должна полностью опуститься вниз — частичная вставка приведет к асимметричному сжатию прокладки.
5. Установите прокладку в углубление раструба. Сдвиньте прокладку к раструбу и равномерно вдавите ее в углубление раструба. Коническая поверхность прокладки должна быть обращена к раструбу. Убедитесь, что прокладка сидит равномерно по всей окружности трубы.
6. Расположите сальник и закрепите Т-образные болты. Сдвиньте сальник толкателя вверх к поверхности прокладки. Вставьте Т-образные болты в отверстия для болтов сальника и совместите их с соответствующими отверстиями для болтов фитинга. Перед использованием гаечного ключа равномерно затяните все гайки вручную.
7. Затягивайте болты крест-накрест. Используя динамометрический ключ, затяните гайки в перекрестной (звездообразной) последовательности, чтобы обеспечить равномерное сжатие прокладки. Сделать три прогрессивных прохода : сначала затянуть вручную, затем до 50 % заданного крутящего момента, затем до полного крутящего момента.
8. Достижение окончательного значения крутящего момента. Согласно AWWA C111, стандартные значения момента затяжки болтов MJ: 75–90 фут-фунтов для болтов 5/8 дюйма и 100–120 фут-фунтов для болтов 3/4 дюйма. . Не превышайте максимальный крутящий момент; чрезмерная затяжка повреждает прокладку и деформирует сальник.

Справочный момент затяжки болта MJ в зависимости от размера трубы

Как установить фланцевый фитинг из ковкого чугуна

Фланцевые соединения представляют собой болтовые соединения, обычно используемые над землей или в хранилищах, где требуется регулярный доступ для технического обслуживания. Это жесткие соединения — угловое отклонение не допускается.

1. Осмотрите поверхности фланцев. Оба ответных фланца должны быть плоскими, чистыми, без выбоин и выступов. Даже незначительные дефекты поверхности препятствуют полной герметизации прокладки.
2. Выберите подходящую прокладку. Для плоских фланцев используйте полнолицевую резиновую прокладку. Для фланцев с выступом используется кольцевая прокладка. Материалом прокладки обычно является SBR, EPDM или неопрен, выбираемый в зависимости от текучей среды и температуры.
3. Выровняйте фланцы и вставьте прокладку. Совместите отверстия для болтов на обоих фланцах и отцентрируйте прокладку между двумя поверхностями. Вставьте один или два болта, не затягивая их, чтобы обеспечить соосность во время установки прокладки.
4. Затяните все болты вручную. Вставьте все болты и вручную затяните все гайки, чтобы фланцы равномерно соприкасались с прокладкой, прежде чем затягивать.
5. Затяните по схеме «звезда» до полного момента затяжки. Используя ту же последовательность перекрестных схем, что и для соединений MJ, затяните не менее трех проходов. Для фланцев класса 150 по ANSI на 6-дюймовом ковком чугуне типичный момент затяжки болтов составляет 60–80 фут-фунтов для болтов 5/8 дюйма ; Для получения окончательных значений проконсультируйтесь с производителем прокладки, поскольку они зависят от материала и толщины прокладки.
6. Выполните финальный проход проверки. После достижения заданного крутящего момента выполните еще один полный круг затяжки, чтобы компенсировать расслабление прокладки (ползучесть), что обычно снижает эффективную нагрузку на болт на 10–15 % в течение первого часа после сборки.

Установка фитингов с фиксированным соединением для контроля осевого усилия

На коленах, тройниках, переходниках и тупиках несбалансированные гидравлические силы могут вытолкнуть фитинги из трубопровода. Ограничительные соединения механически фиксируют трубу и фитинг, чтобы противостоять этим силам, устраняя или уменьшая необходимость в бетонных упорных блоках.

Общие системы фиксированных суставов включают: TR FLEX (американские трубы), Lok-Ring (американские чугунные трубы) и механические ограничители соединений MEGALUG. . В каждом из них используется разный механизм блокировки, но принцип установки один и тот же.

1. Перед сборкой установите ограничительное устройство (сальник со стопорными сегментами или корпус MEGALUG) на патрубок трубы — порядок установки компонентов имеет решающее значение и зависит от продукта.
2. Соберите нижнее нажимное соединение или соединение MJ, следуя стандартным процедурам, описанным выше.
3. Включите ограничительный механизм: для устройств типа MEGALUG затяните установочные винты с указанным моментом (обычно 100 фут-фунтов для установочных винтов 3/4 дюйма ) с помощью динамометрического ключа вбейте сегменты зубчатого клина в стенку трубы.
4. Проверьте зацепление, попытавшись вручную потянуть трубу назад — после правильной активации ограничителя движения быть не должно.

Всегда рассчитывайте необходимую длину ограничителя, используя программное обеспечение или таблицу для расчета ограничителей осевого усилия изготовителя трубы. Например, Изгиб 90° на 8-дюймовой трубе при давлении 200 фунтов на квадратный дюйм в почве средней плотности может потребоваться удержание 40–60 футов трубы на каждой опоре .

Требования к подготовке траншеи и укладке труб

Правильная установка арматуры также зависит от правильного состояния траншеи. Даже идеально собранное соединение выйдет из строя при неравномерной осадке, если подкладка будет недостаточной.

• Ширина траншеи: Минимум на 18 дюймов шире внешнего диаметра трубы, чтобы обеспечить надлежащее уплотнение слежавшегося материала с обеих сторон.
• Материал постельного белья: AWWA C600 рекомендует щебень или гранулированный материал с максимальным размером частиц 3/4 дюйма для труб до 24 дюймов. Избегайте использования в качестве подстилки крупных камней, замороженного материала или органической почвы.
• Колокольные отверстия: Выкопайте раструб в каждом месте соединения так, чтобы ствол трубы, а не раструб, опирался на подстилку. Колокольчик должен свободно плавать; прямая нагрузка на колокол вызывает концентрацию напряжений.
• Уплотнение: Материал окорока следует уплотнить до 85–90 % Стандартная плотность по Проктору использование ручных трамбовщиков или механических виброплит в лифтах высотой не более 6 дюймов.
• Глубина покрытия: Минимальное покрытие для водопровода из ковкого чугуна обычно составляет 36 дюймов в морозоустойчивых почвах и 30 дюймов в более теплом климате в соответствии с местными нормами и рекомендациями AWWA M41.

Испытание давлением после установки фитинга

Все новые трубы из ковкого чугуна должны пройти гидростатические испытания под давлением перед засыпкой или вводом в эксплуатацию. AWWA C600 определяет стандартную процедуру испытаний.

• Испытательное давление: Обычно 1,5× рабочее давление системы , но не менее 150 фунтов на квадратный дюйм и не более номинального давления компонента с наименьшим номиналом в испытательной секции.
• Продолжительность: Поддерживайте испытательное давление не менее 2 часа одновременно отслеживая падение давления.
• Допустимая утечка: AWWA C600 рассчитывает максимально допустимую утечку по формуле: L = (S × D × √P) / 148 000, где L — утечка в галлонах в час, S — длина испытанной трубы в футах, D — номинальный диаметр трубы в дюймах, а P — среднее испытательное давление в фунтах на квадратный дюйм.
• Во время испытания визуально осмотрите все открытые соединения. Любая видимая капля на стыке указывает на неправильную посадку прокладки или недостаточный момент затяжки болтов — перед повторным выполнением соединения сбросьте давление и разберите его.

Распространенные ошибки при установке и как их избежать

Большинство отказов фитингов из ковкого чугуна в процессе эксплуатации связано с небольшим количеством ошибок при установке. Осознание этого предотвращает дорогостоящие восстановительные работы.

Защита от коррозии заглубленной арматуры

Фитинги из ковкого чугуна подвержены внешней коррозии в агрессивных почвах, особенно в почвах с низким удельным сопротивлением (<1500 Ом·см), высокой влажностью или блуждающими электрическими токами. Используются два стандартных метода защиты:

Полиэтиленовая оболочка

Упаковка фитингов в Свободная полиэтиленовая пленка толщиной 8 мил (согласно AWWA C105) — наиболее экономичный и широко используемый метод защиты от коррозии. Пленка наносится свободно, а не в термоусадочную пленку, чтобы удерживать влагу на поверхности трубы, создавая менее агрессивную микросреду по сравнению с прямым контактом с почвой. Перекрытие всех швов минимум на 12 дюймов и заклеить антикоррозийной лентой.

Катодная защита

В сильнокоррозионных грунтах (удельное сопротивление <500 Ом·см) рекомендуется дополнительная катодная защита с использованием ленточных анодов из цинка или систем подаваемого тока. Системы цинковых ленточных анодов устанавливаются вдоль трубы, соединяются с фитингом контрольным проводом и заполняются проводящим материалом. Системы предназначены для поддержания потенциал труба-почва -850 мВ или более отрицательный (по сравнению с электродом сравнения из меди/сульфата меди) согласно NACE SP0169.