Трубопровод из нержавеющей стали: монтаж, особенности соединения фитингами

Нержавеющая сталь соединяет в себе твердость и прочность железа, высокую устойчивость к коррозии, присущую цветным металлам. Трубопроводы из нержавейки выдерживают высокие нагрузки и способны эффективно работать в агрессивных средах.

Например, транспортировка некоторых кислот и щелочей невозможна по трубопроводам из черных металлов или меди. Ранее такие трубопроводы создавались из стекла или керамики. Соответственно, трудозатраты по монтажу и эксплуатации были очень высокими, и магистраль была уязвима к механическим повреждениям. Рассмотрим современные технологии, связанные с созданием трубопровода из нержавейки для различных отраслей промышленности. 

Преимущества трубопровода из нержавейки

Если в быту трубы из нержавеющей стали применяют в основном в технике и нагревательных приборах, то в производственных отраслях магистрали из этого материала имеют широкое распространение. Из нержавейки делают всевозможные фитинги, такие как фланцы, резьбовые соединения, отводы, запорную арматуру в виде задвижек, кранов, фильтров. 

Почему так распространены конструкции из стали на основе железа и хрома:

• Высокая прочность. Стали марки AISI 304, AISI 321, AISI 316 позволяют создавать трубопроводы, выдерживающие высокое давление при малой толщине стенок. Фитинги и краны работают долго и не боятся разрушений от физического воздействия. 
• Химическая устойчивость. Нержавеющая сталь фактически не поддается коррозии. Трубопроводы не вступают в реакцию с большинством кислот и щелочей. Окисления не наблюдаются даже при повышенных температурах, то есть магистрали способны работать в очень агрессивных условиях.  
• Экологичность. Химическая нейтральность материала позволяет применять его в тех сферах, где требуются высокие санитарные стандарты, например, в медицине и в пищевой промышленности.
• Декоративность. Внешний вид изделий из нержавейки сохраняет привлекательность длительное время. Не требует нанесения защитных покрытий, легко поддается чистке от загрязнений с применением любых санитарных составов. 
• Легкость монтажа и обработки. Структура материала позволяет проводить сварочные, токарные, фрезеровальные работы. Готовые изделия легко шлифовать до зеркального состояния. Поверхности не коробятся от перепада температур в процессе эксплуатации. Наличие разнообразных фитингов позволяет гибко перестраивать систему без применения сложных приспособлений. 

Сфера применения трубопровода из нержавейки  

Уникальные свойства нержавеющей стали обуславливают ее использование в самых разных сферах производственной деятельности, где необходимо создание трубопроводных систем для транспортировки жидкостей и газов:

• Химическая промышленность. Большая часть коммуникаций, находящаяся под воздействием агрессивных веществ, делается на основе химически стойких нержавеющих сталей. Реакторы и другая аппаратура, работающая при высоких температурах, также изготовлена с применением фитингов и труб из сталей с высоким содержанием хрома. 
• Пищевая промышленность. Производство подразумевает высокие гигиенические качества оборудования, регулярную обработку агрессивными моющими средствами и возможность эксплуатации в широком диапазоне температур. Эти качества надежно обеспечивают трубопроводные системы разного диаметра и толщины стенки. Фитинги из нержавейки позволяют упростить монтаж и обслуживание, при этом обеспечивают высокую надежность соединений. 
• Сельское хозяйство. Автоматизированные системы по производству молока требуют создания разветвленной сети трубопроводов, по которым сырье от доильных аппаратов перемещается в охладительные и накопительные емкости. К этим системам предъявлены высокие санитарно-эпидемиологические требования. Трубопроводы регулярно подвергаются очистке с применением агрессивных моющих средств. Оборудование из нержавеющей стали отлично справляется с этими задачами. Также материал применяется при создании автоматизированных систем кормления животных и для удаления продуктов жизнедеятельности.
• Медицина. Химическая нейтральность и экологичность нержавейки позволяет использовать ее при создании медицинской аппаратуры и трубопроводов, обеспечивающих функционирование больниц и поликлиник. 
• Нефтяная и газовая промышленность. Работа по добыче и транспортировке нефти и газа происходит в экстремальных природных условиях. От оборудования требуется высокая надежность и коррозийная стойкость. В последнее время в этих отраслях все шире применяются нержавеющие стали, так как узлы и механизмы из таких сплавов работают дольше и требуют значительно меньших усилий при эксплуатации. 
• Кораблестроение, авиастроение, машиностроение. Современный корабль зависит от надежности всех гидравлических систем. Такие же требования возникают при создании ракетной техники, двигателей и систем самолетов, локомотивов, подвижного состава и прочих сложных транспортных средств. 

Это далеко не все сферы применения труб и узлов сочленения из нержавеющей стали. Их используют в обогревательных системах, в электроэнергетике, в производстве мебели, при создании спортивных сооружений и т.д.

Проектирование и монтаж трубопровода из нержавеющей стали

Строительство магистралей, по которым прокачивается жидкость или газ, значительно отличаются по способу сборки и конструкционным элементам. Две и более точки можно смонтировать с помощью сварки или резьбовых и болтовых соединений. В зависимости от задач применяют разные способы.

Важным этапом является проектирование:

• Необходимо понять, какую функцию будет выполнять конструкция. Например, вам нужно доставить жидкость с одного объекта к другому или откачать газ из ресивера. В зависимости от задач, будет отличаться конструкция, свойства труб и соединительных узлов.
• Определить, какие элементы будут входить в систему. Обычно трубопроводы содержат запорную аппаратуру, отводы, места подключения контрольных приборов, насосы и прочее. 
• Предусмотреть возможность ремонта и замены отдельных узлов.
• Составить схему конструкции с целью выявления количества материала. 
• Выбрать характеристики компонентов: толщину стенок и диаметр труб, параметры фитингов и уплотнителей. 

Проектирование позволит вам составить рабочую карту, по которой будет происходить изготовление объекта, и заранее приобрести необходимый материал.   

Сварка трубопровода из нержавейки

Технологию использует при монтаже трубопроводных систем. Все повороты, сращивание труб в длину, ответвления, изменение диаметра можно сделать с помощью сварки. Соединения получаются прочными и герметичными. Срок службы сварочного шва сопоставим с надежностью монолитного металла. Главным недостатком является невозможность демонтажа без разрушения конструкции. Сварочные работы непосредственно на объекте более трудоемкие, чем в цеху, и требуют высокой квалификации исполнителя. В таком случае предпочтительно использовать соединительные узлы и производить монтаж готовыми блоками. 

Применение резьбовых фитингов

Классическое соединение состоит из резьбы, к которой стык в стык подводится сгон. На нем мастер заранее накручивает муфту и контргайку. На резьбу он наматывает уплотнитель – паклю или ФУМ-ленту. Далее он накручивает бочонок на резьбу так, чтобы часть его оставалась на сгоне. Между гайкой и муфтой мастер наворачивает уплотнитель и прижимает его гайкой. Такой способ широко применяется при монтаже водопроводов, отопления и прочих систем с невысоким давлением. 

Более современным методом является применение соединений с фронтальным обжимом уплотнителя. Американка значительно упрощает процесс монтажа. На резьбу, приваренную или нарезанную на конце трубы, специалист накручивает фланец с гайкой. На вторую трубу с помощью уплотнителя он наворачивает ответную часть с резьбой под гайку. После этого мастер собирает блок с помощью гаечного ключа и зажимает прокладку между фланцами. За счет этого соединение становится герметичным. Подобную конструкцию легко демонтировать. Ее часто применяют при подключении насосов и других элементов системы. 

Применение фланцевых фитингов

В промышленности, где трубопроводные системы работают в режимах высокого давления и значительных перепадов температур, используют соединения на основе нержавеющих фланцев. На оборудовании, запорной аппаратуре, контрольных приборах выходы чаще всего исполняют в виде шайбы с отверстиями для стяжных болтов, с канавкой или без для уплотнения. 

Фланец с помощью сварки крепят под нужным углом к трубе. Между узлами вставляют герметизирующую прокладку из силикона, асбеста или резины. Всю конструкцию сжимают 4 и более болтами. Размеры фланцев стандартизированы с целью взаимозаменяемости. Их выпускают с параметрами, подходящими для работы с разными диаметрами труб. Подобное соединение отличается высокой надежностью и удобством обслуживания. При необходимости трубу можно закрыть нержавеющей заглушкой соответствующего размера. 

Применение сварных фитингов

Создавать трубопроводные системы с помощью сварки значительно легче с использованием готовых элементов. Например, отвод позволяет произвести поворот трубы. С помощью нержавеющего перехода мастер производит изменение диаметра магистрали. Тройник значительно облегчает формирование ответвлений. Также существуют заранее изготовленные элементы – обвод, разветвитель, коллектор и т.д. 

Процесс изготовления и монтажа трубопровода

Точки соединения фиксируют на объектах в нужных положениях. После производится подгонка всех деталей трубопровода с учетом необходимых уклонов и зазоров. Всю систему наживляют – закрепляют элементы точечной сваркой. Далее весь узел снимают и обваривают. При необходимости проверяют герметичность швов. В особо ответственных производствах проверка происходит на рентгеновских аппаратах. После готовый узел устанавливают на объект. При серийном производстве работа происходит в кондукторе, который имитирует позиционирование соединяемых узлов. 

Большой ассортимент изделий из нержавеющей стали позволяет создать самые разнообразные трубопроводные системы для разных условий эксплуатации.