Неразъемные соединения: виды и применение

О чем речь? Неразъемные соединения нельзя разобрать без полного или частичного нарушения целостности деталей. К таковым относятся сварные, заклепочные, клеевые и с натягом.

На что обратить внимание? Главная особенность в повышенной износостойкости, причем эта характеристика касается любого вида неразъемного соединения. Однако есть среди них самый прочный тип, позволяющий сделать переход для газа и воды.

Что такое разъемные и неразъемные соединения

В общепринятой классификации выделяют неподвижные и подвижные детали.

Первые соединены жестко, вторые имеют возможность двигаться относительно друг друга. Каждая из этих групп, в свою очередь, подразделяется на неразъемные и разъемные.

Разъемные соединения можно неоднократно собирать и разбирать, не повреждая. При этом клеммовые, штифтовые, резьбовые, шпоночные, шлицевые, профильные детали являются разъемными неподвижными.

Неразъемные неподвижные соединения получают механически (при запрессовке, склепывании, чеканке, кернении или загибке), посредством физико-химического сцепления (склеивания, пайки и сварки), запечатывая в расплаве тех или иных материалов (пресс-форма, формовка в литейной форме), и т. д.

Если необходимую деталь сложно или невозможно произвести из цельной заготовки, применяется технология подвижного неразъемного соединения. Основные способы изготовления при этом – свободная обжимка и развальцовка.

Наиболее часто встречающийся вид разъемного соединения – резьбовое крепление деталей. Технологически резьба представляет собой винтообразный выступ, идущий по поверхности гайки и винта. Существует большое количество видов нарезки, благодаря чему нетрудно подобрать наиболее надежный и подходящий для конкретного случая.

Виды неразъемных соединений

Сварные соединения

Неразъемные соединения деталей такого рода основаны на точечном нагреве частей в зоне сваривания. Дуговой и контактный виды электрической сварки сейчас наиболее распространены.

Дуговая сварка имеет следующие варианты исполнения:

• Автоматическая под флюсом. Прекрасно сочетает экономное расходование материала и высокий КПД. Место соединения выходит ровным и качественным, что особенно актуально при массовом производстве с использованием длинных швов.
• Полуавтоматическая под флюсом. Хорошо показывает себя при сварке коротким прерывистым швом.
• Ручная. Обладает сравнительно низкой эффективностью, а результат зависит от квалификации мастера. Такую сварку применяют в случаях, когда прочие типы сваривания невозможны или нецелесообразны.

Для получения неразъемных соединений часто используют контактный тип сваривания. При работе с тонким листовым металлом актуальна работа внахлест посредством точечной или шовной контактной сварки; круглый и полосовой материал варят встык.

Сварные швы имеют следующие преимущества:

• Умеренная цена, достигаемая за счет относительно малой трудоемкости и несложной конструкции места соединения.
• Относительно меньший (до 15–25 %) вес в сравнении с клепаными деталями:
  • не требуется дополнительного места под заклепки;
  • детали необязательно налагать друг на друга;
  • головки заклепок отсутствуют.
• Стык выходит сплошным и герметичным.
• Доступна автоматизация сварки неразъемных соединений.
• Соединять таким образом можно и толстые профили.

К основным недостаткам можно причислить:

• зависимость качества шва от компетенции сварщика;
• искривление материала из-за неравномерного нагрева;
• плохая переносимость сварными швами ударов и вибраций.

Соединения с натягом

Натяг обеспечивается благодаря неодинаковому размеру посадок у соединяемых деталей. За счет возникающей между поверхностями на месте контакта силы трения детали прочно фиксируются, обеспечивая условно неразъемные соединения.

Дело в том, что при определенных условиях разбор и последующий повторный сбор соединенных с натягом деталей все же возможен. Например, если посадка осуществляется на закаленные поверхности. В таких случаях применяют:

• механическое соединение;
• тепловые посадки;
• охлаждение охватываемой детали.

Соединение с натягом имеет ряд преимуществ:

• отсутствие сложных элементов и прочное крепление деталей;
• способность выдерживать серьезные нагрузки.

Но есть и ряд недостатков:

• сложности в осуществлении монтажа и демонтажа таких соединений;
• в процессе эксплуатации неразъемных соединений может происходить рассеивание прочности вследствие движения действительных посадочных размеров в пределах допусков.

Заклепочные соединения

Заклепка – это цилиндрический стержень, по умолчанию имеющий с одной стороны закладную головку. Встречаются как цельные, так и полые приспособления. При этом первые могут иметь полукруглую, полупотайную или потайную головку, а вторые – скругленную или потайную.

Стандартизированные параметры заклепок можно найти в соответствующих таблицах сортамента. Сырьем для их изготовления, как правило, служат пластичные вещества: медь, латунь, низкоуглеродистые стали, низколегированные малоуглеродистые стали, различные сплавы алюминия и иные специальные соединения.

При создании неразъемных соединений применение заклепок сопровождается предварительным перфорированием деталей. После их сверления либо пробития заклепка устанавливается и закрепляется. Образуемая с обратной стороны головка называется замыкающей.

Такой тип соединения хорош, если детали впоследствии будут испытывать сильные вибрации или высокие повторные нагрузки. Актуален он и в случаях, когда заготовки выполнены из материалов, не поддающихся сварке или не допускающих нагрева. Если нужно соединить в один пакет ряд деталей, заклепки тоже проявляют себя хорошо. В целом такие комбинации чаще встречаются в приборостроении, нежели в машиностроении.

Для того чтобы определить необходимый диаметр отверстия o d обязательно делают припуск: o d d = + 0,1 мм. При заклепывании стержень в результате пластической деформации дает осадку и полностью занимает объем отверстия, не повреждая детали.

Поэтому неразъемные соединения такого типа удерживают не только тело клепки, но и возникающее между склепанными частями сцепление.

Исходя из предназначения, выделяют два вида швов: силовые или прочные, обеспечивающие устойчивость ко внешним нагрузкам, и прочноплотные, дополнительно обладающие герметизирующим эффектом.

Для повышения герметичности на прочноплотные швы зачастую наносят дополнительные материалы, усиливающие этот эффект: металлические покрытия, клеи или силоксановые эмали.

Неразъемные соединения деталей посредством клепок могут быть выполнены в разных техниках: внахлестку и встык с одной и двумя накладками, однорядные и многорядные с параллельным и шахматным расположением заклепок в рядах.

Чтобы определить, сколько рядов заклепок имеет конкретное место соединения, следует сосчитать их количество по одну сторону стыка. Это число зависит в первую очередь от того, сколько слоев металла соединяет шов. Накладки при этом тоже учитываются. Например, сочленение с одной накладкой внахлестку или встык односрезное, в то время как шов встык с двумя накладками уже двухсрезный.

Неразъемное соединение полиэтилен-сталь как самое прочное

Важность соединений такого рода бесспорна, ведь именно так оформляется переход 110х108 и 63х57 для воды и газа. Другие размеры существуют, но все их ключевые показатели, так или иначе, регламентированы ГОСТами.

Напорные трубопроводы сейчас практически повсеместно используют неразъемные соединения полиэтилен-сталь. Технически это достигается через сочленение стальной и полиэтиленовой труб в одну герметично скрепленную деталь. Комбинированный способ показал намного лучший результат, чем применение классических бортовых втулок. Это объясняется тем, что полиэтиленовые трубы в процессе эксплуатации под землей постоянно испытывают различные компенсационные нагрузки. Растяжение и сжатие предсказуемо вызывает у них сильный износ вплоть до их деформации.

На этом фоне полиэтилен-стальные переходники зарекомендовали себя намного лучше. Это нашло отражение в территориальных технических нормативах ряда российских регионов, где применение подобных приспособлений рекомендовано к применению. Надежность обеспечивается жесткой фиксацией фланца и стального блока. Эксплуатация неразъемных соединений такого типа в силу надежности часто даже не требует последующего обслуживания или ремонтных работ.

Регламенты переходных изделий полиэтилен-сталь и сталь-полиэтилен закреплены в ГОСТах 3262, 10705, 20295. Системы газопроводов руководствуются техническими условиями 4859-026-03321549-98, а водопроводные – 2248-001-86324344-2009. Максимальное давление при этом составляет 1 или 1,6 Мпа.

Стандартная схема соединения предполагает:

• заготовки из стали и полиэтилена;
• муфту;
• длину выпуска полиэтиленового и стального участков;
• суммарную длину;
• диаметры обеих заготовок;
• толщину материалов;
• протяженность нахлеста.

Поскольку создание переходника предполагает наличие различных материалов, придется ориентироваться на разные стандарты. Если прокладываются полимерные коммуникации под газ – неразъемное соединение ориентируется на ГОСТ Р 50838-95; для водопроводных труб из полиэтилена действует ГОСТ Р 18599-2001; в случаях перехода на стальные трубы к вышеуказанным стандартам добавляются ГОСТ 10704-91 и 8731-74, 8732-78. Для создания неразборных стыков применяют раструб.

Место соприкосновения обязательно проходит термическую обработку, достаточную для размягчения полиэтилена: он плотно прилегает к стальной трубе, обеспечивая устойчивость соединения.

Создание газораспределительной сети с давлением до 600 кПа предполагает наличие усиленного перехода. Он осуществляется с применением обжимающей муфты, которую устанавливают поверх раструба.

Трубы DN диаметром 20–40 мм требуют другого подхода. При их монтаже не применяют нагрев, ограничиваясь только холодным способом сборки. Места сочленения проходят скрупулезную проверку на герметичность и восприимчивость к осевым нагрузкам. По завершении монтажных работ и основных проверок неразъемные соединения полиэтилен-сталь такого рода тестируют на устойчивость эксплуатации в условиях стабильного внутреннего напора.

Поскольку востребованность на рынке со временем только растет, производители осваивают все новые диаметры труб. В настоящее время к приобретению доступны модели от 35х25 мм до 1400х1420 мм. Так как эксплуатация трубопровода может представлять техногенную опасность, крупные поставщики заинтересованы в постоянном контроле качества. Перед реализацией товар проходит проверку на наличие брака и внутренних дефектов в специализированных лабораториях.

Жесткие сочленения достаточно устойчивы к самым серьезным нагрузкам, неприхотливы в эксплуатации, благодаря чему затраты на их профилактику и ремонт в итоге оказываются невелики. За счет универсальности применения соединения неразъемные ПЭ используют в прокладке коммуникаций любой сложности, включая водо- и газопроводы, а также канализацию. При прокладывании используют сварку встык и терморезисторную; стальные части сваривают электрической сваркой. При необходимости уже собранные изделия до 24 месяцев можно хранить не прокладывая, в том числе в неотапливаемых помещениях.

При эксплуатации полиэтиленово-стальных неразъемных соединений ГОСТ допускает использование чугунной и стальной запорной арматуры на газо- и водопроводах из ПЭТ.

Такие соединения можно применять различным образом: при необходимости замены стальных коммуникаций на ПЭТ врезки можно совершать на всем протяжении трубопровода последовательными сегментами; допускается установка отводных магистралей из стали на полиэтиленовых трубах и врезка ПЭТ-коммуникаций в магистрали из стальных труб. Часто такой способ оказывается удобнее и выгоднее полной замены трубопровода на всей протяженности линии.

Наиболее часто принято использовать неразъемные соединения полиэтилен-сталь следующих параметров: 63/57, точнее 63/67/3,5. Кроме того, встречаются:

• 32/25/3,2;
• 60/32/3,2;
• 50/60/3,5;
• 75/76/3,5;
• 90/89/3,5.

Также при необходимости можно найти трубы с характеристиками 63х57 и 110х108 или их варианты:

• 125/108/6;
• 160/133/6;
• 160/159/5;
• 180/159/5;
• 200/168/5;
• 200/219/6;
• 225/219/6;
• 250/273/7;
• 400/377/8;
• 500/530/8;
• 800/820/10;
• 1200/1220/12;
• 1600/1420/12.

Исходя из особенностей конструкции и параметров, принято выделять:

• обычные цокольные газовые вводы;
• Г-образные цокольные газовые вводы;
• I-образные или прямые вводы;
• изолирующие сгоны;
• изолирующие соединения приварного типа.

Почему следует обращаться именно к нам

Мы с уважением относимся ко всем клиентам и одинаково скрупулезно выполняем задания любого объема.

Наши производственные мощности позволяют обрабатывать различные материалы:

• цветные металлы;
• чугун;
• нержавеющую сталь.

При выполнении заказа наши специалисты применяют все известные способы механической обработки металла. Современное оборудование последнего поколения дает возможность добиваться максимального соответствия изначальным чертежам.

Для того чтобы приблизить заготовку к предъявленному заказчиком эскизу, наши специалисты используют универсальное оборудование, предназначенное для ювелирной заточки инструмента для особо сложных операций. В наших производственных цехах металл становится пластичным материалом, из которого можно выполнить любую заготовку.

Преимуществом обращения к нашим специалистам является соблюдение ими ГОСТа и всех технологических нормативов. На каждом этапе работы ведется жесткий контроль качества, поэтому мы гарантируем клиентам добросовестно выполненный продукт.

Благодаря опыту наших мастеров на выходе получается образцовое изделие, отвечающее самым взыскательным требованиям. При этом мы отталкиваемся от мощной материальной базы и ориентируемся на инновационные технологические наработки.

Мы работаем с заказчиками со всех регионов России. Если вы хотите сделать заказ на металлообработку, наши менеджеры готовы выслушать все условия. В случае необходимости клиенту предоставляется бесплатная профильная консультация.