Как соединить пластиковую трубу с металлической – все возможные способы

Полимерные трубы повсеместно вытесняет изделия из металлов во всех сферах, особенно это заметно в строительной отрасли. При этом перед монтажниками нередко встает задача, как соединить пластиковую трубу с металлической на участках, где полная замена трубопровода невозможна по разным причинам.

Соединение полимерных и металлических труб актуально как для специалистов строительной отрасли, особенно сантехников, так и для рядовых потребителей, проводящих различные виды ремонтных работ в своих квартирах или загородных домах. Чтобы получить герметичный и надежный стык, следует изучить разные способы соединения труб из разнородных материалов, знать применяемые для проведения работ комплектующие и необходимый для этого инструмент.

Рис. 1 Примеры того, как соединить пластиковую трубу с металлической

Когда производят соединение пластиковых труб с металлическими

Сопряжение разнородных труб в строительной и бытовой сфере производят:

• При врезании в стальной трубопровод, транспортирующий воду, газ, часто используют полимерное ответвление, отходящее от тройника.
• При прокладке подземных газовых трубопроводов из полиэтилена при выходе наверх его стыкуют со стальным отводом для входа в здания.
• При замене поврежденных участков стояка канализации или подземной канализационной линии чугунные секции меняют на пластмассовые, при этом их соединяют по разным технологиям.
• При замене стальных фрагментов водопровода ну улице и внутри помещений на полимерные.
• В особых случаях, когда один отрезок трубопровода располагается в зоне повышенных температур или существенных нагрузок, его делают из термостойкого и прочного железосодержащего сплава, а далее соединяют с линией из полимеров.

Рис. 2 Трубы из металлов (сталь, оцинковка, нержавейка, медь) для эксплуатации в системах водоподачи, отопления и канализации

Виды соединяемых труб

Для того, чтобы провести работы по состыковке качественно без возможного разрушения труб из разнообразных материалов, полезно знать их разновидности и физические свойства.

Металлические

Все металлы отличаются отличными прочностными характеристиками, высокой стоимостью, также сталь и чугун подвержены коррозии. Металлические трубы изготавливают из следующих сплавов:

Сталь. Во всех коммуникациях прокладывается по поверхности земли, обладает наивысшей прочностью и твердостью среди всех металлов и полимеров. Часто встречается ее оцинкованные разновидности, обладающие повышенной коррозионной стойкостью. Стали гибки и пластичны, на них относительно несложно нанести резьбу, однако из-за твердости и прочности они трудно поддаются обработке.

Чугун. Довольно популярный материал, трубные чугунные изделия большого диаметра изготавливают в настоящее время, отличается более высокой коррозионной стойкостью, чем сталь, однако имеет практически нулевую пластичность и раскалывается при деформации.

Нержавейка. Имеет аналогичные со сталью физические характеристики, в отличие от нее нержавейка обладает повышенной коррозионной стойкостью, но из-за значительной стоимости практически не встречается в бытовых и коммунальных линиях.

Медь. Дорогие трубопроводы из меди обладают пластичностью, гибкостью, соединяются между собой пайкой, их нередко используют для прокладки теплосетей индивидуальных домов в зоне отопительного котла.

Рис. 3 Полипропиленовые переходные фитинги

Полимерные

Основное преимущество труб из полимеров – инертность к большинству агрессивных химических веществ, коррозионная стойкость, простота обработки и невысокая стоимость. В строительной и бытовой сфере применяют полимерные трубы из следующих пластмасс:

Полиэтилен низкого давления ПНД. ПНД – основной компонент изготовления магистралей, прокладываемых под землей для транспортировки воды в коммунальные и индивидуальные дома и природного газа. Отличается эластичностью и гибкостью, изделия малого диаметра соединяют друг с другом посредством компрессионных фитингов, электросварных (с закладным нагревательным элементом) или сваркой встык. Так как трубы ПНД становятся эластичными при температурах выше + 60 °С, их используют только для транспортировки холодной воды.

Полипропилен ПП. Основной вид материала для монтажа внутридомовых магистралей холодной и горячей воды, отличается неплохой прочностью, трубопровод прокладывают методом спайки отдельных участков. Стенки ПП-труб довольно толстые и прочные, поэтому трубопровод обладает не слишком хорошей гибкостью. Один из недостатков полипропилена – высокий коэффициент температурного расширения, поэтому для отопления используют изделия, имеющие внутренний слой из стекловолокна или алюминиевой фольги, придающий им повышенную прочность и снижающий температурную зависимость. Соединение полипропилена проводят по технологии пайки, используя для этого специальный паяльный утюг.

Поливинилхлорид ПВХ. Жесткий и хрупкий материал, из которого изготавливают канализационные трубы большого диаметра, трубопровод монтируют раструбным методом. ПВХ трубы имеют довольно тонкие стенки, поэтому трубопровод прокладывают на поверхности земли с незначительными нагрузками. Для подземной прокладки выпускают многослойные ПВХ трубы, которые имеют легкий вес и более высокие характеристики.

Рис. 4 Переходники с полиэтилена на металл – принцип работы и внешний вид

Непластифицированный поливинилхлорид НПВХ. Прочный, жесткий и хрупкий материал, обладающий сходными с поливинилхлоридом характеристиками, но более устойчивый к нагрузкам. Наружные НПВХ трубы для канализации выпускают рыжего цвета, при прокладке в траншеях под землей они выдерживают нагрузки земляного пласта высотой до 6 м.

Сшитый полиэтилен PEX. Трубопровод из сшитого полиэтилена обладает хорошими параметрами прочности, термостойкости и гибкости, из него прокладывают контуры теплых полов, которые затем заливают стяжкой. Трубы подключает коллектору, имеющему металлические патрубки, их концы надевают на штуцеры и зажимают компрессионными фитингами.

Металлопластик PE-AL-PE. Для укрепления оболочки и снижения температурного расширения пластиковые трубы упрочняют внутренними алюминиевыми оболочками. Встречаются следующие разновидности полимерных труб с фольгированным слоем, маркировка которых наносится на их поверхность:

• PE-R – указывает, что материалом изготовления изделия является полиэтилен;
• PP-R – означает, что стенка изготовлена из полипропилена;
• PE-X – основной материал изготовления стенки – сшитый полиэтилен;
• PE-RT – стенка сделана из термостойкого полиэтилена.

Рис. 5 Канализационные НПВХ и ПВХ трубы

Способы соединения труб из пластика и металла

Трубопроводные магистрали, применяемые в системе отопления, водопровода, газоснабжения, находятся под довольно высоким давлением, поэтому к стыкам предъявляются повышенные требования по прочности и герметичности.

Так как металл и пластик являются разнородными материалами, не может быть речи об их совместной сварке, спайке, склеивании при монтаже, эффективны только механические варианты состыковки.

При помощи резьбовых фитингов

Резьбовые соединения – одни из самых известных и популярных видов сращивания различных деталей, имеющих цилиндрическую форму. Принцип резьбового крепления состоит в нарезании на стенках стальных труб резьбы внутри или снаружи, а на ответную деталь из пластика крепится соответствующий резьбовой фитинг.

Типовой переходник с металлической трубы на пластиковую состоит из двух частей – один участок подсоединяется к пластмассовой детали, а второй патрубок с резьбой внутри или снаружи, фитингом типа американка, прикручивается к стальному элементу.

Рис. 6 Сопряжение фитингов с изделиями из ПЭ (НСПС), ПП (пайка), PEX (напрессовка) и PE-AL-PE (опрессовка)

В зависимости от материала труб используются следующие способы монтажа на их торцах резьбовых фитингов:

Полипропиленовые ПП. Переход с железной трубы на полипропилен состоит из металлической части с резьбой и короткого ПП патрубка, имеющего внутренний посадочный размер, равный внешнему трубной оболочки. При сборке переход со стальной трубы на полипропилен и внешняя стенка ПП-трубы нагреваются специальным паяльником и соединяются вместе на некоторое время до спайки полипропилена. При данном способе стыкования ответная деталь из металла должна иметь резьбовую нарезку.

Полипропиленовые трубы можно соединить с металлической, имеющей наружную резьбу чуть большего диаметра, чем внутренний полипропиленовый, более простым способом. Для этого паяльным утюгом разогревают внутреннюю полость ПП-трубы и быстро одевают ее на стальной резьбовой отвод, обжимая руками, после остывания полипропиленовую деталь можно вкручивать и выкручивать по своему усмотрению.

Полиэтиленовые ПЭ. Самое распространенное соединение водопроводных ПЭ труб с металлическими  производится при помощи компрессионных фитингов, которые выполнены из пластика (полипропилена или полиэтилена). Принцип компрессионного фитинга заключается в обжиме муфты специальной цанговой шайбы, которая находится внутри фитинга. Эта цанга имеет обратные пазы, которые врезаются в тело трубы и не дают стыку разъединяться при высоких давлениях.  Данным методом соединяются водопроводные трубы диаметром от 20 до 110 мм, а также скважинные адаптеры к водопроводной магистрали.

В промышленной сфере для сопряжения ПЭ-труб со стальными применяется неразъемное соединение полиэтилен-сталь НСПС, представляющее собой терморезисторную сварку под давлением двух коротких патрубков из указанных материалов.

Рис. 7 Принцип сопряжения компрессионной муфтой

Сшитый полиэтилен, металлопласт. Существует несколько технологий крепления переходных фитингов на трубы из сшитого полиэтилена и металлопласта:

• Компрессионная муфта. На пластиковую трубу одевается накидная гайка с внутренней резьбой, под которой находится зажимное кольцо с прорезью. Внутрь трубной оболочки вставляют переходную муфту с уплотнительными кольцами для обеспечения жесткости стенок. При прикручивании наружной резьбовой гайки к резьбе металлической трубы происходит прижимание ее стенок к внутреннему переходнику, что обеспечивает герметичность и одновременную стыковку.
• Опрессовка. Переходной металлический фитинг с уплотнительными кольцами или ребрами в виде елки вставляют внутрь трубы, сверху на трубную оболочку одевают гильзу, которую затем сдавливают специальным инструментом, прижимая внутренний штуцер к стенкам трубы. Ответная металлическая деталь может иметь любую форму и наружную или внутреннюю резьбу, американку – ассортимент опрессуемых фитингов весьма широк.
• Напрессовка. Переходной фитинг вставляют внутрь трубы, сверху на ее оболочку одевают гильзу. Далее с помощью специального инструмента гильзу сдвигают вперед, сдавливая тем самым трубную оболочку снаружи и прижимая ее к стенкам внутреннего переходника, имеющего различные форму, тип и размер резьбы.

Рис. 7 Варианты соединения труб с помощью специальных муфт

Рис. 8 Втулка полиэтиленовая и бурт из полипропилена в сборе для реализации флацевого соединения

Как соединить пластиковую трубу с металлической без резьбы

Рассмотренные выше соединения основывались на том, что к пластиковой трубе припаивался или крепился каким-либо способом фитинг, имеющий резьбу для соединения с металлической деталью, имеющей ответную резьбовую часть. Данная технология является общепринятой и обеспечивает высокое качество, герметичность, и прочность соединения, ее единственный и основной недостаток – невозможность стыковки с трубами, имеющими гладкую поверхность. Следует отметить, что непосредственно соединить пластиковую трубу с железной без резьбы при прокладке любого вида инженерных коммуникаций невозможно, для их сопряжения разработана технология с применением электросварных муфт и переходных элементов НСПС.

При прокладке трубопроводных магистралей большого диаметра промышленного назначения используется стыковка разнородных трубных участков с помощью фланцев, к примеру фланцевое соединение металлической трубы с полиэтиленовой или полипропиленовой. Для его реализации к стальным трубам приваривают фланцы, а к пластиковым специальные бурты. За бурт предварительно перед сваркой устанавливается ответный фланец. Стыкуется узел при помощи болтов, которыми стягиваются фланцы.

Рис. 9 Соединение с помощью хомутов – примеры

Соединение пластиковой трубы с металлической без резьбы можно провести следующими полукустарными методами, не гарантирующими приемлемое качество стыка:

При помощи хомутов. Метод довольно прост, пластиковая труба обычно из сшитого полиэтилена одевается на стальную и зажимается стальным хомутом, помещенным на ее наружную оболочку, при помощи прижимного винта. По технологии этот способ напоминает подсоединение труб из сшитого полиэтилена, используемых при укладке теплых полов, к коллектору, имеющему безрезьбовые входные металлические штуцеры.

Если стальная и полимерная труба имеют приблизительно равные диаметры, можно вставить внутрь полимерной стальную гильзу для увеличения прочности ее стенок и соединить обе трубы сверху стальным накладным хомутом, прижав его четырьмя винтами. Правда при данном методе соединения придется хорошо подумать о герметизации стыка.

Переходных муфт. Переходные муфты из достаточно прочных и эластичных обрезков полимерных труб можно использовать как кустарный способ стыковки двух элементов. Для этого в отрезок муфты, имеющий внутренний диаметр стыкуемых полимерной и металлической деталей, вставляются обе соединяемых элемента и прижимаются по краям накладными хомутами.

Рис. 10 Gebo – внешний вид и принцип работы

Фитинга Gebo. Одна из новейших разработок зарубежных специалистов – компрессионный фитинг Gebo, предназначенный для состыковки двух отрезков металлических труб одинакового диаметра, подходящего к внутреннему размеру Gebo. Отличительная особенность Gebo – наличие в конструкции компрессионной муфты уплотнительного резинового кольца, которое исключает протечки. Хотя данный фитинг по инструкции не может осуществлять сопряжение металла и пластика, теоретически жесткая ПП-труба с внутренней прослойкой из стекловолокна или алюминия может быть надежно и герметично состыкована с металлической при одинаковом размере их внешних диаметров.

Поэтому применение фитинга Gebo довольно грамотный ответ на вопрос, как соединить металлическую трубу с полипропиленовой, когда обе детали имеют гладкие стенки и одинаковые размеры в окружности.

Как соединить пластиковую трубу с металлической в канализации

Выше рассматривалась методика присоединения труб в магистралях водоснабжения и тепловых сетей, находящихся под давлением. В отличие от напорных коммуникаций, бытовая канализация работает в безнапорном режиме, то есть на стыки трубопровода не оказывается физическое воздействие от транспортируемого по нему рабочего тела. Поэтому основное требование к стыкам в канализационном трубопроводе – обеспечение герметичности.

Рис. 11 Как соединить пластиковую трубу с металлической – пример соединения посредством манжет

Канализация обычно прокладывается трубами из чугуна и поливинилхлорида ПВХ, при необходимости их стыковки используют следующие варианты:

Присоединение посредством манжеты. Если в чугунной канализации имеется расширяющийся раструб на конце, в него вставляют ПВХ-трубу, герметизируя стык каучуковой манжетой. Аналогичным образом стыкуют чугун с ПВХ-трубами большего размера, просто вставляя их в последние и герметизируя щели уплотнительными кольцами.

Хомуты. Соединить канализационную пластиковую трубу с железной из чугуна можно посредством накладных хомутов подходящего размера, приобретенных в торговой сети, или сделанных самостоятельно.

Для изготовления хомутов своими руками вырезают лист из резины, оборачивают им место стыка двух труб и зажимают его хомутиками, вырезанными из полосок жести при помощи болтов с гайками. При отсутствии времени или желания можно просто обмотать место стыковки проволокой, плотно скрутив ее концы.

Переходники. Одна из методик, как соединить ПВХ трубу с металлической, является использование переходников в виде гофротруб с манжетами. Также для состыковки труб разных размеров выпускают пластмассовые фасонные изделия с переходом с большого на малый диаметр.

Соединительные муфты. Можно состыковать две трубы из чугуна и поливинилхлорида с помощью переходной муфты, вырезанный из отрезка жестяной или ПВХ-трубы. Ее одевают сверху на место стыкуемых элементов, а образовавшиеся щели запенивают монтажной пеной или забивают водонепроницаемыми эластичными прокладками.

Рис. 12 Сопряжение чугуна и ПВХ-труб переходниками

Правильное соединение металлической и пластиковой трубы достигается только при использовании резьбы на двух деталях. Безрезьбовое соединение металлических и пластиковых труб в бытовых условиях любыми способами относится к полукустарным методам и не обеспечивает условий герметичности и прочности соединений, необходимых при высоких давлениях в магистрали.