Московская практика применения пластмассовых сантехнических подводок

А. А. Отставнов, канд. техн. наук, ведущий научный сотрудник

В. А. Устюгов, канд. техн. наук, директор ГУП «НИИ Мосстрой»

О. В. Устюгова, генеральный директор ЗАО НПО «Стройполимер»

При этом, по мнению первого заместителя Председателя Правительства России Д. А. Мед­ведева, около четверти домов должны быть располагать общей жилой площадью около 100 м², т.е. быть одно–двухэтажными. В жилых домах обязательно должно быть отопление, в том числе водяное, холодный и горячий водопровод. В этой связи появляется очевидная возможность при устройстве водопроводов в зданиях различной этажности более рационально, чем это делается сейчас, использовать трубные изделия, особенно полимерные, с учетом их прочностных, технологических и стоимостных показателей.

Применение полимерных труб в системах холодного и горячего водоснабжения жилых, общественных и промышленных зданий позволяет, как показывает опыт ГУП «НИИМосстрой», отойти от традиционной схемы трассировки трубопроводов и перейти к использованию коллекторных схем разводок [1]. В этом случае подачу воды к водоразборной арматуре [2] осуществляют с помощью гибких автономных подводок, изготавливаемых из полиэтиленовых труб (прежде ПВД – сейчас ПЭ 32 и прежде ПНД – сейчас ПЭ 63), полипропиленовых, металлополимерных и сеточно-армированных [3]. Потребность страны в обеспечении строительных и эксплуатационных организаций подводками к санитарно-техническим приборам, с учетом государственной строительной программы, может достичь более 20 млн шт. в год.

В настоящее время на российском рынке предлагаются подводки для холодной и горячей воды, стоимость которых из-за использования в них дорогостоящих соединительных элементов (рис. 1, табл. 1) не позволяет рекомендовать их к повсеместному применению.

Рисунок 1 (подробнее)   Пресс-соединители VTm 200, предназначенные [4] для создания неразъемных соединений трубопроводов из металлополимерных (PEX-AL, PE-AL, PERT-AL) труб

К тому же, прочностные показатели таких подводок в большинстве случаев будут не оправданно завышены (табл. 1), например, в случае применения в малоэтажном строительстве.

В связи с этим практический опыт изготовления и применения более дешевых подводок может представлять несомненный интерес для многих монтажных заводов и предприятий, способных с небольшими затратами наладить производство таких изделий и получить при этом дополнительные рабочие места для жителей своих территорий.

В московской практике строительства применялись гибкие водопроводные подводки, специально разработанные ГУП «НИИМосстрой» (директор Е. Д. Белоусов). Такие подводки отличались, в основном, соединительными элементами [5]:

• с формованными утолщенными буртами на концах труб (рис. 2) для применения с накидными гайками;

• с наплавляемыми (литыми) утолщенными буртами на концах труб для применения с накидными гайками (рис. 3а) или с футорками (рис. 3б);

• с ниппельными соединительными узлами.

Рисунок 2. Подводка с формованным утолщенным буртом под накидную гайку

Рисунок 3 (подробнее)   Подводки с наплавляемыми (литыми) утолщенными буртами для применения с накидными гайками (а) с футорками (б) 1 – подводка из ПВД; 2 – футорка; 3 – муфта чугунная Dy = 15 мм; 4 – наплавленный бурт; 5 – резиновая прокладка; 6 – стальная труба Dy = 15 мм

Формование буртов для подводок, используемых в системах холодного водоснабжения, выполнялось на трубах из ПВД 12х2 и 12х2,5 мм (первые изготовлялись по ГОСТ 18599–83, вторые – по ТУ заводов-изготовителей). При ис-пользовании труб из ПВД 12х2,5 мм несколько улучшаются потребительские свойства подводок, т. к. уменьшаются допускаемый радиус изгиба и вероятность их перелома (перегиба). Однако при этом уменьшается внутренний диаметр подводок и увеличивается их гидравлическое сопротивление. Более целесообразно увеличение наружного диаметра подводок до 13,0–13,5 мм при сохранении внутреннего диаметра (8 мм), при этом возникает необходимость в увеличении диаметра проходного отверстия накидных гаек.

Накидные гайки изготовлялись из пластмасс (полиэтилена низкого давления, капрона, фенопластов) и металла (стали, чугуна, латуни). Пластмассовые, чугунные и латунные гайки изготовлялись методом литья (пластмассовые – литьем под давлением, стальные – точением и фрезерованием). В металлических гайках резьба нарезалась в готовой отливке или заготовке, в пластмассовых гайках она получалась в процессе литья за счет использования литьевых форм с соответствующей геометрией. Опыт изготовления подводок и их эксплуатации показал, что наилучшими потребительскими качествами обладают накидные гайки из латуни.

По разработкам ГУП «НИИМосстрой» (заведующий сектором лаборатории инженерного оборудования, канд. техн. наук Я. Б. Алескер), массовое изготовление таких гаек было налажено не только в Москве, но и на других территориях, например, в Самаре и в Московской области (Крупинский арматурный завод).

Латунные накидные гайки с наружным шестигранником под гаечный ключ 24 мм отливали в формах из литьевой латуни в чушках марки ЛСД (ГОСТ 1020–77Е с изм.), а затем нарезали внутреннюю трубную резьбу диаметром 15 мм длиной 11 мм на резьбонарезных станках-полуавтоматах. Использование латунных накидных гаек было включено в ТУ 400-28-169–85 «Подводки полиэтиленовые к водоразборной арматуре».

В тех случаях, когда использовались резьбовые пластмассовые соединительные детали – накидные гайки, футорки, пластмассовые распределительные коллекторы, их изготовляли литьем под давлением на серийно выпускаемых термопластавтоматах.

Для изготовления подводок применялись трубы типа Т (SDR = 8) из полиэтилена высокого давления с маркировкой «Питьевая». Трубы были изготовлены из гранулированного полиэтилена высокого давления (ГОСТ 16337–778 с изм.) марок 102-14 или 153-14 первого и высшего сортов, смешивание полиэтиленов разных марок и использование в качестве добавок вторичного сырья не допускалось.

Технология изготовления подводок с формованными буртами включала следующие технологические процессы:

• резку труб;

• нагрев и формование утолщенного бурта на одном конце заготовки (рис. 4);

• установку накидных гаек и втулок;

• нагрев и формование утолщенного бурта на другом конце заготовки.

Рисунок 4 (подробнее)   Фрагменты изготовления на подводках утолщенных буртов формованием а – установка трубной заготовки в устройство; б – отформованный бурт; 1 – труба; 2, 3 – верхняя и нижняя полуматрицы; 4 – пуансон; 5 – труба с отформованным буртом

Разметку и отрезку полиэтиленовых труб из бухт (длина отдельных подводок для труб диаметром 12 мм – от 0,3 до 3,0 м) проводили на специальном барабанном устройстве, оборудованном мерной линейкой, подвижным упором и приспособлением для отрезки. В качестве отрезного устройства иногда использовались подвижные ножницы гильотинного типа и стуловые ножницы. Концы труб отрезались строго перпендикулярно оси трубы и зачищались с целью удаления заусенцев.

Нагрев концов полиэтиленовых труб производился до температуры 115–125°С в ваннах с глицерином, гликолем и т. п. и в электронагревательных устройствах. Для получения качественных буртов температура и время нагрева не выходили за пределы установленных для используемого оборудования режимов (табл. 2).

Температура нагрева поддерживалась с помощью терморегуляторов. Нагретый конец трубы должен легко деформироваться от усилия рук и сохранять форму. Поэтому длина нагреваемых концов полиэтиленовых труб под формование утолщенных буртов принималась 14,5–15,5 мм.

Формование утолщенного бурта на конце полиэтиленовой трубы осуществлялось на стационарном устройстве с пневмоприводом, оборудованным зажимом и формующей оправкой. Формующие оправки имели подвижные упоры для установки необходимой длины формуемого конца трубы. Форма и габариты подводок всегда соответствовали рабочим либо монтажным чертежам.

Конфигурация подводок иногда включала гнутые участки. Для гнутья подводок использовались специальные шаблоны. Подлежащие гнутью участки подводок предварительно нагревались до температуры 100 °С. Нагрев осуществлялся с помощью электронагревательных устройств, горячей жидкости, воздуха. Продолжительность нагрева труб в жидкостной ванне (глицерин, гликоль) при температуре до 125 °С составляла от 14 до 15 с. Радиус гнутья подводок принимался в размере трех-четырех наружных диаметров трубы. Согнутые участки подводок охлаждали в фиксированном положении (в шаблонах) сжатым воздухом или водой до температуры 28–30 °С.

Втулки под накидные гайки, которые предусматриваются в конструкции подводок во избежание их продольного скручивания при монтаже, изготовлялись из латунной трубки (отбортовкой) или из листового проката толщиной 0,5 мм (штампование).

Подводки укомплектовывались прокладками, которые изготовлялись с использованием просечек из листовой резины (ГОСТ 17133–83), допускаемой к контакту с пищевыми продуктами.

Технология изготовления утолщенных буртов методом наплавления (литья под давлением) включала установку концов полиэтиленовых труб в пресс-форму термопластавтомата и последующее оформление буртов путем впрыска в нее дозированного расплавленного полиэтилена. Использовался гранулированный полиэтилен высокого давления (ГОСТ 16337–77Е с изм.) марки 102-14, первого и высшего сортов с диаметром гранул не более 5 мм. Изготовление подводок с литыми утолщенными буртами производилось на однопозиционных с цикловым программным управлением термопластавтоматах, предназначенных для литья термопластичных материалов под давлением 0,5 МН и 1 МН, а также на термопластавтоматах с объемом впрыска за цикл 63 и 125 см³. Оснасткой к термопластавтомату для прилива утолщенных буртов к концам труб из ПВД 12х2 мм служила разъемная многогнездная (6–24 гнезда) пресс-форма, состоящая из двух полуформ. Полуформы имеют полуцилиндрические гнезда, соответствующие размерам утолщенных буртов. В эти гнезда из цилиндра литьевой машины поступает жидкотекучая гомогенизированная масса расплава. Одна из полуформ, соединенная каналом с цилиндром, неподвижна. Другая полуформа подвижна и снабжена подпружинивающим устройством и направляющими стержнями (знаками). Знаки диаметром 8 мм и длиной 60–70 мм служат для установки на них до упора концов полиэтиленовых труб. Подпружинивающее устройство осуществляет отвод обойм с полуцилиндрическими гнездами от знаков, что позволяет осуществить съем с них готовых подводок.

Технологические режимы литья утолщенных буртов (табл. 3) для литьевых машин, на которых изготовлялись подводки, были отработаны ГУП «НИИМосстрой» совместно с филиалом № 1 (директор Е. А. Балашов, главный инженер В. В. Губанов, начальник технического отдела С. Д. Ширенин) объединения «Моссантехпром» (директор П. М. Зелиско).

Наибольшая производительность термопластавтоматов достигалась при использовании пресс-форм с 10–12 гнездами для термопластавтоматов с объемом впрыска за цикл 63 см³ и 20–24 гнездами для термопластавтоматов с объемом впрыска 125 см³.

Подводки с ниппельными соединительными узлами, которые изготовлялись по техническим условиям ТУ 400-2-383–87, разработанным ГУП «НИИМосстрой», и ТУ 6-49-0203534-11–88, разработанным НПО «Пластик» (зам. директора по науке В. В. Абрамов, заведующий лабораторией труб Р. Ф. Локшин), использовались при устройстве как холодных, так и горячих (при применении теплостойких труб) водопроводов. Для подводок с ниппельными соединительными узлами использовались бухты из теплостойких труб, облученные быстрыми электронами. Другие подводки, аналогичные первым, но в сборе, подвергались гамма-облучению.

Конструкция ниппельного соединения состоит из латунной накидной гайки, латунного ниппеля и обжимного кольца (медного, латунного, алюминиевого). Подводки изготавливали в следующей последовательности. На конец пластмассовой трубки надевали обжимное кольцо и сдвигали его от торца трубки на длину 2–3 мм. В отверстие трубки вставляли ниппель с предварительно надетой на него накидной гайкой. Затем на специальных станках (рис. 5), разработанных ГУП «НИИМосстрой» (заведующий лабораторией инженерного оборудования С. С. Бывшев) совместно с СКБ Мосстроя (директор В. И. Брусов, главный конструктор А. Г. Родионов) или специальной оснастки (матрица и пуансон) для стандартного прессового оборудования [6] производилось обжатие кольца (с усилием до 10 кН).

Рисунок 5. Станок конструкции ГУП «НИИМосстрой» – СКБ Мосстроя для изготовления подводок из полиэтиленовых труб с ниппельными соединительными узлами 1 – станина; 2 – оснастка; 3 – гидроцилиндр; 4 – агрегат с импреганатным насосом; 5 – масляный бак; 6 – гидроаппаратура; 7 – электрооборудование

В качестве уплотнителей между утолщенными буртами и отторцованными концами металлических резьбовых патрубков устанавливали круглые резиновые прокладки диаметром 18,5x8 мм (для подводок с формованными буртами и ниппельными соединительными узлами) и 18,5x12 мм (для подводок с наплавляемыми буртами). Резиновые прокладки имели толщину не менее 3 мм. Их изготовляли формованием из сырой резины на многогнездной плоской пресс-форме или вырубали (просечкой) из листовой резины.

Производство таких подводок было освоено Московским заводом по ремонту башенных кранов (директор В. А. Грачев).

Подводки с ниппельными соединениями были впервые смонтированы в санитарно-технических кабинах жилого 17-этажного дома серии П-3/17, строительство которого, включая сантехнику, произведено ДСК-3 (начальник О. С. Ширяев, зам. главного сантехника И. В. Отставнова) в Москве в микрорайоне Раменки. В течение последующей достаточно продолжительной (уже более 25 лет) эксплуатации выходов из строя подводок с ниппельными соединительными узлами не наблюдалось.

В заключение следует отметить, что положительные результаты московской практики изготовления и применения нескольких миллионов пластмассовых сантехнических подводок, подтвержденной надежной и длительной их эксплуатацией, могут быть с выгодой использованы на большинстве территорий Российской Федерации.

Литература

1. Ромейко В. С., Алескер Я. Б., Отставнов А. А., Устюгов В. А. и др. Трубы и детали трубопроводов. Проектирование трубопроводов // Справочные материалы. Пластмассовые трубы в строительстве. М., 1997.

2. Степанов А. Д., Алескер Я.Б. Применение полиэтиленовых водопроводных подводок в санитарно-технических кабинах: Сб. науч. трудов НИИМосстроя: Совершенствование технологии применения полимерных материалов в строительстве. М., 1984.

3. ТУ 2248-003-40279756–02. Подводка гибкая сантехническая для холодной и горячей воды.

4. Технический каталог «Веста Трейдинг». М., 2007.

5. Ромейко В. С., Алескер Я. Б., Отставнов А. А., Устюгов В. А. и др. Строительство трубопроводов. Эксплуатация и ремонт трубопроводов // Справочные материалы. Пластмассовые трубы в строительстве. М., 1997.

6. Алескер Я. Б., Ехлаков С. В. Монтаж пластмассовых санитарно-технических устройств. М., 1990.