Węzeł wodociągowy w ul. Bukowskiej w Poznaniu
Węzeł wodociągowy w ul. Bukowskiej w Poznaniu

Co to jest połączenie mechaniczne?

Połączenie mechaniczne to najprościej mówiąc połączenie dwóch elementów za pomocą łącznika np. śrub. Najczęściej spotykaną metodą mechanicznego łączenia w wodociągach i kanalizacji jest połączenie kołnierzowe.

W połączeniach możemy rozróżnić elementy łączone i łączniki. W naszym przypadku elementami łączonymi są rury, kształtki, armatura z kołnierzami, a łącznikami np. śruby.

Sieć wodociągowa lub kanalizacyjna składa się z wielu oddzielnych elementów w jakiś sposób ze sobą połączonych. Sposób połączenia zależy od rodzaju materiałów i kombinacji łączonych elementów
np.
rurociąg PEHD –rurociąg PEHD (połączenia zgrzewane doczołowo lub elektrooporowo),
rurociąg PEHD – rurociąg z żeliwa (łączniki rurowo-kołnierzowe),
rurociąg PEHD – zasuwa (tuleje z luźnym kołnierzem, kołnierze z kielichami wciskowymi)
i wiele innych.

Rysunek. Projekt wykonawczy przykładowego węzła wodociągowego (Opracowanie własne na podstawie bloków armatury i kształtek Fabryki Armatury Hawle Spółka z o.o.).
Rysunek. Projekt wykonawczy przykładowego węzła wodociągowego (Opracowanie własne na podstawie bloków armatury i kształtek Fabryki Armatury Hawle Spółka z o.o.).

Połączenia kołnierzowe są wykonywane przez zastosowanie płaskiej uszczelki pomiędzy płaszczyznami przylgowymi. Kołnierz może stanowić:

– uformowany fragment elementu łączonego,

– luźny kołnierz nałożony na tuleję,

– kołnierz do przyspawania.

Montaż armatury w przepompowni ścieków sanitarnych za pomocą luźnych kołnierzy
Montaż armatury w przepompowni ścieków sanitarnych za pomocą luźnych kołnierzy

Zgodnie z ogólnymi wytycznymi i sztuką budowlaną w węzłach stosuje się połączenia kołnierzowe na ciśnienie robocze 1,0 MPa (PN10) lub 1,6 MPa (PN16).

 Podstawowym kryterium wyboru rodzaju połączenia rurociągu z rurociągiem lub rurociągu z armaturą jest łatwa eksploatacja (możliwość łatwego demontażu i ponownego montażu) oraz bezawaryjna praca. Duże znaczenie ma cena materiału rurociągu oraz wszystkich łączników do połączeń sieci z kształtkami i armaturą.

 Najczęściej połączenia kołnierzowe w wodociągach i kanalizacji stosuje się w przypadku konieczności zamontowania armatury np. zasuwy odcinającej lub większych kształtek.

5 powodów dlaczego stosujemy różne połączenia mechaniczne:

 Sieci wodociągowe i kanalizacyjne projektowane są z różnych materiałów o innych właściwościach.

  1. Technologia obiektu wymaga zastosowania innych technologii łączenia.
  2. Musimy zapewnić możliwość właściwej eksploatacji obiektów: możliwość montażu, demontażu lub wymiany sieci i armatury.
  3. Musimy zapewnić możliwość prefabrykacji rurociągów i montażu elementów składowych na budowie.
  4. Musimy zapewnić możliwość rozbudowy sieci, montażu armatury odcinającej i zaporowej.

 

Rodzaje połączeń mechanicznych rozłącznych:

 – połączenia kołnierzowe (połączenie dwóch kołnierzy za pomocą śrub; kołnierze mogą być luźne lub stałe; uszczelnienie stanowi uszczelka),

– połączenia gwintowane (stosowane do średnicy DN50; stosowane zazwyczaj przy połączeniu zasuwy odcinającej z opaską do nawiercania na sieci wodociągowej),

– połączenia kielichowe (bosy koniec rury wkładamy do kielicha drugiej rury, szczelność zapewnia uszczelka gumowa),

– połączenia rowkowane (zapewniają elastyczne i szybkie łączenie dwóch rurociągów stalowych; zapewniają wytrzymałość na wysokie ciśnienia; połączenia rowkowane stosowane są zazwyczaj w obiektach sieciowych jak pompownie przeciwpożarowe – fot. 1),

– połączenia wciskowe (stosowane najczęściej w zakresie małych średnic na przyłączach wodociągowych do budynków mieszkalnych np. system ISO Hawle),

– połączenia skręcane (stosowane najczęściej w zakresie małych średnic na przyłączach wodociągowych do budynków mieszkalnych np. system Hawle FIT).

 

Fot. 1. Połączenie rowkowane rurociągów w pompowni przeciwpożarowej.
Fot. 1. Połączenie rowkowane rurociągów w pompowni przeciwpożarowej.

  Połączenia kołnierzowe rur żeliwnych z armaturą

 Rury żeliwne ciśnieniowe wykonywane są w systemie połączeń kołnierzowych lub kielichowych. Armaturę podziemną montujemy analogicznie w ten sam sposób.  Zasady połączeń rurociągów żeliwnych w sieciach wodociągowych określa norma  PN-EN: 545-2010 „Rury, kształtki i wyposażenie z żeliwa sferoidalnego oraz ich złącza do rurociągów wodnych”.

Natomiast kołnierze żeliwne i ich owiercenie wykonuje się wg normy PN-EN 1092-2:1999 „Kołnierze i ich połączenia. Kołnierze okrągłe do rur, armatury, łączników i osprzętu z oznaczeniem PN. Kołnierze żeliwne”.

Stosowane metody połączeń rur żeliwnych:

  1. Połączenia kołnierzowe z uszczelką (łączniki kołnierzowe), zabezpieczone oraz niezabezpieczone przed wysunięciem.
  2. Połączenia kielichowe z uszczelką.

Połączenia kołnierzowe rur stalowych z armaturą

 Kołnierze stalowe wykonuje się zgodnie  z normą PN-EN 1092-1+A1:2013-07 – wersja angielska  (wersja polska PN-EN 1092-1:2010: Kołnierze i ich połączenia — Kołnierze okrągłe do rur, armatury, kształtek, łączników i osprzętu z oznaczeniem PN — Część 1: Kołnierze stalowe). Rury stalowe łączymy przez spawanie. Armaturę łączymy kołnierzowo.

Stosowane metody połączeń rur stalowych:

  1. Połączenia kołnierzowe z uszczelką (łączniki kołnierzowe), zabezpieczone oraz niezabezpieczone przed wysunięciem.
  2. Połączenia spawane

Połączenia kołnierzowe rur PVC z armaturą

Rury PVC wykonywane są jako kielichowe. Montaż wykonujemy przez wsunięcie bosego końca rury w kielich stanowiący fragment łączonej rury. Armaturę zamawiamy z kołnierzem lub kielichem (w zależności od technologii zaprojektowanej przez projektanta lub wytycznych Przedsiębiorstwa Wodociągów i Kanalizacji). Obecnie na rynku dostępny jest cały typoszereg armatury do montażu z rurociągami ciśnieniowymi PVC. Dostępne są zasuwy obustronnie kołnierzowe, obustronnie kielichowe lub kielichowo-kołnierzowe.

Stosowane metody połączeń rur PVC:

  1. Połączenia kołnierzowe z uszczelką (łączniki kołnierzowe z kielichem wciskowym),
  2. Połączenia kielichowe z uszczelką.

Przykład zastosowania:

Montaż hydrantu przeciwpożarowego za pomocą łuku kielichowo-kołnierzowego ze stopką.

Rys. Łuk kielichowo-kołnierzowy 90° ze stopką firmy Hawle Nr kat. 0292.
Rys. Łuk kielichowo-kołnierzowy 90° ze stopką firmy Hawle Nr kat. 0292.

 

Połączenia kołnierzowe rur PEHD z armaturą

W przypadku rur PEHD w praktyce stosuje się dwa rodzaje połączeń mechanicznych rurociągu z armaturą:

– montaż armatury za pomocą tulei polietylenowej z luźnym kołnierzem (fot. 2); tuleje możemy połączyć z rurociągiem doczołowo lub elektrooporowo,

Fot. 2. Tuleja do zgrzewania z luźnym kołnierzem. W powyższym przykładzie wykonano połączenie doczołowe łączonych elementów.
Fot. 2. Tuleja do zgrzewania z luźnym kołnierzem. W powyższym przykładzie wykonano połączenie doczołowe łączonych elementów.

– montaż armatury za pomocą łączników rurowo-kołnierzowych.

Rys. Kołnierz do rur PE i PVC System 2000 firmy Hawle Nr kat. 0400. Kielich wciskowy do połączenia wytrzymałego na rozciąganie.
Rys. Kołnierz do rur PE i PVC System 2000 firmy Hawle Nr kat. 0400. Kielich wciskowy do połączenia wytrzymałego na rozciąganie.

Poniżej przedstawiam pomocną tabelę przy doborze kołnierzy i armatury. Producenci w standardzie wykonują kołnierze na ciśnienie PN10 zgodnie z normą PN-EN 1092-2. Przed zamówieniem materiałów należy bezwzględnie sprawdzić na jakie ciśnienie został wykonany kołnierz.

Zgodnie z normą PN-EN 1092-2 wymiary kołnierzy dla ciśnienia PN10 należy stosować jak dla ciśnienia PN16. Różnice dla PN16 zaczynają się od średnicy DN200.

 

Tabela: Połączenia kołnierzowe i owiercenie kołnierzy żeliwnych zgodnie z normą PN-EN 1092-2:

Tabela: Połączenia kołnierzowe i owiercenie kołnierzy żeliwnych zgodnie z normą PN-EN 1092-2:
Tabela: Połączenia kołnierzowe i owiercenie kołnierzy żeliwnych zgodnie z normą PN-EN 1092-2:

Oznaczenia
D – średnica zewnętrzna,
K – średnica podziałowa,
d – średnica otworu na śruby.

Uwagi
MATERIAŁ KOŁNIERZY: żeliwo sferoidalne zgodne z PN-EN 545:2010
Wymiary całkowite kołnierzy zgodnie z normą PN-EN 1092-2:1999 „Kołnierze i ich połączenia. Kołnierze okrągłe do rur, armatury, łączników i osprzętu z oznaczeniem PN. Kołnierze żeliwne”.
Zakres średnic w artykule podano do DN1000. W normie określono wymagania dla całego zakresu średnic, łącznie od DN10 do DN2000.

Opracował:
mgr inż. Adam Masłowski przy współpracy z  Fabryką Armatury Hawle Spółka z o.o. (udostępnienie biblioteki armatury i kształtek w dwg).

Źródła:
Katalog techniczny www.hawle.pl
Książki, normy i wytyczne:
Opracowanie zbiorowe – Wodociągi i kanalizacja. Poradnik
Jarosław Chudzicki, Stanisław Sosnowski – Instalacje Wodociągowe – projektowanie, wykonanie, eksploatacja.
Wymagania techniczne COBRTI INSTAL Zeszyt 3. „Warunki Techniczne wykonania i odbioru sieci wodociągowych”
PN-EN 1092-2:1999 „Kołnierze i ich połączenia. Kołnierze okrągłe do rur, armatury, łączników i osprzętu z oznaczeniem PN. Kołnierze żeliwne”.

2 KOMENTARZE

  1. Dzień dobry Panie Adamie. Jestem pod wrażeniem pracy jaką Pan wykonuje na tym portalu, z zaciekawieniem czytam kolejne pojawiające się artykuły. Szczególnie bliski jest mi temat wodociągów i kanalizacji. Mimo, że posiadam sporą wiedzę na ich temat, od Pana wciąż można się czegoś nowego nauczyć. Liczę na kolejne, nowe, interesujące artykuły! Pozdrawiam.

ZOSTAW ODPOWIEDŹ

Please enter your comment!
Please enter your name here