Rodzaje połączeń mechanicznych w wodociągach i kanalizacji

Kursy specjalistyczne

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.

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.

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),

Akademia Projektanta Instalacji Sanitarnych

– 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).

  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.

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,

– montaż armatury za pomocą łączników rurowo-kołnierzowych.

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:

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”.