Наиболее частой задачей при прокладке газо- и водопроводов является подключение новых потребителей к существующему или вновь прокладываемому пластиковому трубопроводу. И если во втором случае задача упрощается возможностью использования редукционных тройников или электросварных седловых отводов, то подключение потребителя к рабочему трубопроводу под давлением становится сложной проблемой. Отключение подачи воды или газа всем потребителям на этом трубопроводе для приваривания тройника или седлового отвода с его последующей врезкой никого не обрадует. Кроме того, после присоединения отвода к магистральному трубопроводу необходимо установить запорную арматуру, а для этого нужно предусмотреть и установить колодец для управления и обслуживания арматуры, что так же добавляет свои сложности и лишние финансовые затраты. К тому же для эксплуатационной и аварийной служб важно иметь возможность дистанционного управления подачей газа или воды потребителю, особенно в случае органиченного доступа на его территорию.

В этом случае на помощь приходит подземная бесколодезная запорная арматура из полиэтилена. Компания Georg Fischer предлагает два варианта подключения запорной арматуры и врезки в трубопровод под давлением без его отключения.

1 вариант: седловой отвод с поворотной на 360 головной частью + шаровой кран

Электросварной седлочный отвод с поворотной головной частью устанавливается на любом отрезке полиэтиленовой трубы (за исключением сварных швов и мест пережима трубопровда) диаметром от 63 до 400 мм. Перед установкой седлового отвода важно качественно подготовить поверхность трубы в зоне сварки (убрать чрезмерную овальность трубы, зачистить поверхность трубы от оксидного слоя на глубину не менее 0,2 мм, обезжирить, и пр.), так как именно подготовка магистральной трубы в основном обеспечивает надежность работы всего узла.

Конструкция седлового отвода позволяет устанавливать его как сверху на магистральную трубу, но тогда ось отводного трубопровода должна быть выше оси магистрального, так и сбоку магистрали и в этом случае оси отводного и магистрального трубопроводов совпадают. После подготовки поверхности магистрали следует установить седловой отвод и зафиксировать его на трубе в нужном положении либо с помощью ответной части и винтов (до d250 мм), либо с помощью специального прижимного комплекта (TopLoad 400). Во избежание отрыва после сварки седлового отвода без ответной части (> d280 мм) запрещается использовать для прижатия и фиксации подручные материалы и приспособления, такие как грузовые ремни, деревянные бруски и электрические кабели, стальную проволоку и пр. Конструкции седловых отводов разных производителей и разных типов имеют серьёзные отличия и попытка фиксации седловых отводов с неправильным распределением усилий прижатия приведет как минимум к неравномерной площади сварочной зоны, а обычно – к отрыву седелки.

После фиксации седелочного отвода необходимо сориентировать положение выходного патрубка головной части соосно с отводным трубопроводом. При этом частой проблемой подключения отводного трубопровода является его неперпендикулярность к оси магистрального и в этом случае широко распространенные литые седелки с перпендикулярным неподвижным отводом потребуют дополнительных действий: изгиб отводного трубопровода при малых углах отклонения, либо установка дополнительных отводов, что, однако, не поможет если угол между магистралью и отводом значительно отличается от 45°. В этом случае поворотная головная часть является наиболее действенным и универсальным решением, так как она может поворачиваться на 360° и фиксироваться при любом угле поворота. Затем головную часть фиксируют встроенными в седловой отвод винтами и производится сварка, во время которой одновременно сваривается и седелочная часть с магистральной трубой, и головная часть с седелкой. Чтобы убедиться в качестве сварки рекомендуется перед врезкой в трубопровод проводить опрессовку со стороны выходного патрубка. Потратив дополнительно 15-30 минут, можно избежать проблем по восстановлению целостности трубопровода и появления утечек из-за низкого качества сварки в результате нарушений технологии сварки седелочного отвода с магистральным трубопроводом.

Убедившись в качестве сварного соединения, к выходному патрубку головной части с помощью муфт с закладным нагревателем приваривается шаровой кран. Диаметр выходного патрубка составляет от 20 до 63 мм, что позволяет производить подключение потребителей в широком диапазоне планируемого расхода воды или газа. Шаровой кран имеет длинные соединительные патрубки из полиэтилена ПЭ100, что в случае каких-либо ошибок при сварке позволяет повторно приварить кран, отрезав некачественно сваренную муфту с ЗН. Шаровой кран изготовлен полностью из пластиковых материалов, поэтому он не боится коррозии, имеет малый вес и небольшие габариты, для его монтажа не нужны фланцевые или резьбовые соединения, а значит и не требуется обслуживание. Именно благодаря этим свойствам шаровые краны можно устанавливать как в колодцах, так и безколодезным способом непосредственно в грунте. Для изменения рабочего положения кранов с поверхности земли потребуются удлинители ключа, например телескопические, которые позволяют управлять шаровыми кранами, находящимися на глубине от 0,75 до 2,5 метров.

После соединения всех элементов узла и сварки их между собой проводится врезка в магистральную трубу с помощью встроенного в головную часть коронного сверла. Форма режущих кромок сверла позволяет производить прорезание отверстия в трубе без образования стружки, что очень важно, так как стружка могла бы попасть в запорно-регулирующую арматуру, датчики, фильтры, а это в свою очередь могло бы вызвать нарушения в работе отводного трубопровода или даже поломку отдельных узлов. В нашем случае коронное сверло прорезает стенку без образования стружки, а вырезанный диск диаметром 32 мм остаётся в зажатом состоянии внутри сверла. Конструкция сверла исключает малейшую возможность выпадения вырезанного диска, обеспечивая тем самым безопасность врезки как без давления, так и под давлением. Выкручивая после врезки коронное сверло в крайнее верхнее положение, тем самым полностью освобождается проход в отводной патрубок и потоку воды или газа ничто не препятствует.

Большим преимуществом шарового крана является быстрое управление: угол поворота составляет 90°, а так же визуальный контроль текущего положения крана, благодаря цветной шкале на штоке удлинителя. С другой стороны, быстрота открытия шарового крана может стать значительным недостатком в случае использования в отводном газопроводе автоматического клапана чрезмерного потока. Этот клапан («газ-стоп», отсечной клапан) позволяет аварийно отключать подачу газа в отводной трубопровод в случае его повреждения в результате строительных или земляных работ, срабатывая при резком увеличении скорости потока газа. Поэтому быстрое повторное включение потребителя газа с помощью шарового крана будет вызывать резкое изменение потока газа в отводном трубопроводе, и, как следствие, срабатывание защитного клапана.

2 вариант: седловой отвод с клапаном для врезки под давлением

В данном варианте узла используется тот же седловой отвод, что и в первом варианте, но на этом сходство и заканчивается. Головная часть во втором варианте является симбиозом запорной арматуры и устройства для врезки. Головная часть содержит в себе латунную гильзу с внутренней резьбой, по которой под действием штока двигается латунный патрон с зафиксированным на нём удлинённым коронным сверлом из нержавеющей стали. Форма зубцов сверла позволяет производить врезку без образования стружки и вырезанный диск диаметром 32 мм остаётся внутри коронного сверла. Кроме способности прорезания трубы данное сверло имеет уплотнительное кольцо, которое при полном вкручивании сверла плотно прижимается к седлу на внутренней стороне латунной гильзы и тем самым герметично перекрывает поток воды или газа в отводной патрубок.

В отличие от шарового крана, которому требуется не реже 1 раза в год производить 2 – 3-х кратное открывание-закрывание для исключения прилипания резиновых уплотнительных манжет к шару, клапаны с врезкой не нуждаются в подобных сервисных операциях. Продольное движение патрона относительно седла и свойства уплотнительного кольца исключают их взаимное прилипание.

При подземной бесколодезной установке клапан используется вместе с телескопическим удлинителем ключа, позволяющим управлять им на глубине до 3 м. При этом, для полного открытия или закрытия клапана потребуется совершить до 28 оборотов ключа. С одной стороны это потребует намного больше времени, чем для управления шаровым краном, но с другой стороны управление потоком будет более плавным и без резких скачков давления. К тому же, в отличие от шарового крана момент вращения ключа на клапане намного меньше, чем у шарового крана.

Помимо остальных различий можно отметить количество соединений в том и ином узле для врезки. Если в первом варианте количество сварных соединений 3 (труба – седловой отвод, седловой отвод – головная часть, головная часть – шаровой кран), то во втором случае соединений только 2 (труба – седловой отвод, седловой отвод – головная часть), что повышает надёжность работы всего узла в целом.

Сравнение двух вариантов врезки:

Седелочный отвод с поворотной на 360° головной частью с приваренным ПЭ шаровым краном	Седелочный отвод с поворотным на 360° клапаном для врезки под давлением
Диаметры магистральной трубы: 63 ... 400 мм	Диаметры магистральной трубы: 63 ... 400 мм
Диаметры отводной трубы:20, 25, 32, 40, 63 мм	Диаметры отводной трубы: 32, 40, 50, 63 мм
Угол между магистралью и отводом: 360°	Угол между магистралью и отводом: 360°
Диаметр вырезанного отверстия: 32 мм	Диаметр вырезанного отверстия: 32 мм
Длина телескопического штока: 0,75 ... 2,75 м	Длина телескопического штока: 0,75 ...2,70 м
Угол управления краном: 0 ... 90°	Угол управления клапаном: многооборотный
Количество соединений в узле: 3	Количество соединений в узле: 2
Установка отсечного газового клапана: возможна	Установка отсечного газового клапана: возможна
Высокая скорость управления потоком	Низкая скорость управления потоком
Универсальность установки седлочного отвода	Установка на трубу только сверху
Необходимость периодичного управления краном	Не требует периодического управления клапаном

Юрий Яковлев, Представительство Georg Fischer Piping Systems Ltd.