Сварка полиэтиленовых труб

Методы сварки полиэтиленовых труб

Полиэтиленовые трубы для устройства системы водопровода используются все чаще благодаря свойствам материала. Основными характеристиками полиэтилена являются пластичность, прочность, устойчивость к агрессивным средам (для туб из полиэтилена низкого давления ПНД) и инертность к перепадам температур. Именно поэтому напорные полиэтиленовые элементы пригодны для монтажа наружной части системы водоснабжения или газопровода частного дома. А для соединения магистрали в единое целое используется сварка полиэтиленовых труб.

Как выполняется соединение трубных элементов из ПЭ (полиэтилена) своими руками, разбираем в материале ниже.

Типы соединений труб из ПЭ

Сварка полиэтиленовых труб

Полиэтиленовые трубы можно соединять в единую магистраль при помощи разных способов

Полиэтиленовые трубы можно соединять в единую магистраль при помощи разных способов. При этом каждый из них пригоден для конкретных условий.

  • Так, стыковка туб из ПНД при помощи фитингов и муфт (раструбная сварка) используется в основном для устройства внутренней части системы водопровода в доме.
  • Монтаж трубопровода своими руками с помощью стыковой сварки. Этот способ используется для монтажа протяженного участка коммуникации наружного назначения. При этом трубы можно укладывать и по поверхности грунта, и в траншею с последующим закрытием их грунтом.
  • Электромуфтовая сварка. Этот способ соединения туб из ПНД производят с помощью специальных пластиковых муфт со встроенными в них спиральными элементами, которые нагреваются в результате подачи тока к ней.

Рассмотрим подробнее каждый из способов.

Рекомендации для правильной сварки труб ПЭ

Сварка полиэтиленовых труб

Полиэтиленовые трубы можно сваривать при помощи специального оборудования, именуемого паяльником

Полиэтиленовые трубы можно сваривать при помощи специального оборудования, именуемого паяльником. При этом существует ряд определенных правил, которые позволят сделать соединение элементов ровным, качественным и герметичным.

Требования выглядят следующим образом:

  • Перед выполнением работ стоит изучить характеристики ПНД для каждой трубы и убедиться из сертификатов об их соответствии. В противном случае тубы просто не состыкуются в единую герметичную конструкцию.
  • Внутренний просвет туб (диаметр) должен быть идентичным у каждого отреза, предназначенного для монтажа коммуникации.
  • Концы труб из ПЭ перед сваркой своими руками необходимо очистить от пыли и грязи, а также обезжирить.
  • Процедуру сварки нужно выполнять только в сухом прогреваемом помещении, в котором исключены сквозняки и повышенная влажность.
  • После стыкования двух элементов из ПЭ следует избегать любой подвижности магистрали до полного остывания трубопровода, чтобы не допустить нарушения просвета коммуникации.
  • К тому же стоит укрывать сварочный шов от прямого попадания солнечных лучей.

Важно: концы туб, с противоположной стороны от свариваемых, следует надежно закрывать для предотвращения попадания в просвет холодного воздуха. Низкая температура способна нарушить технологию сварки труб из ПНД.

Сварка в раструб (муфтовая)

Сварка полиэтиленовых труб

Соединение труб с помощью муфт и фитингов показано для труб из ПНД диаметром до 63 мм

Соединение труб с помощью муфт и фитингов показано для труб из ПНД диаметром до 63 мм. Для этих целей используют ручной бытовой паяльник (сварочный аппарат). Тубы ПЭ большего диаметра сваривают с помощью механического аппарата промышленного.

Важно: перед выполнением раструбной сварки необходимо запастись нужным количеством фитингов плюс небольшой запас на случай брака в работе.

Для проведения раструбной сварки кроме паяльника нужно подготовить труборез и рулетку.

Работу по сварке ПНД туб выполняют таким образом:

  • Сварочный аппарат устанавливают на платформу и надёжно закрепляют его. На нагревательную поверхность крепят насадки нужного диаметра при помощи специального ключа. Сварочный аппарат устанавливают на нужную температуру. Для труб из ПЭ (полиэтилена) она должна быть 220-230 градусов.
  • Подготовленные к сварке детали надевают на насадки и удерживают до качественного прогревания пластика. Как правило, это 5-7 секунд.
  • После того как детали прогрелись, необходимо не спеша, но до упора соединить два элемента и удерживать их в таком состоянии не менее 10 секунд, чтобы фитинг и труба не изменили своего сваренного положения.
  • После таких манипуляций внутренний просвет трубы остаётся гладки и герметичным, а полимер, обработанный сварочным аппаратом, образует единое целое.

Важно: следует избегать чрезмерного перегрева труб. Иначе при соединении двух элементов пластик просто сложится в гармошку, что нарушит и внутренний просвет труб, и качество соединения.

Совет: после выполнения каждой процедуры сварки нужно обязательно счищать плавленый полимер с тефлоновой поверхности насадок. Иначе он будет мешать следующему процессу сварки. Причём снимать пластик нужно исключительно деревянным шпателем. Так можно сохранить тефлон целым и невредимым. Убирать пластик в холодном виде и металлическими предметами запрещено.

Стыковая сварка

Сварка полиэтиленовых труб

Стыковую сварку выполняют при помощи специального оборудования с механическим или гидравлическим приводом

Сваривать трубы ПНД своими руками можно и встык. Стыковую сварку выполняют при помощи специального оборудования с механическим или гидравлическим приводом. Такой сварочный аппарат позволит состыковать два элемента туб до полного и плотного соединения. Самыми востребованными аппаратами считаются те, которые имеют программное управление. Подобное оборудование отличается полной автоматизацией и возможностью контролировать процесс сварки без вмешательства оператора в плане физических усилий.

Перед выполнением работ своими руками следует отобрать трубы ПНД с едиными техническими характеристиками. Желательно сваривать тубы даже из одной партии. Поскольку здесь соединение полимера происходит на молекулярном уровне, то такой подход позволит сделать сварочный шов более герметичным и надежным.

Важно: для стыковой сварки пригодны тубы, толщина стенок которых не менее 5 мм, а диаметр превышает 50 мм.

Принцип стыковой сварки заключается в нагревании концов трубы на специальной пластине. После плавления ПЭ пластину между концами двух свариваемых труб убирается и происходит механическое сжатие элементов до полного перемешивания и спаивания полимера. После чего трубам нужно дать полностью остыть.

Важно: при разметке туб и их резке стоит брать во внимание техническое уменьшение длины трубы после сварки. Для того чтобы правильно высчитать коэффициент сокращения длины, можно воспользоваться данными ниже:

  • Так, для труб сечением 20 мм длина плавления (глубина сварки) составит 14,5 мм;
  • Элементы 25 мм — 16 мм;
  • Для туб диаметром 32 мм — 18 мм;
  • Для туб сечением 40 мм — 20 мм;
  • Трубы с диаметром 50 мм — 23 мм.

Сварка электромуфтовая

Сварка полиэтиленовых труб

Такой способ сварки применим для соединения туб с разной толщиной стенок, с различными диаметрами или для монтажа систем канализации

Сварка полиэтиленовых труб электромуфтовым способом используется в том случае, если магистраль монтируется в ограниченном пространстве, где мастер не имеет возможности передвигаться свободно. Кроме того такой способ сварки применим для соединения туб с разной толщиной стенок, с различными диаметрами или для монтажа систем канализации.

Электромуфтовая сварка полиэтиленовых труб считается самой дорогостоящей, но при этом соединения, полученные таким способом, пригодны для эксплуатации при давлении 16 атм. Работа по стыковке туб таким методом выполняется с использованием специальных муфт, в конструкции которых имеется нагревательный спиральный элемент.

Сварка выполняется таким образом:

  • В первую очередь подготавливают все необходимые отрезы труб с их обязательным обезжириванием и очисткой от грязи, пыли. Таким же образом обрабатывают и внутреннюю часть электромуфты. Желательно в этих целях использовать специальные салфетки, пропитанные спиртовым летучим веществом.
  • Концы свариваемых труб следует освободить от производственной окиси методом механической зачистки. При этом те же концы следует ровно обрезать, чтобы соединение было максимально плотным и предотвращало протекание пластика вовнутрь туб.
  • Трубы помещают в позиционер и надевают на стык электромуфту. Концы труб с противоположной стороны магистрали на момент выполнения сварки своими руками следует закрыть, чтобы избежать теплопотерь.
  • К выводам надетой электромуфты подводят электрический ток и доводят процесс до плавления ПЭ-трубы и качественного её соединения.

Важно: сваренная таким образом ПНД труба должна оставаться недвижимой до полного остывания. Иначе есть риск нарушить геометрию сварного шва.

Контролируем качество работ

Сварка полиэтиленовых труб

Сварка полиэтиленовых труб — дело хоть и не сложное, все же требует тщательного контроля над качеством сварного шва

Сварка полиэтиленовых труб — дело хоть и не сложное, все же требует тщательного контроля над качеством сварного шва. Поскольку полимер имеет повышенную вязкость при плавлении, то и шов может получиться не всегда ровным. Поэтому при выполнении работ следует внимательно осматривать результаты:

  • Полученный сварной шов должен быть приблизительно ровным. Исключается чрезмерная впалость или выпусклость шва.
  • Сам шов не должен критично смещаться относительно уровня магистрали в целом. Смещение вовнутрь (прогиб) допустимо в пределах 10% от толщины стенок свариваемой тубы. Выпуклость допускается в пределах 2,5 мм для трубы со стенками 5 мм. Для толщины стенок тубы 6-20 мм допускается толщина выпуклости в пределах 5 мм.

Соответствие этим параметрам контроля позволит получить рабочую и правильно сваренную магистраль, которая прослужит не одно десятилетие.

Сварка полиэтиленовых труб, виды сварки

Хорошая свариваемость полиэтиленовых труб определила широкое их распространение. С помощью сварки полиэтиленовые трубы соединяются между собой и фасонными частями. При строительстве полиэтиленовых трубопроводов выделяют два вида сварки, а именно сварка встык и сварка с помощью элементов с закладными электронагревателями (электромуфтовая сварка ).

Метод сварки встык

Данный метод позволяет соединять полиэтиленовые трубы сварным швом при помощи специального оборудования для сварки в стык. Сварной шов (или «стык9raquo;) равен по прочности на разрыв самой Сварка полиэтиленовых труб полиэтиленовой трубе. Сваркой нагретым инструментом соединяют ПЭ трубы диаметрами от 50 мм до 1600 мм включительно. Стандартные технологические режимы сварки рассчитаны на работы при температуре воздуха от -10 о С до +30 о С. Если температура воздуха на улице выходит на рамки стандартных температурных интервалов, то сварку полиэтиленовых труб необходимо проводить в укрытие, для соблюдения технологических параметров.
Сварку напорных ПНД труб встык разделяют на два основных этапа: подготовительные работы и непосредственно сама сварка.
Подготовительный этап включает в себя:

  • проверку работоспособности и подготовку к работе сварочного оборудования,
  • подготовку места для размещения сварочного оборудования,
  • выбор необходимых параметров для сварки,
  • закрепление ПЭ труб и центровка в зажимах сварочного аппарата,
  • механическую обработку торцов свариваемых поверхностей у труб или деталей.

При подготовке оборудования подбираются вкладыши и зажимы, соответствующие диаметру свариваемой трубы. Рабочие поверхности нагревателя и инструмента для обработки ПЭ труб должны быть очищены от грязи и пыли. Работоспособность оборудования проверяется при визуальном осмотре узлов и комплектующих сварочного аппарата, а также при контрольном включении. У сварочной машины проверяют плавность хода подвижного зажима центратора и работу торцевателя. Размещение сварочного оборудования производят на заранее подготовленной и расчищенной площадке или трассе трубопровода после складирования на ней ПЭ труб. Если необходимо, то место сварки защищают при помощи тентов, чтобы оградиться от атмосферных осадков, песка и пыли. В сырую погоду рекомендуется устанавливать сварочное оборудование на деревянные щиты. А свободный конец полиэтиленовой трубы рекомендуется закрывать инвентарными заглушками для предотвращения сквозняка внутри трубы во время сварки.

Сварка полиэтиленовых труб

Сварка полиэтиленовых труб

Сварка полиэтиленовых труб

Сборку свариваемых напорных ПНД труб и деталей, включающую установку, центровку и закрепление свариваемых концов, производят в зажимах центратора сварочной машины. Зажимы сварочного аппарата для ПЭ труб стягивают так, чтобы предотвратить проскальзывание труб и устранить, в пределах возможного, овальность на торцах. При сварке ПЭ труб большого диаметра встык, так как они обладают достаточно большим собственным весом, под свободные концы подставляют опоры, чтобы выровнять трубу и не дать возможности смещения свариваемого конца трубы.
Последовательность проведения процесса сварки:

  • вначале замеряют усилие необходимое для перемещения подвижного зажима с закрепленной трубой,
  • устанавливают между торцами труб нагреватель, разогретый до необходимой температуры,
  • проводят процесс оплавления, прижимая торцы ПЭ труб к нагревателю, создавая необходимое давление,
  • торцы сдавливают некоторое время (по технологии сварки для данной полиэтиленовой трубы) до появления первичного грата высотой от 0,5 до 2,0 мм,
  • после появления первичного грата снижают давление и выдерживают его в течении времени, необходимого для прогрева торцов труб,
  • после окончания процесса прогрева отводят подвижный зажим центратора на 5-6 см назад и удаляют нагреватель из зоны сварки,
  • после удаления нагревателя сводят концы полиэтиленовых труб до соприкосновения, создавая давление необходимое для осадки,
  • давление осадки выдерживают в течении времени, необходимого для остывания стыка, а после проводят визуальный контроль полученного сварного шва по размерам и конфигурации наружного грата,
  • после маркируют полученный сварной шов.

Сварка полиэтиленовых труб

Сварка ПЭ труб с помощью элементов с закладными электронагревателями

Электромуфтовая сварка полиэтиленовых труб позволяет Сварка полиэтиленовых труб получить, как и при сварке встык, качественное неразъемное соединение, ее используют для соединения ПЭ труб диаметром от 20 мм и выше, независимо от толщины стенки. При этом способе соединения труб, сварочные работы производятся при температуре воздуха от -10 0 С до +30 0 С. При более широком интервале температур сварочные работы следует выполнять в укрытии, для соблюдения заданного температурного интервала. Сварка ПЭ труб состоит из подготовительных работ и собственно сварки деталями с закладными нагревателями (ЗН).
Подготовительные работы включают в себя:

  • подготовку и проверку сварочного оборудования,
  • подготовка места сварки и размещение сварочного оборудования,
  • выбор необходимых параметров сварки (закладываются в зависимости от производителя и используемого электросварного фитинга ),
  • удаление оксидного слоя,
  • закрепление и центровка труб и деталей в зажимах позиционера,
  • протирка поверхностей свариваемых труб и деталей с ЗН.

Сварка полиэтиленовых труб Перед сборкой и началом сварки концы свариваемых ПЭ труб и соединительных деталей тщательно очищаются и протираются от всех загрязнений. Концы свариваемых труб обязательно должны быть ровно обрезаны, дабы избежать замыкания витков спирали и предотвратить вытекание расплавленного материала внутрь трубы. Затем производят механическую обработку концов трубы при помощи зачистных оправок или скребков для того, чтобы отчистить их от загрязнений и удалить оксидный слой. Неполное удаление оксидного слоя (оксидный слой образуется на поверхности трубы после ее производства) может привести к неоднородному или негерметичному сварному соединению. Как правило снимается стружка на глубину от 0,1-0,2 мм. Детали с ЗН Сварка полиэтиленовых труб механической обработки не подвергаются из-за возможности повредить нагревательную спираль. Затем снимается фаска с внешнего ребра трубы для облегчения одевания муфты. Закрепление ПЭ труб в позиционере позволяет отцентрировать, устранить овальность и свести на нет возможные смещения труб во время сварки. Несмотря на возможные стесненные условия, необходимо полностью защитить сварное соедининение от попадание пыли и грязи, песка и т.д. Для этого после сборки соединения зазор между муфтой и трубой закрывают с помощью клейкой ленты. Для избежания тепловых потерь во время сварки заглушаются открытые концы свариваемых ПЭ труб.
Электромуфтовый сварочный аппарат в памяти регистрирует процесс сварки. Распечатку протокола сварки можно производить как сразу после окончания сварного стыка, так и через определенные промежутки времени, это зависит от объема памяти сварочного аппарата. Нагружать сваренный трубопровод внутренним давлением можно уже через 10-30 минут после охлаждения последнего стыка.

Рекомендации по проведению сварки полиэтиленовых труб

Полиэтиленовые трубы обладают множеством неоспоримых достоинств. Самые явные из них:

  • Трубы не подвержены коррозии;
  • Полиэтиленовые трубы обладают высоким уровнем химической стойкости;
  • В ПЭ не сформируются внутренние «зарастания»;
  • Полиэтиленовые трубы прослужат длительный срок;
  • Обладают высокой экологичностью.

За счет своих реологических свойств и не особо большой вязкости расплава ПЭ трубы поддаются свариваемости (интервал вязкости имеет широкий диапазон, где температурный максимум составляет 70 0 С).

Сварка полиэтиленовых труб

Сварка полиэтиленовых труб встык на снимке.

Параметры сварки

Несмотря на разнообразие способов и методов сваривания ПЭ труб параметры при работе с материалом остаются одни и те же. Они указаны в Таблице №1

Таблица №1. Рекомендуемые временные параметры при сварке ПЭ труб и фитингов встык при внешней температуре окружающей среды 20 0 С и умеренном воздушном потоке.

Сварка полиэтиленовых труб

На таблице рекомендуемые временные параметры при сварке ПЭ труб.

Способы сварки

Существует три основных способа сваривания полиэтиленовых труб:

  • Сварка встык. Эта сварка наиболее популярна и востребована при сваривании неразъемных соединений. По прочности она не уступает без стыковых участков, отличается высокой степенью герметичности и гибкости.
  • Электромуфтовая сварка полиэтиленовых труб. При сварке ПЭ труб этим способом используют электромуфтовой сварочный аппарат, который стоит значительно дороже стыкового. Связано это с тем, что в работе применяются более дорогие фитинги с дополнительно встроенными нагревательными элементами. Сварка полиэтиленовых труб муфтами имеет ряд достоинств, главное из которых это пространственное превосходство над стыковым аппаратом. Также он потребляет мало электроэнергии.

Сущность работы: используется муфта, которая надевается на стык, а далее при подаче напряжения на нагревательный элемент происходит сваривание.

Помимо прочего электромуфтовую сварку называют еще и терморезисторной сваркой ПЭ труб.

  • Экструзионная сварка полиэтиленовых труб применяется в том случае, если существует необходимость сваривать полиэтиленовые трубы при сантехнических работах. Данный способ сварки отдаленно напоминает сварку металлических труб, где применяются дополнительные накладки. Накладка должна быть выполнена из того же материала что и магистраль.

Технология сварки

Сварку полиэтиленовых труб можно выполнить самостоятельно, для этого необходимо следовать пошаговой инструкции. В качестве примера приведена инструкция по свариванию ПЭ труб способом встык.

Сварка полиэтиленовых труб встык происходит следующим образом:

  1. Выполняется оплавление торцов.
  2. Затем нагревают торцевую часть трубы.
  3. Далее необходима технологическая пауза.
  4. Следующий момент – осадка.
  5. Заключение – остывание объекта.

Технология сварки полиэтиленовых труб большого диаметра практически ничем не отличается от сварки труб одного диаметра, вот только в качестве фиксаторов используются специальные комплекты прижимных пластин.

Сварка полиэтиленовых труб

Терморезисторная сварка на фото.

Оборудование для сварки

Для проведения сварочных работ помимо самого сварочного аппарата применяют позиционер для сварки полиэтиленовых труб, который позволяет фиксировать трубу при помощи фасонных деталей. Ко всему прочему предназначается для придачи трубе закругленной формы.

Если полиэтиленовая труба будет фиксироваться механическим способом, применяют электромуфту для сварки ПЭ труб.

Если все будет выполнено правильно стык будет максимально герметичен.

Обучение сварке

Обучиться сварочному делу любой желающий может на семинарах и практических уроках различных обучающих центров. Самым популярным из них является учебный центр Группы Компаний ПОЛИПЛАСТИК. Стоимость обучения варьируется от девяти до семнадцати тысяч рублей.

Стоимость аппарата для сварки полиэтиленовых труб

Сварка полиэтиленовых труб

На снимке показан аппарат для стыковой сварки ПЭТ труб.

Цена аппарата для сварочных труб зависит от качества и метода сварки. Диапазон цен невероятно большой. Самый доступный аппарат обойдется потенциальному покупателю в три тысячи рублей, а самый дорогостоящий может достигнуть цены в один миллион рублей.

Если финансов на покупку дорогостоящего оборудования не хватает, а хочется получить высокий уровень качества, можно взять аппарат в аренду.

Стоимость аренды оборудования обойдется от восьми ста до пятнадцати тысяч рублей.

Сварка полиэтиленовых труб

Процесс сварки ПЭ труб на изображении.

Смотрите видео руководство по сварке полиэтиленовых труб встык:

Сварка полиэтиленовых труб

Эксплуатационные и технологические свойства полиэтиленовых труб во многом схожи со свойствами труб из полипропилена — неподверженность коррозии, незарастание внутренней поверхности, химическая стойкость, экологичность, долгий срок службы при правильной эксплуатации. Однако имеются и отличия — как положительного свойства, так и отрицательного. Относительно низкая термостойкость полиэтилена не позволяет использовать трубы из него для транспортирования сред с температурой выше 40-50°C. Их применяют в основном для холодного водоснабжения, газопроводов, систем вентиляции и т.п. Исключение составляет сшитый полиэтилен (PE-X, XLPE, ПЭ-С), который можно эксплуатировать при температуре до +95°C. Высокая морозостойкость полиэтиленовых труб (до -70°C) делает их отличным материалом для строительства наружных трубопроводов.

Сварка полиэтиленовых труб
Сварка пластиковых труб встык

Способы сварки полиэтиленовых труб

Полиэтилен относится к группе хорошо свариваемых материалов из-за широкого температурного интервала вязкотекучего состояния (более 70°С) и относительно малой вязкости расплава.

Полиэтиленовые трубы сваривают тремя способами — стыковой, раструбной и электромуфтовой (с закладными нагревателями) сваркой.

Сварка враструб

Сварка полиэтиленовых труб враструб не получила такого широкого распространения, как раструбная сварка труб из полипропилена, хотя сам по себе этот способ является таким же технически простым в реализации и надежным, как и в отношении полипропиленовых труб. Связано это, скорее всего, с тем, что полиэтиленовые трубы используются в основном для прокладки наружных трубопроводов с большой протяженностью линий и малым числом поворотов. А раструбная сварка, как известно, максимально проявляет свои достоинства именно при монтаже внутренних трубопроводов, выполняемых из труб небольшого диаметра и прокладываемых в помещениях с обилием поворотов во всевозможных направлениях.

Сварка полиэтиленовых труб
Сварка пластиковой трубы враструб через муфту

И тем не менее раструбная сварка полиэтиленовых труб — технологичный и надежный способ соединения. Параметры ее режима практически не отличаются от параметров сварки полипропиленовых труб (см. Сварка полипропиленовых труб ). Применяемое оборудование, все основные приемы, значения температуры нагрева паяльника и временных интервалов операций остаются такими же (или почти такими же), как и для сварки полипропиленовых труб.

Электромуфтовая сварка

Сварка с использованием закладных нагревателей (электромуфтовая сварка) удобна для применения в местах с ограниченным пространством, где затруднительно или невозможно размещение оборудования для стыковой сварки. Для нее не существует ограничений в отношении минимального диаметра соединяемых труб. Ее можно применять, начиная с самых малых диаметров — 20-ти мм.

При сварке труб фитингами с закладными нагревателями, нагрев места стыка и расплавление материала осуществляется спиралью из металлической проволоки, заделанной в фитинг, по которой пропускается электрический ток. Давление в зоне сварки и герметизация соединения создается за счет теплового расширения трубы. Чтобы осуществить электромуфтовую сварку, необходимо иметь саму электросварную муфту и аппарат для сварки полиэтиленовых труб, с помощью которого подают напряжение на нагревательную проволоку.

Сварка встык

Как и в случае с раструбной сваркой, технология сварки полиэтиленовых труб стыковым способом в основном не отличается от сварки труб из полипропилена. Разница заключается лишь в том, что для полиэтилена применяются несколько меньшие значения давлений (при нагреве и осадке) и времени (при нагреве и охлаждении), чем для полипропилена. Сравнительные данные этих параметров приведены в таблице ниже.

Сварка полиэтиленовых труб
Параметры режима стыковой сварки для труб из полиэтилена (ПЭНП и ПЭВП) и полипропилена (ПП)

Сварка встык является основным способом неразъемного монтажа полиэтиленовых труб, начиная с диаметра 50 мм. Выбор этого значения в качестве начального, обусловлен тем, что толщина стенки 50-ти миллиметровых труб достигает 5-ти мм — как раз того значения, при котором гарантируется надежное соединение. Использование стыковой сварки для труб меньших диаметров нецелесообразно еще и потому, что образующийся при этом способе внутренний грат слишком сильно сужает и без того небольшой проход.

Стыковой сваркой рекомендуется сваривать трубы с одинаковой толщиной стенки. Иногда из этого правила делают исключения. В этом случае у трубы с большей толщиной стенки снимают фаску под углом 15±3° к оси трубы, обеспечивая, таким образом, одинаковую площадь контактных поверхностей.

Сущность стыковой сварки полиэтиленовых труб состоит в том, что оплавленные нагретым инструментом, до состояния вязкотекучести, торцы труб соединяются между собой под давлением и выдерживаются в таком положении до полного охлаждения соединения.

Сварка полиэтиленовых труб
Схема стыковой сварки полиэтиленовых труб

Полученное стыковое соединение имеет прочность выше, чем прочность самой трубы. При испытании образца с фрагментом стыкового соединения на разрывной машине, его разрыв происходит по месту целого материала, а не по сварному шву (1 — целый образец, 2 и 3 — стадии растяжения).

Сварка полиэтиленовых труб
Испытание полимерного образца сваренного стыковой сваркой

В качестве оборудования для стыковой сварки полиэтиленовых труб применяются сварочные аппараты, состоящие из нескольких узлов, каждый из которых выполняет определенные функции.

Центратор с четырьмя или двумя подвижными и неподвижными хомутами служит для зажима, центровки и сведения труб. Торцеватель (рубанок) предназначен для обработки их торцов. С помощью нагревательного инструмента (сварочного зеркала) осуществляется нагрев труб. Аппарат имеет устройство, создающее усилие, прижимающее трубы к сварочному зеркалу (при нагреве) и друг к другу (при опрессовке). Блоки электропитания и управления обеспечивают подачу напряжения на узлы и поддержание всех параметров в необходимом интервале.

Сварка полиэтиленовых труб
Аппарат для стыковой сварки пластиковых труб: 1 — торцеватель с ножами по обе стороны, 2 — нагреватель.

Сварка полиэтиленовых труб
Маленькое приспособление для стыковой сварки пластиковых труб

Для резки труб используются труборезы.

Для стыковой сварки выпускаются всевозможные фитинги (спиготы).

Основные параметры стыковой сварки. К основным параметрам стыковой сварки относятся: температура нагрева инструмента, усилие прижатия труб к сварочному зеркалу и друг другу и продолжительность операций. Изменение давления удобно представлять в виде циклограммы.

Сварка полиэтиленовых труб
Циклограмма стыковой сварки полимерных труб: tоп — время оплавления торцов, tн — время нагревания (прогрева), tтп — время технологической паузы на удаление нагревателя, tд — время подъема давления осадки, tохл — время охлаждения сварного соединения под давлением, tсв — общее время сварки, Роп — давление нагревательного инструмента на торцы труб при оплавлении, Рн — давление нагревательного инструмента на торцы труб при нагревании (прогреве), Рос — давление на торцы труб при осадке.

Контроль за давлением осуществляют с помощью манометра гидравлического насоса, создающего усилие сжатия. Если давление создается вручную или устройством без манометра, контроль осуществляется визуально по форме и размерам образующихся валиков грата. Время операций контролируют по секундомеру.

Последовательность операций сварки. Стыковую сварку осуществляют в следующем порядке.

  • Очищают и обезжиривают концы соединяемых труб.
  • Закрепляют трубы в центраторе сварочного устройства и обрабатывают их торцы резцом (осуществляют торцевание) с целью обеспечения их перпендикулярности оси. После торцевания заготовки сводят друг с другом для проверки отсутствия зазора. Для труб диаметром менее 110 мм допускается наличие зазоров не более 0,3 мм.
  • Между торцами труб устанавливают сварочное зеркало, нагретое до рабочей температуры — согласно инструкции на оборудование и материал труб. Для всех марок полиэтилена, температура нагрева инструмента укладывается в интервал 205-230°C.
  • Прижимают торцы труб к зеркалу с усилием Pоп. создающим давление 4-6 кг/см 2. — до появления по периметру торцов грата высотой 0,5-2,0 мм. После этого снижают давление до величины 0,2-0,5 кг/см 2 и поддерживают его таким в течение всего времени нагрева. Точные значения давлений и продолжительности нагрева содержатся в инструкциях на оборудование и трубы. Ориентировочные величины приведены в таблице выше. Сварка ПЭ труб при холодной погоде может потребовать увеличения времени на их прогрев (увеличивать температуру инструмента недопустимо). Оптимальное значение продолжительности нагрева для различных внешних условий лучше всего определять, производя пробную сварку на ненужных обрезках труб.
  • После истечения времени прогрева, подвижный зажим центратора с трубой отводят на расстояние 5-6 см, убирают сварочное зеркало из зоны сварки и сводят трубы до соприкосновения, создавая давление осадки Pос 1-3 кг/см 2. При этом визуально контролируют размеры и конфигурацию образующегося грата. Давление осадки выдерживается в ходе всего времени охлаждения соединения.
  • Извлекают трубы из зажимов центратора.

Требования к качеству сварных соединений

Внешний вид и параметры правильно выполненного сварного соединения должны отвечать определенным требованиям, в числе которых следующие.

  • Размеры валиков грата должны соответствовать значениям, приведенным на рисунке ниже.
  • Грат должен быть равномерно и симметрично распределен по окружности стыка.
  • Взаимное смещение стенок свариваемых труб в радиальном направлении не должно превышать 10% от их толщины.
  • Впадина (А) между валиками грата (линия сплавления) не должна располагаться ниже наружной поверхности труб.
  • Цвет грата должен быть идентичен цвету труб. Наличие трещин, пор и инородных включений не допускается.

На рисунке ниже изображен сварной шов, выполненный с соблюдением всех технологических параметров. Его отличают гладкие, симметричные валики с округлыми формами и размерами, не выходящими за рамки установленных значений.

Сварка полиэтиленовых труб
Правильная форма грата

А вот так выглядят швы, выполненные с нарушениями технологии.

Сварка полиэтиленовых труб
Слишком маленький грат

Слишком малые размеры валиков грата говорят о заниженном давлении при осадке труб или недостаточном времени прогрева.

Чрезмерно большие размеры валиков свидетельствуют о завышенном времени прогрева или слишком высокой температуре нагревателя.

Сварка полиэтиленовых труб
Слишком большой грат

Смещение торцов труб друг относительно друга происходит при плохой центровке или отсутствии фиксации труб в центраторе.

Сварка полиэтиленовых труб
Смещение торцов труб

Некачественное торцевание (наличие зазора между сомкнутыми торцами труб) приводит к неравномерности распределения грата по периметру труб.

Некоторые особенности монтажа полиэтиленовых труб

Как и все материалы, полиэтиленовые трубы подвержены температурному расширению и сжатию. Трубы, уложенные в траншеи и засыпанные грунтом, изменяют размеры в меньшей степени, чем проложенные на поверхности. Для компенсации температурных расширений при монтаже труб в траншеях используют укладку «змейкой».

Сварка полиэтиленовых труб
Укладка трубы змейкой

Монтаж полиэтиленовых труб необходимо производить с учетом снижения их гибкости при низких температурах. Нельзя допускать слишком малых радиусов изгиба. В таблице ниже приведены значения минимально допустимых радиусов изгиба в зависимости от наружного диаметра трубы и температуры окружающего воздуха.

Сварка полиэтиленовых труб
Минимально допустимые радиусы изгиба труб из ПЭ в зависимости от наружного диаметра трубы

Сварка полиэтиленовых труб
Значения геометрических параметров дуги при радиусе равном единице

При использовании содержания данного сайта, нужно ставить активные ссылки на этот сайт, видимые пользователями и поисковыми роботами.

Какой аппарат для сварки полиэтиленовых труб выбрать – виды и правила использования

На смену наиболее распространённым в прошедшее время трубам из металлов и сплавов приходят изделия из высокомолекулярных соединений, то есть пластика, в частности – полиэтилена. Среди достоинств такой продукции можно назвать небольшой вес, простоту и надёжность соединения отрезков труб в систему.

Сварка полиэтиленовых труб

Один из самых распространённых методов фиксации, дающий по завершении операции однородное герметичное соединение, – сварка труб из полиэтилена; ниже будет рассказано про аппараты для сварки пластмассы.

Инструменты для подготовки трубы к сварке

Перед тем, как пустить в ход непосредственно сварочное оборудование для полиэтиленовых труб, необходимо подготовить следующие инструменты:

  1. Набор, в который входят аппарат для сварки полиэтиленовых труб и несколько насадок. Комплектация разных наборов сильно отличается: можно приобрести как профессиональную коллекцию практически не все случаи жизни, так и инструмент с двумя-тремя насадками.
  2. Труборез – как следует из названия, предназначен для аккуратного и ровного обрезания труб.
  3. Фаскосниматель – необходим для создания на торцах обрезков труб фасок, облегчающих соединение изделий.

Сварка полиэтиленовых труб

Процесс сварки сам по себе осуществляется быстро, поэтому наличие под рукой всех необходимых инструментов гарантирует, что проволочек в ходе работы не будет.

Варианты сварки пластиковых труб

На сегодняшний день существует три наиболее распространённых методики пайки:

Сварка полиэтиленовых труб

Об особенностях каждой из них будет рассказано ниже.

Стыковая сварка

Среди преимуществ методики можно назвать невысокую стоимость процесса, обусловленную относительно низкими ценами на аппараты для стыковой сварки полиэтиленовых труб, и большой диапазон диаметров поддающихся пайке встык труб – от 5 до 1200 мм.

Сварка полиэтиленовых труб

Операция проводится в несколько этапов:

  1. Подготовка труб. На этой стадии нарезают элементы нужной длины, используя труборез, и снимают с них фаски, применяя фаскосниматель.
  2. Подбор насадок под диаметры труб и установка их в стыковой сварочный аппарат для полиэтиленовых труб.
  3. Предварительное разогревание прибора.
  4. Установка концов труб на насадки и прогревание до требуемого значения температуры.
  5. Одновременное снятие обрезков и соединение их между собой. Во время соединения нужно следить, чтобы торцы были приложены друг к другу ровно и после соприкосновения не двигались до полного остывания.

В результате, при аккуратном проведении процесса, получается однородное герметичное соединение без пор и прочих дефектов.

Сварка в раструб

Эта методика не так распространена, хотя надёжность её не уступает предыдущему способу. При пайке в раструб нагретые обрезки полимерных изделий соединяются не непосредственно между собой, а через муфты, также пластиковые.

Сварка полиэтиленовых труб

Способ стоит дороже, поскольку требует приобретения дополнительной арматуры, и наиболее часто используется при обустройстве трубопроводов внутри помещений или если конструкция предполагает наличие множества изгибов под разными углами и ответвлений.

Сварка с помощью электромуфты

Как ясно из названия, такой тип пайки пластмассовых изделий требует, помимо сварочного аппарата для ПЭ труб, наличия специальных электрических муфт. Используется метод, когда необходимо создать трубопроводы большой протяжённости, при технической неосуществимости стыковой пайки или в местах с повышенной сейсмической активностью.

Сварка полиэтиленовых труб

Суть процесса: электромуфта надевается на оба торца требующих соединения труб, после чего подключается к сварочному аппарату для полиэтиленовых труб и прогревается вместе с изделиями. В результате, как в предыдущих случаях, получается качественный однородный водонепроницаемый шов.

Выбирать для каждой конкретной цели методику пайки нужно, исходя из предназначения будущего трубопровода, наличия под рукой необходимого оборудования и финансовых возможностей: одни способы стоят дешевле, другие – дороже.

Разновидности сварочных аппаратов

В целом, все приборы соответствующего назначения подразделяются на два класса:

  • аппараты для сварки полиэтиленовых труб встык или в раструб;
  • устройства для соединения посредством электромуфты.

Сварка полиэтиленовых труб

Как те, так и другие устройства состоят из следующих элементов:

  1. Трансформатор.
  2. Мощностной блок.
  3. Узел управления нагреванием.

Любой сварочный аппарат предназначается для работы от стандартной электросети с выходным напряжением около 220 В.

Аппараты для стыковой пайки

Классифицируются приборы по получаемому качеству соединения:

  1. Ручные устройства. Применяются, чтобы соединить трубы с небольшими сечениями. Соединение обрезков после разогревания происходит вручную.
  2. Полуавтоматические аппараты. Подходят для продукции с большими диаметрами, качество пайки лучше, чем в первом случае. Трубы закладываются вручную, а соединяются автоматически, при помощи гидравлического узла. При этом центрирование труб происходит намного точнее.
  3. Автоматические устройства. Процесс полностью автоматизирован, включая подбор требуемого режима сварки. Единственное, что требуется от человека, это указать несколько начальных параметров.

Цены на сварочные аппараты зависят от выбора типа: ручной прибор стоит дешевле всех, автоматические – самые дорогие.

Сварка полиэтиленовых труб

Наиболее качественный шов обеспечивают, как можно догадаться, автоматические устройства, практически не допускающие брака.

Аппараты для электромуфтового соединения

Сварочные устройства для осуществления пайки труб из полиэтилена электромуфтовым методом более сложны в исполнении и использовании.

На поверхности любой электрической муфты нанесён штрих-код, содержащий требуемые для осуществления сварки данные. Перед началом процесса необходимо занести эти сведения в устройство. Делается это в двух режимах: ручном или автоматическом.

Сварка полиэтиленовых труб

Некоторые станки предлагают пользователю возможность скопировать ранее внесённые данные, к примеру, на флеш-карту, или сохранить их в памяти прибора. Это позволяет каждый раз не вводить информацию заново, следовательно, способствует дополнительному ускорению проведения работ.

На экране аппарата обычно высвечиваются данные о температурных показателях, времени пайки и используемой мощности. После скрепления обрезков трубы устройство подаёт соответствующий звуковой сигнал.

Цена аппарата для электромуфтовой сварки и самих муфт очень высока, поэтому пользуются ими только профессионалы, зарабатывающие на создании трубопроводов.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *