Сварка трубы полиэтиленовой

Инструкция по технологии стыковой сварки полиэтиленовых труб

Авторство и авторские права на статью принадлежат компании «АДР-Технология»
При использовании материалов – обязательна активная ссылка на www.adr-t.ru

1 Монтаж полиэтиленовых труб своими руками

Русскому человеку, у которого стоит задача проложить ПЭ трубопровод, а знаний и опыта нет, заманчиво найти подробную и корректную инструкцию по сварке ПНД труб своими руками в домашних условиях. Это похвальное свойство нашего пытливого ума иногда приводит к массе проблем.

Давайте разберемся, стоит ли делать это своими руками. Если стоит, то как?

Любая инструкция по сварке полиэтиленовых труб в специализированном учебном центре». Действительно, автору приходилось встречать людей, которым когда-то «дядя Вася показал», как варить. После этого человек проработал несколько лет и считает себя авторитетным профи. А при ближайшем рассмотрении оказывается, что он все эти годы методично вредил народному хозяйству России.

К сожалению, большинство Российских учебных центров образованы при коммерческих фирмах, торгующих сварочным оборудованием какой-либо определенной марки. Учебный центр сам по себе дело не прибыльное, коммерческая фирма содержит его в основном для «проталкивания» своего товара. Вряд ли можно надеяться, что в таком центре вам дадут подробные и объективные знания по технологии сварки полиэтиленовых труб. И уж тем более, вряд ли научат выбирать оборудование среди конкурирующих марок.

Вторая проблема – в учебный центр будущего сварщика калачом не заманишь. Технология сварки полиэтилена ошибочно представляется простой, а времени всем не хватает.

Автор поставил себе несколько задач:

  • В меру своих сил способствовать тому, чтобы в нашей стране полиэтиленовые трубопроводы были надежными. А для этого:
  • Не просто дать формальное описание различных режимов стыковой сварки, а подробно объяснить, почему так. Иначе русского человека не переубедить.
  • На основе объяснения физических принципов стыковой сварки развенчать некоторые популярные мифы. Иначе любой менеджер торгующей организации уверенным голосом делает из нашего человека идиота.
  • На основании действующих нормативов объяснить требования к сварочному оборудованию и научить это оборудование выбирать. Иначе, опять же, продавцы обманут.

Автор берет на себя смелость утверждать, что внимательное изучение всего, что написано далее, может служить инструкцией по сварке полиэтиленовых труб своими руками. Только практика потребуется.

2 Общая идея

Сварка пластмассовых труб нагретым инструментом встык заключается, в принципе, в нагреве торцов до расплавления материала и в последующем сжатии торцов для образования стыкового соединения и остывания шва (рис.1).

Нагрев свариваемых поверхностей производится плоским металлическим нагретым инструментом с тефлоновым покрытием, который после нагрева удаляется из зоны сварки.

Рис. 1 Сварка труб встык

Однако сварка качественного стыкового соединения требует от оператора аккуратного выполнения целого ряда условий. В итоге процесс сварки встык нагретым инструментом состоит из 5 основных фаз с точно нормированными режимами.

3 Назначение технологии стыковой сварки

Сварка встык – один из трех способов сварки полиэтиленовых труб, обеспечивающих прочность сварного соединения не ниже прочности самой трубы. Два других способа – сварка с закладными нагревателями и сварка нагретым инструментом в раструб.

Технология стыковой сварки позволяет соединять трубы из любых термопластов I и II группы – ПЭ, ПП, ПВДФ, ПВХ и пр. Другими словами, из полимеров, которые при нагреве способны перейти в вязко-текучее состояние, а после остывания – снова затвердеть без существенного изменения физико-химических свойств.

Основное достоинство технологии стыковой сварки перед другими видами сварки пластиковых труб – в том, что для прокладки прямых участков трубопроводов не требуются расходы на соединительные детали; свариваются непосредственно отрезки труб.

Недостаток – в том, что, независимо от диаметра свариваемых труб, требуется строгое выполнение многочисленных требований технологии стыковой сварки, а сварка одного стыкового шва занимает сравнительно много времени.

Чем выше диаметр свариваемых труб, тем ощутимее превосходство достоинств технологии стыковой сварки над ее недостатками. Поэтому для диаметров ниже 63 мм сварка встык нагретым инструментом применяется очень редко. Что касается пластиковых труб диаметром выше 110 мм, то это, как правило, трубы из полиэтилена. Поэтому в подавляющем большинстве случаев технология стыковой сварки используется для соединения полиэтиленовых труб.

И наоборот, полиэтиленовые трубы в большинстве случаев соединяются по технологии стыковой сварки. Можно сказать, что «сварка полиэтиленовых труб» и «стыковая сварка труб» – почти синонимы.

Единственное ограничение – сварка стыковых швов не рекомендуется на безнапорных трубопроводах канализации из полимерных труб, т.к. на внутренней поверхности трубопровода в результате сварки стыкового соединения образуется валик оплавленного материала (т.н. грат), который может стать местом скопления твердых частиц и причиной засорения безнапорного трубопровода. Если внутренний грат срезается, то стыковые сварные соединения могут использоваться даже для прокладки канализации. Проблема в том, что на готовом трубопроводе факт удаления внутреннего грата практически невозможно проверить. Вероятно, поэтому основное «узаконенное» применение технологии стыковой сварки – монтаж напорных трубопроводов:

Наружные водопроводы из полиэтиленовых труб

В части технологии стыковой сварки полиэтиленовых труб СНиП 3.05.04-85* ссылается на один из первых Российских нормативных документов, в которых эта технология описана – ОСТ 6-19-505-79.

Наружные газопроводы из полиэтиленовых труб

Нормативный документ – СП 62.13330.2011, который является обновленной версией СНиП 42-01-2002. Речь идет только о подземных газопроводах (п.4.11 СП). Материал труб – только ПЭ, способы сварки полиэтиленовых труб – «…встык нагретым инструментом или при помощи деталей с закладными электронагревателями» (п.4.13 СП).

Здесь нет ни собственного описания технологии стыковой сварки, ни ссылки на другой нормативный документ. Зато собственная технология стыковой сварки полиэтиленовых труб описана в Газпромовском СТО 2-2.1-411-2010.

Нефтепроводы из полиэтиленовых и полипропиленовых труб

Монтаж нефтепроводов из пластиковых труб подчиняется ВСН 003-88 Миннефтегазстроя. Материал труб – ПЭ или ПП, способы сварки – нагретым инструментом встык или в раструб (п.7.5.3.1. ВСН).

ВСН 003-88 содержит описание технологии стыковой сварки полиэтиленовых (ПНД) и полипропиленовых труб, сходное с самыми привычными в России технологиями DVS 2207-1 и DVS 2207-11 соответственно.

Технологические трубопроводы

Монтаж технологических трубопроводов из пластиковых труб подчиняется СНиП 3.05.05-84. Трубы из полимерных материалов здесь собирательно называются «пластиковыми». Методы сварки не определены. Однако методы контроля качества сварки пластиковых труб здесь определены, в том числе, для стыковых соединений (п.4.23. СНиП).

4 Нормативная база сварки встык

Как видно из п.3, до недавнего времени в России была значительная неразбериха с технологией стыковой сварки, поскольку несколько действующих нормативных документов давали собственную ее трактовку, и потому большинство сварщиков предпочитали доверять стройной немецкой технологии DVS. А требования к оборудованию стыковой сварки в России вообще не были определены никаким нормативом.

С начала 2013 г. в РФ начали действовать сразу два нормативных документа:

  • ГОСТ Р 55276 – на технологию стыковой сварки ПЭ труб при монтаже водопроводов и газопроводов, на основе перевода международного стандарта ISO 21307;
  • ГОСТ Р ИСО 12176-1 – на оборудование для стыковой сварки, на основе перевода международного стандарта ISO 12176-1.

Принятие ГОСТа на оборудование было безусловно полезным. К сожалению, это не значит, что самое низкосортное импортное оборудование сразу отсеялось. Но, во всяком случае, немногочисленные Российские производители оборудования теперь вынуждены работать над качеством, а потребитель получил подсказку по оценке качества приобретаемого оборудования.

ГОСТ на технологию стыковой сварки навел относительный порядок. Во всяком случае, привел к единообразию технологии стыковой сварки ПЭ труб на территории РФ. Но проблемы остались.

ВАЖНО! ГОСТ Р 55276 наряду с традиционным режимом сварки при низком давлении (схожа с DVS 2207-1 и старыми Российскими нормативами) узаконил режим сварки полиэтиленовых труб при высоком давлении, которая раньше применялась только в США. Этот режим предъявляет повышенные требования к оборудованию, зато позволяет заметно сократить время сварочного цикла.

ВАЖНО! ГОСТ Р 55276 вряд ли годится для непосредственного использования на стройплощадке, поскольку ориентирован не на сварщика, а на разработчика технологической карты сварки полиэтиленовых труб.

ВАЖНО! ГОСТ Р 55276 не решил проблему ограничений, которыми страдали старые Российские нормативы и по сей день страдают все иностранные нормативы. Во-первых, допустимый диапазон температур воздуха от +5 до +45°С, в то время как огромная часть территории РФ вынуждена начинать сварку когда болота замерзнут. Во-вторых, максимальная толщина стенки труб 70 мм, в то время как толщина стенки фактически производимых труб давно перевалила за 90 мм. И в-третьих, материал труб – только традиционный полиэтилен низкого давления (ПНД) с показателем текучести расплава не ниже 0,2 г/10 мин (при 190/5), в то время как для производства труб большого диаметра давно используются нестекающие марки полиэтилена среднего давления с ПТР ниже 0,1 г/10 мин (при 190/5). Для условий, выходящих за проверенные рамки температуры воздуха и толщин стенок, некоторые производители рассчитали технологию сварки полиэтиленовых труб путем экстраполяции действующих нормативов, но эта теоретическая технология пока не проверена долгосрочными испытаниями. Для нестекающих марок полиэтилена технологии сварки труб нет даже в теории. В итоге в условиях, выходящих за ограничения проверенной технологии, в России выполняется около 80% всех сварок!

Инструкция по сварке и монтажу труб пнд своими руками — общий взгляд

Блок: 1/5 | Кол-во символов: 170
Источник: http://www.adr-t.ru/support/technology/butt_welding/?PAGEN_1=2

Подготовительный процесс перед сваркой труб ПНД

Вне зависимости от вида сварки ПНД труб, следует провести ряд подготовительных мер перед работой. А именно:

  • закупить и привезти на рабочую площадку сами трубы и крепеж (фитинги прямые, угловые, тройники и другие соединительные элементы), зажимы и редукционные вкладыши, соответствующие диаметру свариваемых труб;
  • обустроить и освободить от посторонних предметов рабочую площадку, на которой будет размещено сварочное оборудование;
  • механически обработать торцы ПНД труб и всех фасонных деталей.

Сварочное оборудование перед работой следует тщательно проверить на исправность и работоспособность. Порядок подготовки оборудования заключается в следующем:

  • узлы сварочного аппарата осматривают визуально, заземлители и электрические провода проверяют на исправность, ножи торцевателя проверяют на степень заточки;
  • далее подготавливают электрогенератор, заправляя его топливом и проводя тестовое включение;
  • детали оборудования (скребок, торцеватель, нагреватель) перед работой очищают от имеющихся загрязнений и следов приставшего полиэтилена, затем обезжиривают все поверхности растворителем;
  • на гидросистеме сварочного оборудования обязательно проверяют наличие масла и его уровень, проводят испытание на работоспособность подвижного зажима, после чего смазывают все трущиеся детали оборудования специальными составами;
  • проводят проверку всех имеющихся контрольно-измерительных приборов.

Преимущества и недостатки труб ПНД

Полиэтилен низкого давления – органический полимер этилена. Обозначается РЕ или ПЭ. Имеет белый цвет (тонкослойные изделия – прозрачны). Понятие «полиэтилен низкого давления» не имеет отношения к плотности материала или условиям эксплуатации, а характеризирует условия производства.

Трубы ПНД красят в черный, серый, синий или черный с синими полосками цвет. Синий цвет или синяя полоска обозначает, что трубы можно использовать для трубопроводов питьевой воды.

Сфера применения ПНД – для водопроводов холодной воды, некоторых агрессивных сред (за исключением разбавленной азотной кислоты), канализационных систем. Диаметры доходят до 1600 мм. Очень широко распространены для трубопроводов холодной воды и канализации.

Применяются в разводках кабелей и проводов электроснабжения, связи, интернета в качестве кожухов (гладкие изделия и гофра).

Преимущества ПНД как материала для трубопроводов:

  • долговечность – первые пластиковые трубопроводы из ПНД уже отработали более 50 лет;
  • небольшая цена;
  • морозостойкость – выдерживают замерзание с водой зимой и оттаивание весной и сохраняют целостность;
  • химическая инертность – стоек даже к концентрированным щелочам и кислотам; вода в трубах не приобретает неприятного запаха или привкуса;
  • коррозионная стойкость;
  • гладкие стенки с малой адгезией препятствуют оседанию на стенках солей;
  • безвредность для человека;
  • экологичность – безвредное производство, легкая утилизация;
  • прочность;
  • гибкость – легко гнется (при нагреве можно согнуть даже руками);
  • высокая ударная вязкость, пластичность и, как следствие, стойкость к гидравлическим ударам, отсутствие хрупкости, способность восстанавливаться после деформации;
  • простое обслуживание – пластик легко мыть, он не нуждается в регулярной окраске и антикоррозионной обработке;
  • небольшой вес облегчает перевозку, складывание, монтаж;
  • легко монтируются – нет необходимости в сложном оборудовании (например, сварочном аппарате); легко режутся; легко стыкуются разными способами.

Недостатки ПНД:

  • самый «неудобный» недостаток – слабая устойчивость к ультрафиолету. ПЭ разрушаются на свету и неприменим к открытой прокладке на свету под открытым небом. Конечно, можно прокладывать в чехлах и коробах – но это лишние затраты и потери времени; впрочем, 2-3 сезона в огороде трубы «проживут»
  • невысокая термостойкость – ПЭ трубы можно использовать только для холодной воды и при температуре максимум до 60°С (в отличие от полипропиленовых и труб из сшитого полиэтилена, которые можно применять для систем отопления), как следствие – длинные подвешенные участки трубы из РЕ иногда провисают в жару;
  • не очень высокая эстетичность – не в наших вкусах черно-полосатые или черные трубы в ванных и кухнях;
  • рабочее давление до 20 МПа ограничивает применение полиэтилена в промышленности;
  • армированные трубы имеют меньшую гибкость.

Стыковая сварка ПНД труб своими руками

Оборудование для стыковой сварки труб ПНД

Стыковая сварка технологически более сложный процесс, нежели соединение ПНД труб электромуфтой. За работу можно браться, только имея квалификацию сварщика и соответствующий опыт работы.

Оборудование для стыковой сварки полиэтиленовых труб

При стыковой сварке образуется монолитный шов, не уступающий по техническим параметрам прочим поверхностям полиэтиленовых труб, не нарушающий гибкости конструкции. Таким способом соединяют трубы между собой, а также производят монтаж фитингов и других деталей.

Схема стыковой сварки

Стыковая сварка применима только для соединения деталей одинаковой марки полиэтилена, диаметра, SDR с толщиной стенок более 4,5 мм и диаметром более 50 мм. Температурный режим для работы должен соответствовать диапазону от -15°С до +45°С.

Технология стыковой сварки полиэтиленовых труб

На подготовительном этапе проверяют овальность полиэтиленовых труб, сравнивают толщину их стенок, соответствие SDR свариваемых деталей. После этого с торцов ударяют сколы, неровности (можно использовать электроторцеватель, который обрежет трубы под углом 90°), очищают от загрязнений (пыли, песка, влаги и т.д.).

Трубы устанавливают в центратор, выдерживая расстояние между торцами около 4 см.

Трубы устанавливают в центратор, выдерживая расстояние между торцами около 4 см

После этого производят формирование первичного грата путем расплавления торцов труб на аппарате для сварки.

Нагревателем воздействуют на торцы ПНД труб. При этом тепло распространяется вглубь полиэтилена, начинается процесс его плавления.

После выдерживания нагревательной части сварочного аппарата на торцах труб в течение определенного времени, которое выбирается в зависимости от размера и толщины изделий, ее аккуратно удаляют, а нагретые трубы стыкуют между собой. Важно, чтобы время, затраченное на удаление сварочного аппарата и стыковку нагретых концов труб было минимальным.

На горячем полиэтилене после стыковки образуется окончательный грат. Надлежащее давление обеспечивает машинка с гидродинамическим перемещателем.

Когда полиэтилен остынет, получится равномерный герметичный шов — бурт. В случае допущения ошибок в технологическом процессе / монтаже, шов получается неоднородным или кривым. Важно не допускать сдвига стенок труб относительно друг друга более чем на 10% от толщины их стенок.

Внешний вид верно и ошибочно сваренных встык труб ПНД

Таблица с рекомендуемыми временными параметрами при стыковой сварке полиэтиленовых труб

Трубы устанавливают в центратор, выдерживая расстояние между торцами около 4 см

Труба в разрезе после сварки электромуфтовым способом

Таблица с рекомендуемыми временными параметрами при стыковой сварке полиэтиленовых труб

Схема стыковой сварки

Соединительные детали для монтажа полиэтиленовых труб

Сварка электромуфтовая

Сварка труб ПНД своими руками

Протокол сварки

Оборудование для стыковой сварки труб ПНД

Оборудование для стыковой сварки полиэтиленовых труб

Внешний вид верно и ошибочно сваренных встык труб ПНД

Способы сваривания

Возможна ли качественная сварка ПНД труб своими руками? Возможна, но при одном условии: при монтаже должно использоваться специальное оборудование.

Сварочные работы выполняются двумя способами:

  • Встык – соединяемые элементы разогреваются до температуры плавления по торцам и стыкуются под давлением;
  • Применяется электросварная муфта, которая одевается на совмещённые торцы и оплавляется.

Применительно к регионам с сейсмической активностью целесообразно использовать электросварные муфты, которые обеспечивают высокую прочность соединения. Сварка встык менее прочная, но в этом случае цена готового результата существенно ниже.

Рассмотрим каждый из перечисленных способов подробнее.

Способ первый: сваривание полиэтиленовых труб встык

Современное оборудование для сварки труб ПНД встык состоит из следующих элементов:

  • станина (центратор) применяется для фиксации стыкуемых труб в требуемом положении;
  • торцеватель (триммер) необходим для механической обработки стыкуемых торцов;
  • нагревательный элемент применяется для разогрева торцов до температуры плавления;
  • гидравлический блок приводит в движение совмещаемые трубы и обеспечивает оптимальную плотность шва.
  • Разбираем центратор, освобождая место под трубы (стыкуемые детали), для этого снимаем фиксирующее зажимы;
  • Устанавливаем стыкуемые детали в центратор и фиксируем их в верхней части зажимами;

Винты зажимов одинаково закручиваем как с левой, так и с правой стороны. На втором от торца зажиме даем большее усилие, тогда как на первом от торца зажиме даем меньшее усилие, чтобы не деформировать трубу.

  • Посредством регулировочного клапана выставляем необходимое давление подвижной части центратора;

Сварочное давление определяется в соответствии с таблицей, которая предлагается к оборудованию. Также, для определения сварочного давления можно применить следующую формулу.

  • Очищаем поверхность торцов от грязи и пыли, используя специальные салфетки или безворсовую ветошь и спирт в качестве растворителя;
  • Устанавливаем торцеватель между стыкуемыми деталями на станину;
  • Включаем гидравлику и сдвигаем стыкуемые элементы, а затем включаем торцеватель;
  • Демонтируем центратор и удаляем остатки пластиковой стружки из труб;
  • Проверяем стыкуемые детали на соосность;
  • Очищаем торцы от жира;
  • Устанавливаем на станину нагревательный элемент;
  • Выставляем на таймере время и температуру, необходимые для оплавления полиэтиленовых стенок;

Для полиэтилена низкого давления температура плавления составляет не менее +220°С.

  • Включаем гидравлику и сводим стыкуемые элементы к нагревателю под давлением;
  • Запускаем нагрев, который прекратится после срабатывания таймера;
  • После того как таймер подал звуковой сигнал, отключаем давление и вынимаем нагревательный элемент;
  • Вновь сводим стыкуемые торцы под давлением для получения прочного и аккуратного шва;
  • Запускаем таймер на остывание полиэтилена;

Остывание полиэтилена для качества шва не менее важно, чем само сваривание. Поэтому выдерживаем для остывания не менее 7 минут и в это время не тревожим ни соединение ни центратор.

  • После звукового сигнала отключаем давление, разбираем оборудование и освобождаем сваренную конструкцию.

Способ второй: сваривание встык криволинейных участков трубопровода экструдером

Теперь мы знаем, как варить полиэтиленовые трубы встык на прямолинейных трасах. Но, что делать, если нужно сварить не прямолинейный участок трассы, а, например, сделать отвод под углом 45 градусов? В этом случае применяется специальное оборудование под сварку ПНД труб – экструдер.

Инструкция проведения сварочных работ следующая.

Рассмотрим подробнее этапы, перечисленные на схеме.

  • Посредством торцовочной пилы режем торцы труб под необходимым для углом;
  • Удаляем стружку и срезаем заусеницы, после чего протираем стыкуемые поверхности ветошью, пропитанной в спирте.
  • Стыкуемые детали укладываются на ровную поверхность, присоединяются друг к другу под нужным углом и удерживаются вручную;
  • На экструдере выставляем температуру плавления гранул (+220°С);
  • Далее экструдером делаем прихватки по стыку труб;
  • После того как прихватки сделаны, ждём 5-7 минут чтобы пластик остыл;
  • Наносим пластик по всей окружности свариваемых деталей;
  • После того как пластик нанесён, оставляем конструкцию остывать в течении 7 минут, после чего сварка считается выполненной.

Если при нанесения пластика из экструдера шов будет получаться не очень аккуратным, его можно будет подровнять ножом по окончанию сваривания.

Теперь несколько слов по поводу прочности сварного шва. В плане эксперимента, после того как остыл пластик, была выполнена деформация собранного отвода.

Монтажник давил на область шва своим весом до тех пор, пока поперечное сечение труб из круглого не стало овальным. Разумеется, аналогичные опыты с трубами, сваренными встык путем нагревания торцов продемонстрируют меньшую прочность шва.

Способ третий: электромуфтовая сварка

Обзор способов соединения полиэтиленовых труб был бы неполным без применения электросварных муфт. На сегодняшний день этот метод получает все большее распространение благодаря высокой прочности и долговечности готового результата.

Способ применим как при построении трубопроводов в закрытых помещениях, так и при работе в полевых условиях. Существенным недостатком способа является высокая цена муфт. С другой стороны, такая стоимость оправдана высокими эксплуатационными качествами соединения.

Инструкция выполнения соединений с использованием электромуфты на следующей таблице.

Рассмотрим перечисленные моменты подробнее.

  • Стыкуемые торцы обрезаются специальным труборезом для того чтобы получить оптимальную соосность при стыковке;
  • При помощи ручного скребка снимаем оксидный слой с поверхности прилегающей к участку стыковки (примерно 20 см от торца);
  • Снимаем образовавшуюся стружку, используя тот же скребок;
  • Наружную поверхность труб и внутреннюю поверхность муфты обезжириваем специальными салфетками или безворсовой ветошью, смоченной в спирте;
  • Размечаем трубы по размеру муфты для более простого позиционирования в центраторе;
  • По сделанным отметкам крепим трубы и муфту в центраторе;

Сборную конструкцию нужно зафиксировать, но не нужно деформировать. Чтобы круглое сечение труб не стало овальным, не перетягиваем зажимы.

Считывание штрих-кода

  • Включаем аппарат и выполняем считывание штрих-кода, нанесённого на корпус муфты;

Большинство современных сварочных аппаратов работают в полуавтоматическом режиме. Время нагревания и остывания муфты задаётся в процессе считывания данных зашифрованных в штрих-коде. Без считывания кода аппарат не начнет сварку.

  • После того как код считан, запускаем процесс сваривания, по окончании которого аппарат уведомляет звуковым сигналом;
  • По окончании процесса сваривания засекаем 7 минут, после чего остывание полиэтилена можно считать оконченным;
  • Разбираем зажимы на центраторе и высвобождаем оборудование из-под места пайки.

Приведенная инструкция может использоваться как руководство для поверхностного ознакомления с процессорам сваривания ПНД труб. Для обеспечения оптимального результата руководствуйтесь инструкцией производителя, которая прилагается как к аппарату, так и к муфте.

Инструкция по сварке

Если вы выбрали полиэтиленовые трубы, поступили мудро, но теперь их еще нужно грамотно установить. Давайте учиться

Базовые правила

Вне зависимости от того, какая технология вами выбрана – электромуфтовая или стыковая сварка полиэтиленовых труб, необходимо придерживаться таких важных принципов:

  1. Соединяемые элементы должны быть совместимыми (и по составу, и по физическим параметрам).
  2. Сварка встык полиэтиленовых труб может производиться только, если части имеют одинаковый диаметр и равную толщину стенок.
  3. Края следует тщательно очистить и обезжирить.
  4. Концы конструкций, не задействованные в процессе соединения, необходимо закрыть заглушками, дабы избежать воздействия холодного воздуха, негативно влияющего на процесс.
  5. Во время работ нужно минимизировать воздействие внешней среды, а именно:
    • в жару не допускайте попадания солнечных лучей на область соединения;
    • в ветреную погоду создайте преграду для порывов воздуха;
    • в холодное время помещение для работ рекомендовано обогреть.
  1. Во время сварки и остывания конструкции исключите механическое воздействие на систему.

А теперь рассмотрим в деталях, что собой представляет технология сварки полиэтиленовых труб встык и при помощи электромуфтового метода.

Стоит обратить внимание! Перед началом работ протестируйте конструкции на эллипсность. Бракованные изделия не пускайте в дело, иначе испортите все детали.

Фотофрагмент электромуфтовой методики: присоединенные нагреватели

Электромуфтовое соединение

Такой вид сварки, называемый также терморезисторным, используют для крепления элементов разной толщины стенок и диаметра, а также для установки безнапорных трубопроводов – установок дренажа, самотечной канализации и т.д.

Для соединения по данной технологии потребуются специальные – электросварные фитинги. А теперь запоминайте порядок работ.

  1. Разработайте проект системы.
  2. Рассчитайте необходимое количество труб и других деталей.
  3. Произведите закупку.
  4. Нарежьте конструкцию на части предполагаемой планом длины. Следите, чтобы срез был выполнен ровно, избегайте затекания расплавленного материала внутрь системы.
  5. Подготовьте и очистите детали, включая муфты. Не будет лишним обезжирить поверхность элементов при помощи спирта, нанеся его на кусок ветоши.
  6. Если поверхность элементов окислена, удалите лишнее при помощи специального скребка.
  7. Закрепите элементы в позиционере, помня о соосности.
  8. Во избежание попадания пыли обмотайте место соединения липкой лентой.
  9. Открытые концы конструкций закройте заглушками.
  10. Подайте напряжение к выводам муфты.
  11. Дождитесь пока элементы, разогревшись, скрепятся.

Терморезисторная сварка полиэтиленовых труб должна производиться только при условии неподвижности соединяемых элементов. В таком же положении конструкция должна пребывать до полного остывания шва.

Так выглядит установка для соединения встык

Стыковая сварка

Технология и параметры сварки полиэтиленовых труб встык более интересны, поскольку элементы соединяются на молекулярном уровне, образуя более прочный шов. Используется такой метод для монтажа элементов, имеющих диаметр от 50 мм и толщину стенок от 5 мм.

При данном способе края изделий при помощи специального нагревательного прибора разогреваются, а затем расплавляются и в таком состоянии стыкуются, образуя одно целое и безупречный шов.

Порядок работ при таком виде сварки до пункта № 7 идентичен предыдущему варианту соединения (за исключением того, что муфты для работ не требуются).

Таблица для определения времени нагрева и охлаждения свариваемых элементов

А затем отличается и идет по такому «сценарию»:

  • торцы элементов вставьте в аппарат так, чтобы разогревающая плита оказалась между ними;
  • края прижмите к плите и не меняйте давления нажима до процесса плавления;
  • нагревайте элементы, придерживаясь норм (в этом вам поможет приведенная ниже таблица сварки полиэтиленовых труб);
  • удалите плиту и состыкуйте торцы, оказывая на них равномерное давление;
  • удерживая узел, дождитесь остывания полиэтилена.

Стоит обратить внимание! Чтобы крепление встык было произведено качественно и быстро, используйте приборы с механическим либо гидравлическим приводом.

Монтаж и сварка труб ПНД

Трубы, изготовленные из полиэтилена ПНД, используются практически во всех современных коммуникационных системах, начиная с подачи воды и заканчивая газопроводами и каналами для протяжки кабеля. Они прочные, эластичные и износостойкие. Правильный монтаж трубопроводной системы из полиэтилена обеспечит ее надежность даже в местах стыков трубных отрезков, а знание того, как соединить трубы ПНД своими руками, сэкономит средства на их установку.

Виды трубопроводных систем из ПНД

Из полиэтилена низкого давления изготавливают трубы разного назначения, которые идут на монтаж следующих систем:

  • Водопроводных,
  • Газовых,
  • Канализационных,
  • Дренажных,
  • Обсадных для устройства водяных скважин,
  • Изоляционных для силового либо связного кабеля.

ВАЖНО! Труба ПНД может использоваться как для внутренних коммуникаций, так и для устройства внешних магистралей на открытых местах и под землей.

Установка трубы в систему

Трубы ПНД выпускаются мерными отрезками стандартной длины – по 6 и по 12 метров, а также в бухтах либо катушках большой длины – по 100-500 метров. В процессе их установки в систему в конкретном помещении обязательно потребуется выполнение следующих операций:

  1. Распил (разрез) полиэтиленовых труб под пайку либо фитинговое соединение. Эта операция должна проводиться очень аккуратно, чтобы срез получился максимально ровный, без трещин и заусенцев, перпендикулярный к поверхности трубы. Такой разрез может проводиться с помощью:
    • Ручного либо электрического трубореза, которые справляются с трубами диаметром от 15-ти до 30-ти мм,
    • Кругового резака для бытовых труб диаметрами от 15-ти до 160-ти мм,
    • Так называемой «трубной гильотины», используемой для создания качественного разреза трубы от 63-х до 350-ти мм диаметром,
    • Ленточной пилы, являющейся наиболее дорогим профессиональным инструментом и способной создавать чистые и ровные срезы труб диаметром до 1600 мм.
  2. Распрямление колец бухты в прямые отрезки потребуется при покупке большого метража трубы. Сложность состоит в том, что при выпрямлении трубы можно нечаянно повредить ее. Здесь нужно вспомнить, что материал трубы – ПНД, который является термопластичным полимером. Поэтому для небольшого изменения формы достаточно недолго подержать изделия в теплом месте (в отапливаемом помещении, на солнце) либо обдать их горячей водой. После этого они будут легко гнуться.
  3. Образование угла посредством сгибания прямых отрезков. В этом случае потребуется больший прогрев определенного участка, чем при распрямлении дуги. Для этого используют нагрев той же горячей водой, строительным феном либо простой газовой горелкой.

ВНИМАНИЕ! Для сгиба трубы ПНД нагревать ее следует очень осторожно, так как при малом прогреве она может сломаться на сгибе, а слишком высокая температура может повредить ее.

Способы соединений

Способы соединения полиэтиленовых труб можно разделить на две основные группы: монтаж с помощью дополнительных деталей (муфт и фитингов) и прямая сварка стыков.

Сварка

Сварочные швы обеспечивают наиболее прочное неразъемное соединение с полной герметизацией стыков, выдерживающее нагрузки, аналогичные цельным поверхностям. Пайка применяется к трубам, диаметр которых превышает 50 мм, и требует наличия специального сварочного аппарата.

Сварка отрезков трубы ПНД может проводиться:

  1. Встык. В этом случае требуется особая ровность срезов и смещение их относительно друг друга не более чем на 10 % от толщины стенок трубы. Работа проходит последовательно:
    • Срезы труб очищаются от всех загрязнений и обезжириваются (напр., спиртом или другими веществами),
    • Оба торца нагреваются до вязкости полимера,
    • Отрезки трубы соединяются с применением давления и фиксируются неподвижно до полного остывания. При этом нужно следить, чтобы шов получался ровным, без впадин и выступов для гарантии его надежности.
  2. С применением электросварной муфты. Здесь также потребуется аппарат для работы с такими муфтами, которые имеют встроенную спираль и могут быстро плавиться при ее нагреве:
    • Очищенные и обезжиренные концы трубы закрепляются в муфте,
    • Клеммы аппарата подсоединяются к выходам спирали до начала ее расплава,
    • Труба фиксируется до полного остывания.

ВАЖНО! Сварные муфты обычно применяются в труднодоступных местах, где простая сварка затруднительна: при создании врезок либо ремонте уже смонтированных систем, в колодцах и т.п.

Монтаж

Под прямым монтажом подразумевают создание разъемных соединений с помощью фитингов всех имеющихся видов: муфтовых, угловых отводов, тройников, разводных на 4 отрезка и т.п. Такие соединения обычно осуществляют в системах, где не требуется суперпрочности монтируемых стыков, либо на участках, где может потребоваться демонтаж и реконструкция (например, в частном доме для подключения внешней оросительной системы на летний период).

Бессварочный монтаж может проводиться следующими способами:

  1. Соединение труб с помощью устроенных на них раструбов, оснащенных уплотнительными кольцами, для которого достаточно просто приставить соответствующие элементы труб друг к другу и хорошо прижать.
  2. Фитинговое соединение компрессионными элементами проходит в несколько этапов:
    1. на срез трубы натягивается прижимная гайка;
    2. труба надевается на штуцер фитинга плотно до упора;
    3. прижимная гайка закручивается с помощью ключей.

Видео по монтажу

Все нюансы выполнения работ можно увидеть на нашем видео:

Советы специалистов

Заусенцы могут засорить систему – их удаление обязательно.

Для крепления труб лучше использовать покупные крепления-клипсы.

Через стену трубы обязательно проводят в гильзах. Для гильз используют обрезки стальных или металлических труб большего диаметра.

Как можно согнуть и разогнуть ПНД трубу

Трубы ПНД небольших диаметров можно даже руками. При прокладке под землей, где эстетичность не требуется, лучше разогреть нужный участок феном, аккуратно согнуть безо всякой оправки – при этом изгиб получится с большим радиусом, зато напряжения в трубопроводе будут минимальны. Если требуются аккуратные изгибы малого диаметра, следует после разогрева осторожно уложить заготовку в оправку, сбитую из любых подручных материалов.

Дать остыть – минимум в течение 15 минут. Можно использовать трубогиб, но поскольку полиэтилен – очень пластичный материал, то особой необходимости в его использовании нет.

Если материал поставлен в бухтах, то трубу следует растянуть на солнце, дать ей прогреться и растянуть. Или воспользоваться строительным феном.

Мы надеемся, наш уважаемый читатель, что эта статья поможет Вам сориентироваться и применить на практике описанные способы монтажа труб из полиэтилена низкого давления – современного недорогого материала для трубопроводов холодной воды.

Методы сварки для соединения полиэтиленовых труб

Трубы из полимерных материалов активно заменяют привычный металл при монтаже или ремонте бытовых коммуникаций. Трубопроводы из полиэтиленовых труб используют при устройстве отопления, канализации, водопровода, в централизованном строительстве и в частном секторе. Сварка полиэтиленовой трубы – это самый надежный способ соединения, который применяется для строительства коммуникаций, эксплуатирующихся под давлением.

Особенности монтажа труб из полиэтилена

Монтаж трубопроводов из полиэтилена осуществляют с использованием сварки или фитингов. Только в одном случае соединения получаются разборными — при сборке на обжимных фитингах. Их прочность достаточна, чтобы выдерживать нагрузки индивидуального водяного отопления, но не рассчитана на промышленное давление или гидроудары центрального водоснабжения.

Сварные соединения полиэтиленовых труб обладают большей прочностью, однако монтаж требует специального оборудования и некоторых навыков.

Способы сварки полиэтиленовых труб

Сварные соединения на полиэтиленовых трубопроводах можно получить несколькими способами:

  • Раструбный метод с использованием фитингов.
  • Сварка встык. Требуется специальное оборудование. Метод является наиболее применяемым при монтаже полиэтиленовых труб диаметром более 110 мм.
  • Сварка экструдером. Удобно использовать для изменения направления трубопровода без дополнительных фитингов.
  • Электросварка с использованием специальных фитингов.

Все перечисленные способы сварки полиэтиленовой трубы основаны на молекулярной диффузии (взаимное проникновение, смешивание) полимера при нагревании его до температуры плавления. Отсюда название методов – диффузионные.

Обратите внимание! Для качественного соединения требуются детали из одного производителя! Только это может гарантировать полную идентичность соединяемых полимеров.

Раструбный метод

Выполняется раструбная сварка полиэтиленовых труб с использованием специальных соединительных фитингов.

Инструменты для сварочных работ:

  • труборез;
  • фаскосниматель;
  • калибратор;
  • сварочный аппарат с регулируемым нагревом для полимерных материалов;
  • набор соответствующих насадок для нагревания трубы и фитинга.

Обратите внимание! Если работы проводят при минусовой температуре, то время нагрева соединяемых элементов увеличивают на 1-2 секунды от норматива.

Сварка в раструб выполняется следующим образом:

  • Трубу нарезают на необходимые сегменты.
  • Край, который планируют соединять, обрабатывают фаскоснимателем до получения непрерывной стружки, равной по длине двум окружностям.
  • Калибруют до получения идеальной окружности.
  • Протирают детали и обезжиривают.
  • Закрепляют сварочный аппарат на устойчивую подставку и нагревают. Температуру регулируют при помощи штрих кода фитинга. Если аппарат не оснащен подобной функцией, то температуру нагрева выставляют в 210 градусов. Когда сварочник нагреется до заданной температуры, на нем загорится индикатор.
  • Одновременно на насадки электросварочного аппарата надевают трубу, соединительную муфту и нагревают.
  • Снимают разогретые детали и соединяют физическим усилием.
  • Фиксируют неподвижно до остывания.

Обратите внимание! Сварочное соединение враструб для полиэтиленовых материалов используют на трубопроводах с небольшим диаметром и толщиной стенки до 5 мм.

Этот метод в частном строительстве не находит большого распространения, так как затратен, требует специального оборудования. Соединение на пресс-фитингах проще и достаточно надежно для индивидуальных водопроводных или отопительных коммуникаций.

Соединение встык проводят для деталей, толщина стенки которых более 5 мм Работы проводят чаще всего на магистральных трубопроводах. Оборудование для такой сварки кардинально отличается от сварки в раструб.

Для сварочных соединений методом «встык» потребуется следующее оборудование:

  • Центратор – устройство для неподвижного, соосного закрепления соединяемых концов труб. Имеет два неподвижных и два передвигающихся зажима.
  • Торцеватель – инструмент для обработки среза. Подготовленные срезы должны соприкасаться друг с другом полностью. Допустимый зазор составляет не более 0,5 мм, для трубопроводов большого диаметра это расстояние допустимо увеличить до 0,7 мм. Если зазор при примерке больше, то трубы вновь следует обработать.
  • Сварочный аппарат для торцевой сварки. Он представляет собой нагревательную пластину, покрытую тефлоном.
  • Специальный привод, который сближает и соединяет оплавленные концы трубопровода. Есть гидравлические или механические разновидности.
  • Редукционные вкладыши, которые противодействуют деформации мягкой полиэтиленовой трубы.
  • Блок управления, если процесс автоматизирован.

Сварку проводят в автоматическом режиме. Алгоритм операций следующий:

  • концы трубопровода закрепляют в центровочной станине;
  • снимают фаску и зачищают (операция выполняется одновременно);
  • соединяемые концы одновременно нагревают специальным сварочным «зеркалом», глубина расплавления материала около 2 мм;
  • удерживают под давлением до остывания.

В результате манипуляций должно получиться герметичное соединение с внешним наплавленным валом.

Обратите внимание! Отход от технологии грозит перегревом материала и образованием внутреннего наплыва. Это уменьшает проходимость трубопровода и считается браком в работе.

Сварка встык является недорогой (при наличии собственного оборудования) и повсеместно используется при монтаже централизованных магистралей. Для прокладки индивидуальных коммуникаций оборудование можно взять напрокат.

Сварка экструдером

Сварка с использованием экструдера (специальный инструмент для расплавления гранулированного полимера) применяется в промышленном строительстве для монтажа криволинейных трубопроводов. Это удешевляет работы, поскольку не требует соединительных фитингов.

Соединение полиэтиленовых труб экструдером схематично выглядит так:

  • Трубы обрезают под необходимым углом, очищают от стружки и заусенец.
  • Ветошью стирают грязь с места среза, обезжиривают раствором на спиртовой основе.
  • Вручную сводят срезы встык и фиксируют в необходимом положении точечной сваркой – прихватывают.
  • Тщательно проваривают шов экструдером.

Обратите внимание! Экструдер расплавляет органический полимер, что в результате может выглядеть не слишком аккуратно. Не следует трогать мягкую пластмассу руками. Следует дать ей остыть, после чего можно ножом и наждачной бумагой зачистить полученный шов.

Сварка электросварными фитингами

Монтаж при помощи электросварных фитингов требует закупки дорогостоящих комплектующих. Для работы потребуется особый сварочный аппарат без нагревающегося сегмента.

Электросварные фитинги – это детали для соединения труб из полимерных материалов, внутрь которых вмонтированы нагревательные элементы для расплавления внешней части трубы и внутренней части фитинга. Результатом является сплавление составляющих в одно целое. Для подключения к сварочному аппарату на детали есть готовые контакты.

По технологии выполнения работ монтаж трубопровода на электросварных фитингах является самым простым. Достаточно вставить концы соединяемых труб в фитинг и подсоединить его к сварочному аппарату. Процесс нагрева, расплавления материала трубы и муфты является автоматическим. Для этого на каждой детали имеется особый штрих код с информацией о температуре и времени нагрева.

Недостаток у этого метода соединения полиэтиленовых труб один – его дороговизна.

Рекомендации для проведения качественной сварки

Для того чтобы качественно сварить полиэтиленовый трубопровод недостаточно хорошего оборудования и навыков работы с полимерами. Ошибки могут быть уже на этапе закупки материалов.

Для качественной сварки полиэтиленового трубопровода следует придерживаться следующих правил:

  • Трубы, фитинги следует приобретать от одного производителя. Лучше если это будут заводские материалы уже известных производителей. Расхождение в производителе чревато несовпадением диаметров труб, неоднородностью органического полимера. Несмотря на то, что полиэтилен получают одинаковыми способами, разнородность материала может быть даже у разных партий одного производителя.
  • Трубы и фитинги от разных брендов могут иметь расхождение во времени нагрева. Перегрев одного из элементов оплавит деталь и сделает соединение бракованным.
  • Чистота при проведении работ очень важна. Попадание в место сварочного стыка пыли, взвешенных частиц, песка или следов масляных элементов сделает соединение неспособным выносить нагрузки.
  • Обязательно соблюдение полной неподвижности свариваемых деталей до их полного остывания.

Из листового полиэтилена делают всем известные пленки и пакеты. Используется от и для изготовления труб.Трубопроводы из полиэтилена не ржавеют, они легки и долговечны. Их популярность постоянно растет, для множества применяемых методов сварки сформулированы технические условия. ТУ «Сварка полиэтиленовых труб» регламентированы ГОСТ Р-ИСО 12176-1.

Этот ГОСТ описывает также правила подготовки к сварке и методы контроля качества.

Особенности монтажа

Главная особенность монтажа трубопроводов из полиэтилена — на них не нарезают резьбу. Все соединения делаются либо сварными, либо обжимными.

  • Разборные обжимные соединения выполняются с использованием специальных фитингов с конусными зажимными гайками. Их установка не требует дорогостоящего оборудования- достаточно секатора для пластиковых труб и пары гаечных ключей. Этот способ весьма популярен среди домашних мастеров.
  • Неразборные сварные соединения, при условии их качественного выполнения, значительно надежнее и обладают большим сроком службы. Они не подвержены коррозии и старению резиновых прокладок.

Методы сварки полиэтилена достаточно разнообразны. Часть из них не требует дорогостоящего оборудования и высокой квалификации работника и также широко применяется в частном строительстве и ремонте.

Способы

Используются специальные фитинги с раструбами, в которые вставляется обработанные концы. Далее конструкция нагревается, и материал фитинга сплавляется с материалом трубы. Способ отличается надежностью соединения, но достаточно затратен и требует специального сварочного аппарата.

Стыковая техника

Сварка ПЭ труб встык применяется для соединения концов с равными диаметрами и толщиной стенок. Соединяемые поверхности обрабатываются торцевателем так, чтобы достигался максимальный контакт между ними. Они нагреваются, оплавляются, а потом с силой сжимаются друг с другом

Основные операции следующие:

Пластина нагревателя вставляется между обработанными торцами, они оплавляются и начинают передавать тепло далее так, чтобы нагреть участок в 20-30 мм;

Нагрев

Часть трубы, прилегающая к соединению, прогревается и приобретает пластичность. Давление на них на этом этапе практически не оказывается.

Нагреватель выводят из рабочей зоны. Это делается быстро, чтобы не допустить остывания кромок. Нужно также следить за тем, чтобы на них не попали загрязнения, и они не деформировались.

Торцы с силой прижимаются друг к другу. Под давлением оплавленные слои на торцах смешиваются между собой, образуя единый слой.

Охлаждение

Образованный шов остывает и затвердевает. Образуется симметричный буртик. Если его левая и правая часть равны по форме и размерам, сварка полиэтилена прошла успешно.

С экструдером

Метод основан на применении экструдера, расплавляющего гранулированный полиэтилен. При этом не требуется использовать разнообразные соединительные фитинги: они формируются аппаратом в месте шва.

Особенно выгоден способ, если нужно сварить большое число изгибов и поворотов.

Торцы соединяемых участков отрезают под нужным углом, зачищают и обезжиривают.

На первом этапе торцы соединяют несколькими точками сварки, проверяют точность совпадения по размерам и углам. Далее окончательно проваривают весь шов.

Электросварными фитингами

Этот метод требует дорогого оборудования и комплектующих. В каждый фитинг вставлен нагревательный элемент. После совмещения разделанных торцов внутри фитинга к его контактам подключают источник тока, нагреватель сплавляет две трубы и фитинг воедино.

Метод отличается высокой надежностью и долголетием получаемых соединений, используется на ответственных трубопроводах.

Он чрезвычайно прост в применении и не требует высокой квалификации сварщика.

Диффузионный способ пайки

Эта технология проста в применении и не требует дорогих комплектующих и оборудования.

Труба и фитинг вставляются в металлические муфты, закрепленные на поверхности нагревателя сварочного аппарата. Они нагреваются до размягчения и оплавления кромок, а потом соединяются. Оплавленные слои смешиваются, образуя при застывании единое целое.

Он доступен для выполнения своими руками.

Оборудование

Для работы понадобится:

  • труборез-секатор;
  • нож-для снятия фасок на торцах;
  • сварочный аппарат с насадками, подходящими к соединяемым трубам по диаметру.

Потребуется также растворитель для обезжиривания и ветошь для протирки.

Правила проведения работ

Прежде, чем приступить к сварке, необходимо убедиться в выполнении подготовительных работ:

  • необходимо очистить зону шва от механических загрязнений и обезжирить ее;
  • важно соблюдать климатические условия, оговоренные заводом-изготовителем: температуру и влажность;
  • соединяемы детали следует закрепить так, чтобы они не смещались друг относительно друга.

Встык

Рекомендуется такая последовательность действий:

  • закрепить и отцентровать торцы в оправке, оснащенной гидроцилиндрами;
  • торцы выравниваются, на них выполняется фаска;
  • между торцами вкладывают пластину нагревателя, прижимают к ней торцы с помощью гидроцилиндров и нагревают пластик до оплавления;
  • пластину извлекают и гидравликой сдавливают торцы вместе до образования симметричного стыкового буртика.

После остывания оправку снимают и переносят к следующему стыку.

Метод используется для трубопроводов с толщиной стенок от 5 до 50 мм.

В раструб

Раструб на одном из свариваемых концов делается при изготовлении или используется муфта с двумя раструбами. Способ обходится дороже, чес сварка встык, но обеспечивает высокую надежность ввиду большей площади соединения

Сваривать следует в такой последовательности:

  • торцы обрезают и формируют фаску;
  • поверхность очищают от загрязнений и обезжиривают;
  • раструб муфты и торец нагревают паяльником через насадки;
  • соединяют нагретые детали, прижимают и выдерживают до полного остывания и затвердевания шва.

Этот тип соединения используют для более ответственных конструкций, когда надежность и долговечность важнее экономии.

Алгоритм электромуфтовой технологии

Для работы требуется сама муфта со встроенным нагревателем и источник тока подходящего напряжения и мощности.

Торцы обрезают, снимают фаску и обезжиривают. далее их вставляют в муфту и подключают к ней источник тока. После выдержки определенного времени, зависящего от большого или малого диаметра муфты, питание отключают и продолжают удерживать концы до полного остывания и затвердевания.

Особенности действий с полиэтиленом низкого давления

Для того, чтобы сварной стык был прочным и долговечным, следует следить за соблюдением следующих правил:

  • место сварки следует по возможности убрать, очистив от лишних предметов;
  • свариваемые торцы и внутренняя поверхность фитингов необходимо очистит от механических загрязнений и обезжирить;
  • до полного остывания и затвердевания шва трубы должны быть зафиксированы друг относительно друга;
  • при нагреве торцов и фитингов нужно пользоваться специальным паяльником, использовать для этого фен недопустимо;

Дополнительные требования зависят от выбранного метода сварки ПЭ труб и указаны в руководстве пользователя к сварному оборудованию.

Также на нашем сайте читайте статью о сварке ПНД труб

Нюансы предварительной подготовки

Высокого качества сварки полиэтиленовых труб невозможно достигнуть без тщательной подготовки:

  • оборудование для сварки должно быть исправным и чистым;
  • при использовании гидравлики необходимо следить за уровнем жидкости в системе;
  • ножи и другой инструмент, используемые для обрезки и торцевания, должны быть остро отточены и не иметь следов коррозии:
  • место сварки необходимо очистить от посторонних предметов, загромождающих рабочую зону.

Следует также тщательно выполнять требования инструкции по использованию конкретного сварочного оборудования.

Требования к качеству соединений

Сварные швы должны соответствовать следующим условиям:

  • отсутствует радиальное смещение труб;
  • отсутствует угловое смещение труб и фитингов относительно друг друга;
  • при сварке встык буртики должны быть идентичны по форме и размерам;

Важно! Перед допуском в эксплуатацию проводится испытание трубопровода с обязательным осмотром всех стыков и выявлением подтеканий.

Существует несколько методов сварки ПЭ труб. Конкретный метод выбирают исходя из диаметра, требований к прочности и долговечности стыков, а также из бюджетных соображений.

8 Параметры сварочного процесса

Казалось бы, с вводом в действие ГОСТ Р 55276 анархия кончилась. Или скоро кончится. Законными на территории РФ останутся только режимы стыковой сварки полиэтиленовых труб, описанные в ГОСТ.

Однако в Европе в извечной конкуренции между нормами DVS (Германской ассоциации сварщиков) и стандартами ISO чаще побеждают нормы DVS. Возможно, потому, что нормы DVS более пригодны для непосредственного использования. В частности, подготовка труб к сварочному процессу здесь нормирована в цифрах — и допустимое несовпадение стенок труб, и допустимый зазор между торцами. Температура нагретого инструмента (сварочного зеркала) здесь также описана подробно — в зависимости от материала трубы и толщины стенки. А не в виде широкого допустимого диапазона без пояснений.

В нашей стране нормам DVS тоже пока больше доверяют. Режимы стыковой сварки труб из ПЭ и ПП, регламентированные нормами DVS, соответствуют нашим нормативам, успешно применявшимся в течение десятилетий — ОСТ 6-19-505-79 и ВСН 003-88 и др.

В итоге европейские производители стыковых сварочных машин по умолчанию поставляют их со сварочными таблицами согласно нормам DVS, а российского потребителя это полностью устраивает.

Тем не менее, следует учитывать, что режимы стыковой сварки согласно ISO 21307 в Европе или согласно ГОСТ Р 55276 в России обладают не меньшей легитимностью, чем нормы DVS. И приводят в итоге к более-менее тому же результату, во всяком случае с точки зрения прочности и надежности сварного соединения. Осталось только понять, есть ли смысл отдавать им предпочтение и в каких случаях.

ГОСТ (и его прототип ISO) описывает 3 режима стыковой сварки – при единственном низком давлении, при двойном низком давлении, при единственном высоком давлении. Речь идет о давлении, создаваемом в материале свариваемых изделий на стадии формирования сварного шва и остывания. ГОСТ не дает разъяснения, в каких условиях какой из режимов предпочтителен. Некую ясность дает только пристальное изучение их особенностей.

8.1 Краткое сравнение режимов стыковой сварки

8.1.1 Первый режим – Сварка при единственном низком давлении

Этот режим стыковой сварки ПЭ труб можно назвать классическим, поскольку он очень близок к DVS 2207-1, ко всем другим национальным технологиям европейских стран, а также к режимам, когда-либо описанным в Российских нормативах. Возможно, поэтому его описание более, чем у других режимов сварки полиэтиленовых труб, пригодно для непосредственного использования сварщиком.

Существенные отличия от двух других режимов сварки, описанных в ГОСТ:

  • По сравнению с третьим режимом стыковой сварки, первый режим может выполняться на более дешевом оборудовании. Поскольку регламентированное сварочное давление – всего 1,7 кгс/см2 (в DVS 2207-1 похоже: 1,5 кгс/см2) . Существенно ниже просто нельзя, иначе обеспечить прочность сварки уже будет нельзя ни удлинением времени, ни увеличением температуры нагревателя. Самое низкое сварочное давление обозначает, что нет необходимости в чрезмерно мощном гидравлическом агрегате. Расплата за это – несколько большей продолжительностью цикла сварки стыкового соединения.
  • По сравнению со вторым режимом стыковой сварки, первый режим требует длительного поддержания давления на фазе остывания. Это позволяет снизить температуру нагретого инструмента, уменьшить время нагрева, а главное – сократить общую продолжительность цикла сварки стыкового шва.

8.1.2 Второй режим – Сварка при двойном низком давлении

Этот режим стыковой сварки полиэтиленовых труб разработан для сварочных аппаратов, которые не только не могут обеспечить сварочное давление выше 1,5 кгс/см2, но даже такое давление могут поддерживать только в течение короткого времени.

Существенные отличия от двух других сварочных режимов, описанных в ГОСТ:

  • По сравнению с третьим режимом стыковой сварки, второй режим не требует дорогостоящего оборудования, способного создавать высокое сварочное давление.
  • По сравнению с первым режимом стыковой сварки, второй режим не требует длительного поддержания сварочного давления – всего лишь 10 сек в начале остывания. Для того чтобы такое непродолжительное сжатие обеспечивало удовлетворительную прочность шва, пришлось увеличить температуру нагретого инструмента и время нагрева.

По нашему мнению, второй режим стыковой сварки практической ценности не имеет по двум причинам: (1) за долгую практику продаж сварочного оборудования и изучения оборудования конкурентов нам не приходилось встречать аппаратов, не способных поддерживать давление в течение длительного времени, а главное (2) второй режим стыковой сварки и в ГОСТе, и в первоисточнике ISO 21307 описан противоречиво и вряд ли пригоден для практического применения. Поэтому далее рассматривать его не будем.

8.1.3 Третий режим – Сварка при единственном высоком давлении

Этот режим стыковой сварки полиэтиленовых труб сводит продолжительность сварки стыковых соединений к минимуму, не обращая внимания на повышенные требования к оборудованию. А производители оборудования – извольте соответствовать.

Существенные отличия от обоих других режимов стыковой сварки, описанных в ГОСТ:

  • Третий режим сокращает чистое время сварочного процесса в 2.0-2.5 раза (см.п.8.3). И это безусловный плюс.
  • Третий режим требует сварочное давление 4,2÷6,2 кгс/см2. Это в 3 раза выше, чем у первого режима. И в 3.5 раза выше, чем у DVS 2207-1. Это обстоятельство имеет две стороны медали. С одной стороны, для сварки большой трубы (близко к верхнему пределу рабочего диапазона сварочной машины) потребуется в разы более крепкий центратор и более мощный гидравлический агрегат. Другими словами, более дорогая машина. Но с другой стороны, при сварке маленькой трубы (близко к нижнему пределу рабочего диапазона сварочной машины или немножко ниже диапазона) третий режим оказывается настоящим спасением!

8.2 Сравнение параметров сварки ПЭ труб при низком и высоком давлении

8.2.1 Температура нагревателя

Температура T нагретого инструмента имеет значение для двух фаз сварочного процесса – фаза 1 (оплавление) и фаза 2 (нагрев). Далее нагретый инструмент убирается из зоны сварки и больше в процессе не участвует.
Главное и единственное назначение нагретого инструмента – нагреть торцы труб.
График распределения температуры по оси трубы непрерывно изменяется в течение всего сварочного процесса. Нас сейчас интересует, какой будет температура свариваемых торцов в момент их касания после удаления нагретого инструмента (технологическая пауза).

Как известно, термопласты при нагреве переходят вначале в пластическое состояние, а затем в вязко-текучее. Граница между этими агрегатными состояниями размыта. Мы условно обозначим пластичный термопласт красным, а вязко-текучий – синим (рис.25).

Температура перехода в вязко-текучее состояние TВТ у каждого термопласта своя. Кроме того, скорость течения материала в дальнейшем зависит от сварочного давления. Другими словами, от сварочного давления зависит температура сварки термопласта. Для полиэтилена трубных марок с расчетом на сварочное давление 1,5-1,7 кгс/см2 температуру вязкой текучести TВТ можно считать примерно равной 190-195ºC. А если ориентироваться на сварочное давление 4,2-6,2 кгс/см2, то для того же полиэтилена TВТ должна быть около 180-185ºC.

Следует также учитывать, что характеристики одной и той же трубной марки полиэтилена могут несколько отличаться в различных производственных партиях – это из-за погрешностей в производстве сырья.

Во время технологической паузы поверхность торцов успевает немного остыть (рис.25). Для того чтобы торцы труб слиплись под действием сварочного давления, температура поверхности торцов должна гарантированно оставаться выше TВТ, даже с учетом этого остывания.

Рис. 25 Изменение температуры торцов при перестановке

Таким образом, ограничивающие условия выбора температуры T нагретого инструмента для каждого определенного термопласта и с учетом определенного сварочного давления становятся понятны:

  • С одной стороны, температура нагревателя должна быть как можно ниже, чтобы не вызывать излишней термодеструкции материала труб.
  • С другой стороны, нагретый инструмент должен быть достаточно горячим, чтобы даже после технологической паузы материал торцов был достаточно текучим под воздействием сварочного давления. Т.е. температура T нагретого инструмента должна быть не ниже, чем TВТ плюс запас ΔT1 на остывание во время перестановки и плюс запас ΔT2 на возможные погрешности – в производстве сырья и в работе самого нагревателя.

Если учитывать только эти три параметра, то температура нагретого инструмента для сварки труб с любой толщиной стенки должна быть одинаковой и зависит только от дальнейшего сварочного давления. Но тут примешивается еще одно досадное обстоятельство – одновременно с получением тепла от нагревателя и в дальнейшем одновременно с остыванием торцов во время технологической паузы часть тепла рассеивается в воздух через стенки труб. Если рассмотреть стенку трубы в разрезе (рис.26), то становится понятным, что доля потерянного тепла тем больше, чем тоньше стенка трубы.

Рис. 26 Сравнение рассеивания тепла через стенку у труб с различной толщиной стенки

Получается, что к температуре нагретого инструмента нужно добавить еще один «кусочек» ΔT3 – для компенсации рассеивания тепла через стенки труб. И этот «кусочек» ΔT3 тем больше, чем меньше толщина стенки трубы. Тогда получается, что оптимальная температура T нагретого инструмента зависит от толщины стенки трубы. Согласно DVS 2207-1, для полиэтилена высокой плотности ПВП эта оптимальная температура соответствует графику на рис.27.

Рис. 27 Зависимость температуры сварочного зеркала от толщины стенки труб из ПВП (ПНД)

В ГОСТ Р 55276 такая подробная зависимость температуры нагревателя от толщины стенки не приводится. Для первого режима сварки полиэтиленовых труб (низкое давление сварки) предписана температура нагревателя 200÷245°C, для третьего режима (высокое давление сварки) – 200÷230°C. Однако мы теперь понимаем, что нижнее значение допустимого диапазона предназначено для больших толщин и высоких температур воздуха, в то время как верхнее значение диапазона – для малых толщин и низких температур воздуха.

8.2.2 Время нагрева торцов

Время t2 нагрева торцов (т.е. продолжительность фазы 2) определяется глубиной прогрева, которую мы хотим достичь. Здесь 2 ограничения:

  • Если глубина прогрева будет слишком малой, то накопленного в трубе тепла не хватит даже на технологическую паузу. Без подпитки теплом от внутренних слоев остывание поверхности торца ΔT1 будет слишком большим (рис.28 а), а итоговая температура к моменту создания сварочного давления – слишком низкой.
  • Если глубина прогрева будет слишком большой, то длинный кусок трубы потеряет структурную жесткость и в дальнейшем просто сомнется, когда мы с усилием сожмем трубы для осадки и остывания (рис.28 б).

Рис. 28 Глубина нагрева торцов труб

В итоге оптимальная глубина прогрева для каждой трубы примерно равна толщине стенки (рис.28 в) – тогда и распределение температуры достаточно плавное, и труба не сомнется при осадке.

Теперь, зная оптимальную глубину прогрева, температуру нагретого инструмента и теплотехнические характеристики полиэтилена, легко посчитать оптимальное время прогрева для труб с любой толщиной стенки EN. ГОСТ определяет это время в секундах формулой (11±1)EN для обеих процедур – и для низкого сварочного давления, и для высокого.

DVS 2207-1 приводит время нагрева в виде таблицы, которая интерполируется близкой функцией: 10EN.

8.2.3 Максимально допустимое время технологической паузы

Допустимая продолжительность t3 технологической паузы ограничивается двумя основными процессами, происходящими с нагретым полимером на воздухе – остывание и окисление. Если не уложиться в регламентированное время, то торцы труб либо не слипнутся при сварочном давлении, либо тонкий слой материала в зоне шва будет окисленным, непрочным.

У горячего полиэтилена окисление сравнительно небольшое, ограничение времени технологической паузы определяется в основном процессом остывания – в отличие, например, от ПВХ, у которого основные разрушения приносит окисление. Таким образом, для полиэтилена максимально допустимое время технологической паузы определяется скоростью остывания (зависит от толщины стенки) и минимально допустимой итоговой температурой (зависит от дальнейшего сварочного давления).

Для первого режима стыковой сварки полиэтилена (низкое давление сварки) ГОСТ определяет максимальную продолжительность технологической паузы в секундах формулой 0,1EN+4, для третьего режима (высокое давление сварки) – 0,1EN+8.

DVS 2207-1 приводит максимальную продолжительность технологической паузы в виде таблицы, которую можно интерполировать похожей функцией с сохранением того же принципа: чем больше толщина стенки, тем больше допустимое время перестановки.

8.2.4 Величина сварочного давления

После нагрева и технологической паузы распределение температуры по оси трубы соответствует графику на рис.25. Где горячее, там материал больше подвергся термодеструкции. И после остывания будет менее прочным.

Как же не потерять прочность трубы при менее прочном материале? Выход один – увеличить толщину стенки трубы в этом месте.

Если мысленно разбить трубу на участки очень малой длины (рис.29), то станет понятным, что каждый участок был нагрет до вполне определенной температуры, соответственно, претерпел вполне определенное ухудшение прочностных свойств в результате этого нагрева, и требует вполне определенного относительного увеличения толщины стенки для компенсации этого ухудшения.

Чтобы достичь такого неравномерного увеличения толщины стенки, свариваемые трубы необходимо с усилием прижать друг к другу, пока нагретые слои не остыли. Тогда каждый участок трубы «расплющится» и увеличит толщину стенки тем больше, чем больше он был нагрет и чем большую термодеструкцию претерпел. Всё понятно, логично и целесообразно.

С каким же усилием необходимо прижать трубы друг к другу, чтобы увеличение толщины стенки в каждом сечении компенсировало ухудшение прочностных свойств материала в этом сечении?

Понятно, что величина относительного расширения зависит от сварочного давления. Т.е. при одинаковом нагреве режим стыковой сварки при высоком давлении даст большее увеличение толщины стенки, чем режим сварки при низком давлении. Однако следует помнить, что во время дальнейшего остывания полиэтилен сохраняет эластичность, которая снижается со снижением температуры. И после снятия сварочного давления достигнутое нами утолщение стенки несколько отыграет назад. Чем раньше снимем давление, тем сильнее отыграет. Подробнее об этом – в п.8.2.6.

Рис. 29 Распределение нагрева

Малое сварочное давление (1,5-1,7 кгс/см2) рассчитано на то, что такое давление будет действовать, пока температура полиэтилена не снизится до 40-45°C.

А увеличение толщины стенки при сварочным давлении 4,2-6,2 кгс/см2 будет гораздо больше. Тогда остывание под давлением можно закончить гораздо раньше, остаточного увеличения толщины стенки все равно будет достаточно.

8.2.5 Время осадки

По истечении технологической паузы сварочное давление достигается не мгновенно, а занимает некоторое время, называемое фазой осадки, или фазой подъема давления. Хотя бы потому, что ни один привод не способен выполнить такую работу мгновенно. Но есть и другая причина.

Снова рассмотрим график распределение температуры в момент касания труб после технологической паузы (рис.25). Как видим, тонкий слой материала находится в вязко-текучем состоянии, т.е. имеет температуру выше TВТ. Это необходимое условие, мы к этому специально стремились, иначе торцы труб не слипнутся при контакте.

Если мы теперь резко создадим сварочное давление, в этом тонком слое будет особенно сильное течение выдавливаемого материала. Это течение материала бессмысленно увеличит наружный и внутренний грат, что, в частности, снизит проходимость трубопровода в месте стыкового сварного шва (рис.30).

Рис. 30 Увеличение грата

Но главная проблема – в другом. Направленное течение термопласта в тонком зазоре приведет к последующей направленной кристализации полиэтилена, что снизит прочность трубопровода на разрыв вдоль оси трубы.

Короче говоря, нельзя допустить выраженного течения материала в тонком зазоре. А это значит, что полное сварочное давление можно применять только когда немного остынет наш самый горячий тонкий слой материала. А именно, когда он успеет отдать часть тепла соседним слоям материала (рис.31).

Рис. 31 Изменение распределения температуры

На это перераспределение тепла уходят считанные секунды. Очевидно, что чем больше толщина стенки трубы и, соответственно, чем больше глубина прогрева торцов и чем толще слой вязко-текучего материала, тем это перераспределение тепла занимает больше времени. Для первого режима сварки полиэтиленовых труб (низкое давление сварки) ГОСТ Р 55276 определяет его в секундах формулой 0,4EN+2.

Однако есть противоположная опасность. Если сварочное напряжение создать с большой задержкой, его величина может оказаться недостаточной для утолщения остывшей стенки. И эта опасность страшнее возможного увеличения грата и направленной кристаллизации. Поэтому ГОСТ называет указанное время осадки «максимальным».

8.2.6 Время остывания

Когда мы сжимаем трубы на фазе 4 (осадка) силой F5 и поддерживаем созданное сварочное давление в течение фазы 5 (остывание), характер деформации материала в зоне нагрева – одновременно пластический (необратимый) и эластический (обратимый). Под воздействием сварочного давления стенка трубы утолщается, продолжая упруго сопротивляться силе F5.

Если в какой-то момент мы уберем сжимающую силу F5, наша деформация заметно вернется назад (рис.32).

Рис. 32 Прерывание усилия осадки

Чем позже мы уберем усилие прижима, тем меньше вернется назад наша деформация. Объясняется это просто. По мере остывания термопласта силы Ван-дер-Ваальса, действующие между звеньями соседних макромолекул, начинают преобладать на силами теплового колебания звеньев. Можно упрощенно сказать, что материал твердеет в том положении, в котором его насильно удерживают.

До какой же температуры необходимо остудить материал, чтобы можно было убрать сжимающую силу F5 и не бояться, что деформация вернется назад слишком сильно? Все зависит от того, насколько большая деформация была создана вначале, т.е. какое сварочное давление ее вызвало. Если увеличение толщины стенок изначально было создано низким сварочным давлением (1,5-1,7 кгс/см2), то запаса практически нет, остужать придется до температуры 40-45°C. Для первого режима сварки полиэтиленовых труб (низкое давление сварки) ГОСТ определяет минимально допустимое время остывания в минутах формулой EN+3.

А если изначально увеличение толщины стенок было вызвано высоким сварочным давлением (4,2-6,2 кгс/см2), то, согласно ГОСТ, остывание под давлением можно закончить через (0,43EN) минут, остаточное утолщение стенки все равно будет достаточным для компенсации термодеструкции, возможного несовпадения стенок труб и возможных ошибок оператора. Вот откуда берется экономия времени у третьего сварочного режима.

Далее общее правило для любых сварочных режимов: ни в коем случае нельзя пытаться ускорить процесс остывания, поливая зону сварного соединения водой, или другими методами. Это приведет к созданию внутренних напряжений в материале и, в результате, к общему ослаблению сварного соединения. Чтобы наглядно проиллюстрировать, как это работает, возьмем горячую полиэтиленовую пластину и мысленно разобьем ее на 2 слоя – верхний и нижний (рис.33). Если мы теперь сверху польем пластину водой, верхний слой быстро остынет. Поскольку полимеры имеют высокий коэффициент температурного расширения, верхний слой при остывании уменьшится в размерах. Нижний слой пока горячий и мягкий, он мало препятствует сокращению размеров наружного слоя; вместо этого он сам без особого сопротивления уменьшает свою длину и увеличивает толщину. Поэтому пластина выгнется вниз совсем незначительно.

Теперь начинает остывать нижний слой. При остывании он также стремится уменьшить все свои размеры. Однако остывший твердый верхний слой упруго сопротивляется уменьшению длины. В результате пластина очень заметно выгнется вверх.

Рис. 33 Охлаждение водой

А вот у стенки трубы (в т.ч. в зоне сварного шва) нет возможности выгнуться. В случае охлаждения водой она сохранит форму, но внутренний слой будет растянут, как пружина. Это сильно ослабляет стенку трубы. Правда, справедливости ради следует сказать, что в полиэтилене внутренние напряжения исчезают очень быстро. Через 2-3 года от них не останется и следа. Если только за это время давление воды (или газа) внутри трубы не порвет наш сварной шов, ослабленный внутренними напряжениями.

8.2.7 Давление оплавления; высота первичного валика

Теперь вернемся к началу сварочного процесса.

Когда торец трубы впервые касается сварочного зеркала, необходимо как можно скорее достичь полного теплового контакта между поверхностями торца трубы и сварочного зеркала. Единственный способ сделать это – прижать трубу к сварочному зеркалу со значительным усилием, чтобы оплавляемый материал начал течь и вытеснять воздух из пустот. При этом некоторое количество расплавленного материала выдавливается по всему периметру торца трубы в виде наружного и внутреннего грата, что является наглядным свидетельством «подгонки» поверхности торца трубы к поверхности сварочного зеркала (рис.18).

Давно разработанные режимы стыковой сварки (в т.ч. DVS) были придирчивы к форме получившегося первичного валика, по этой форме косвенно определялось давление, при котором он был создан. Первичный валик в форме острого лепестка (рис.34) свидетельствовал о слишком высоком давлении на первой фазе сварки и считался ошибкой.

Рис. 34 Грат в форме острого лепестка

Действительно, старые одномодальные марки полиэтилена вели себя именно так, а острый лепесток, теоретически, создавал «концентратор напряжений» во внутреннем углу. Однако современные би- и полимодальные марки полиэтилена отличаются плавной термомеханической кривой, их текучесть более плавно увеличивается с ростом температуры и давления. Форма первичного валика при давлении, явно превышающем 1,5-1,7 кгс/см2, может быть самой неожиданной, от капли до плоского столбика. В результате форму первичного валика оставили в покое, а вместе с этим любое давление на фазе оплавления торцов перестали считать ошибкой.

Теперь логика при выборе давления оплавления – следующая. Маленькое давление нежелательно, иначе формирование первичного валика займет слишком много времени. Кроме того, с точки зрения удобства управления сварочным аппаратом, проще перед началом сварки стыкового шва один раз настроить регулировочный клапан на определенное сварочное давление, и затем использовать это давление как при оплавлении торцов, так и при формировании сварного шва.

Согласно ГОСТ Р 55276, рекомендованное давление оплавления торцов для первой процедуры равно 1,7±0,2 кгс/см2, для третьей процедуры – 5,2±1,0 кгс/см2.

А что же с продолжительностью оплавления? Как уже сказано выше, выдавливание наружного и внутреннего валика является свидетельством процесса «подгонки» поверхности торца трубы к поверхности нагревателя. Количество материала, которое необходимо выдавить, чтобы быть уверенным в полной подгонке поверхности торца трубы к поверхности нагретого инструмента, с некоторым запасом определено для различной толщины стенки трубы, с расчетом на самую высокую (допустимую в ГОСТ Р ИСО 12176-1) шероховатость сварочного зеркала. Согласно ГОСТ Р 55276, для первого режима сварки полиэтиленовых труб (низкое сварочное давление) минимальный размер первичного валика в миллиметрах выражается формулой 0,1EN+0,5.

Интересно, что для третьего режима стыковой сварки (высокое сварочное давление) размер первичного валика в ГОСТе не определен. Зато определен (опять же, в миллиметрах) размер валика, который должен получиться по окончании нагрева: 0,15EN+1. Это одна из причин, по которым сварщик не может непосредственно использовать описание режима стыковой сварки при высоком давлении – невозможно понять, при каком первичном валике закончить оплавление (сбросить давление), чтобы по окончании нагрева получить валик предписанного размера. Можно сделать предположение, что при нагреве размер валика увеличивается незначительно, и ориентироваться на указанный размер вторичного валика уже при оплавлении. Однако оставим это разработчикам технологических карт сварки полиэтиленовых труб.

8.2.8 Давление нагрева

Главная задача фазы нагрева – прогреть торцы труб на нужную глубину. Это значит, что давление нагрева должно быть достаточно малым, чтобы размер валика больше не увеличивался. В теории – давление должно быть нулевым.

Но это только в теории. При практическом применении нулевое давление нагрева может привести к нечаянной потере контакта между торцом трубы и нагревателем. Особенно если давление перемещения мало и/или если давление перемещения определяется не трением (или не только трением), а сползанием трубы с наклонного склона.

Теоретическая часть описания обеих процедур в ГОСТ рекомендует давление нагрева в диапазоне от 0 до давления перемещения. Однако пример, приведенный ниже в ГОСТ, устанавливает давление нагрева на уровне 0,25 кгс/см2 сверх давления перемещения, и такая величина пригодна для практического применения.

8.3 Сравнение длительности сварки при низком и высоком давлении

Для оценки выигрыша во времени сварки полиэтиленовых труб, который обеспечивает третий режим стыковой сварки (при высоком давлении) по сравнению с первым режимом (при низком давлении) попробуем сравнить время сварки при разных режимах для труб с одинаковой толщиной стенки.
При этом не учитываем время оплавления, время технологической паузы и время осадки. Эти времена малы и не до конца определены. А главное – они вносят разнонаправленный «довесок» в общую продолжительность сварки (оплавление короче при высоком давлении, а технологическая пауза и осадка короче при низком давлении), поэтому для грубого сравнения двух процедур ими можно пренебречь.

Сварочный процесс

Толщина стенки

Время нагрева

Время остывания

Общее время

Низкое давление

5 мм

55 сек

480 сек

543 сек

Высокое давление

5 мм

55 сек

129 сек

199 сек

Низкое давление

30 мм

330 сек

1980 сек

2331 сек

Высокое давление

30 мм

330 сек

774 сек

1150 сек

Низкое давление

70 мм

770 сек

4380 сек

5190 сек

Высокое давление

70 мм

770 сек

1806 сек

2670 сек

Видим, что для труб с малой толщиной стенки режим стыковой сварки при высоком давлении дает выигрыш времени сварки стыка более чем в 2,5 раза. Для средних толщин – примерно в 2 раза. Для больших толщин – чуть менее, чем в 2 раза.

Это только чистое время сварки стыка полиэтиленовых труб. Если учесть время подготовки к сварке стыка труб, торцовку, проверку соосности и пр. – мы, тем не менее, получим оценочную разницу времени в 1,3-1,6 раза. Другими словами, там, где традиционная технология стыковой сварки может сделать 10 стыков в день, процедура сварки при высоком давлении может сделать 13-16 стыков.

ВЫВОД: Принимая во внимание, что стоимость оборудования для стыковой сварки по традиционной технологии и аналогичного оборудования для сварки при высоком давлении отличается примерно в 1,2-1,3 раза, сварка при высоком давлении имеет прямой смысл.

Есть еще мнение, что высокое сварочное давление позволит справиться с «капризами» нестекающих марок полиэтилена. Однако это пока только гипотеза.

ВНИМАНИЕ! Мы привыкли к тому, что по окончании сварки по традиционной технологии (при низком давлении) сварной шов уже остыл до 40-45°C и не боится физических нагрузок. При использовании третьего сварочного режима (при высоком давлении) следует помнить, что по окончании остывания под давлением зона сварки еще довольно горячая, поэтому трубопровод после извлечения из центратора еще некоторое время требует аккуратного обращения.

Годовой (с весны 2014г.) опыт продаж оборудования для сварки полиэтиленовых труб при высоком сварочном давлении показал, что Российские потребители не спешат массово переходить на него, а по-прежнему предпочитают машины для стыковой сварки по традиционной технологии. Автор видит для этого две возможные причины:

  • Режим стыковой сварки при высоком сварочном давлении разработан только для труб из полиэтилена, в то время как для стыковой сварки полипропиленовых труб самыми популярными по-прежнему остаются режимы сварки DVS с низким сварочным давлением. И реализация этих сварочных режимов неудобна на машинах с избыточно мощной гидравликой.
  • В любом ответственном деле новшества воспринимаются с осторожностью. В основном из-за недостатка информации.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *