Технология сварки полиэтиленовыми трубами

Содержание

Область применения и характеристика труб ПНД, как проводится монтаж ПНД труб, оборудование для монтажа труб ПНД, распространенные ошибки при монтаже труб ПНД, пошаговая инструкция монтажа труб ПНД.

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.

Диффузионный способ пайки ПЭ труб

На сегодняшний день полиэтилен все еще не имеет такого авторитета как металл или металлопластик, но по факту его прочностные и эксплуатационные характеристики ничуть не хуже. Современные технологии на этапе производства позволяют сделать ПЭ трубы качественными и надежными. Наиболее интересным способом их сварки считается диффузионный, не требующий использования специального оборудования. Даже новичок сможет выполнить сварочные работы данным способом.

технология сварки полиэтиленовых труб

Полиэтилен высокого и низкого давления (ПВД и ПНД) – это одни из самых популярных полимерных термопластов, пользующихся высочайшим спросом при организации самых разных систем водоснабжения, водоотведения и т.д. Отличительной особенностью полимерного материала является то, что при нагревании он размягчается, поскольку теряется взаимосвязь цепочки молекул между собой. Застывая, он возвращает себе былую прочность, будто трансформации вовсе и не происходило. Именно эта особенность делает полиэтилен идеальным материалом для проведения сварочных работ на нем. Во время размягчения двух изделий их можно соединить, что после застывания приведет максимально прочному скреплению. Между двумя кусками будет создан прочнейший сварочный шов.

технология сварки пэ труб

Производится сварка ПЭ труб под относительно низкой температурой в 270 градусов по Цельсию, что значительно облегчает задачу по выбору оборудования и последующему его использованию. Время работы крайне мало (несколько секунд на каждый этап) и может корректироваться лишь за счет изменения толщины трубопроводов.

Как выполняется сварка полиэтиленовых труб – правила технологии процесса

Полиэтиленовые (ПЭ) трубы очень популярны при создании трубопроводов различных типов. В статье речь пойдет об основных способах, которыми может быть выполнена сварка полиэтиленовых труб, и о нюансах каждого из них.

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.

трубопровод

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.

Сварка встык

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.

Читать статью Изоляция для труб

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.

сварка встык

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.

Электромуфта

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.

Типы сварки ПЭ труб, условия применения

Трубы из полиэтилена соединяют в конструкцию разными способами сварки, каждый из способов применяется в соответствие с определёнными условиями.

Основные виды сварных соединений:

Электромуфтовая. Для спайки туб из ПНД способом электромуфтовой сварки используют муфты из пластика, в которые вмонтированы спиральные элементы, нагревающиеся подачей тока.
Враструб. Сварная стыковка с применением фитингов и муфт предназначена для водопроводных конструкций внутри дома.
Стыковая. Такого рода сварка применяется на внешних участках. Позволяет укладывать коммуникации как в грунт (траншейным способом), так и на поверхности.

Правильные стыковые сварные швы

Правильность выполнения всех сварочных инструкций можно оценить по итоговому внешнему виду полиэтиленового соединения. В случае формирования неправильного шва и высокого риска нарушения герметичности при дальнейшей эксплуатации, лучше обрезать соединение по краям и сварить новое.

В правильно выполненном шве размеры валика грата должны соответствовать нормативным значениям.

Таблица параметров сварного шва

Нормативные параметры рассчитаны на основе лабораторных испытаний. Их соблюдение гарантирует высокую надежность шва и длительный срок эксплуатации трубопровода

Существуют и дополнительные требования к параметрам валиков:

Симметричность и равномерность по всей окружности стыка.
Смещение стенок труб в радиальной плоскости не должно быть более 10% их толщины.
Цвет валиков должен быть идентичен окрасу трубы.
Впадина между гратами не должна заходить глубже уровня наружной поверхности труб.

И конечно, полностью исключается наличие трещин и пор.

1. Нормальный сварной шов. Валики правильного шва имеют округлые размеры и формы, не выходящие за установленные нормы. 2. Шов с маленьким гратом. Маленький грат свидетельствует о недостаточном времени прогрева или слабом сдавлении труб при осадке

Варианты сварных швов

3. Валики с увеличенными сверх нормы размерами. Увеличенный сварной шов может быть результатом избыточной температуры нагревательного оборудования или его неисправностью. 4. Радиальное смещение валиков. Радиальное смещение труб резко снижает прочность соединения и может привести к его разрыву уже на этапе укладки

Читать статью Антикоррозионное покрытие стальных труб

Причиной несимметричности валиков по окружности может быть некачественное предварительное торцевание или расположение торцевателя под наклоном к трубе.

Особенности работы с ПВД и ПНД

Эти два вида полиэтилена немного различаются по своим техническим характеристикам и параметрам. Информация сведена в таблицу.

Характеристика	ПВД (ПНП)	ПНД (ПВП)
Температура плавления, °С	103-110	125-132
Температура размягчения, °С	100	120-125
Жесткость	небольшая	большая
Гибкость	большая	небольшая
Хрупкость	маленькая	больше, чем у ПВД
Прочность	средняя	высокая

При сварке следует учитывать, что для расплавления ПВД требуется более низкая температура, чем для ПНД. ПНД имеет большую прочность, чем ПВД.

Технология и поэтапный процесс сваривания

Предварительно зачищают торцевые поверхности, снимают все заусеницы, выравнивают срез. После этого пластик хорошо обезжиривают.
Торцы труб после стыковки фиксируют в центраторе, допустимый зазор – 3 мм.
В месте шва устанавливают разогретое сварочное зеркало; его нагревают, выставляя температурный режим согласно технологии, значение находят по таблицам, прилагаемым к инструкции зеркала.
Концы с силой прижимают к горячему зеркалу.
Затем ослабляют зажим центратора, вынимают паяльник.
Разогретые поверхности сжимают с усилием, производится оно руками, рычажным или гидроусилителем.

Таблица сваривания полиэтиленовых труб

Важно!

Не каждый стыковой сварочный аппарат может варить газовые трубы. Это зависит от нескольких факторов:

Во-первых, аппарат должен быть гидравлическим, так как от силы сжатия зависит прочность стыка и величина максимально допустимого давления транспортируемой жидкости. Ручные механические аппараты годятся для сварки только водопроводных труб, тем более, чем выше диаметр труб у механических аппаратов, тем меньшее показатель сжатия на стык и тем меньше максимальное давление потоков транспортируемой жидкости.

Во-вторых, сварочный аппарат должен иметь блок протоколирования всего сварочного процесса.

Алгоритм электромуфтовой технологии сварки

Данный способ предполагает наличие у работника простейшего трансформатора и самой электромуфты, в которой нагревательный элемент установлен изначально. Процесс сварки осуществляется достаточно просто: к муфте подсоединяются обе трубы, а также на нее подается электрический ток.

Выполняются работы следующим образом:

Трубы подготавливаются так же, как и во всех предыдущих способах, начиная с обрезки под прямым углом и заканчивая зачисткой.
Трубы вводятся в электрическую муфту, и на нее подается ток от трансформатора.
Когда соединенные трубы остынут можно отключать проводку, но муфта останется в качестве элемента единого с трубопроводом.

как сварить полиэтиленовые трубы в домашних условиях

На самом деле электромуфтовая сварка труб достаточно проста, но требует значительных денежных вложений, поскольку муфта является одноразовым изделием с достаточно дорогостоящей начинкой в виде нагревательных пластин.

Нюансы предварительной подготовке к сварочным работам

Говоря о том, как сварить полиэтиленовые трубы в домашних условиях, нужно учитывать не только правила пользования, но и технику безопасности при работе со сварочным оборудованием.

Залогом успеха является проведение подготовительных работ:

Каждый узел сварочного оборудования должен быть тщательно очищен и проверен на предмет наличия дефектов, которые могут сказаться на качестве и безопасности проводимых работ.
Вся проводка и заземление должны быть проверены на предмет дефектной или вовсе отсутствующей изоляции.
Топливные агрегаты необходимо дозаправлять, либо удалять из них старое застоявшееся топливо и заливать новое.
Обязательно производить контрольный запуск установки, чтобы убедиться в ее работоспособности.
Уровень масла в гидравлической системе сварочного аппарата необходимо проверить и выполнить с ним те же действия, что и с топливом.
Если сварочный аппарат является мобильным, то его перемещение должно выполняться свободно, чтобы работы выполнялись без заминок и без риска для оператора установки.
Ножи торцующего устройства должны быть отточены до идеального состояния, чтобы процесс обработки труб и фитингов происходил оперативно, а в результате получались качественные изделия.
Каждое контрольно-измерительное устройство должно быть исправно.
При работе с ПНД необходимо заранее приобрести в нужном количестве зажимы и редукционные вкладыши, диаметр которых должен соответствовать сечению труб.
Каждую деталь подвергаемую трению следует тщательно смазать. Однако даже при выборе смазочной смеси нужно обращать внимания на требования, выдвигаемые производителями труб.

Читать статью Какими материалами выполняется гидроизоляция труб и в каких условиях

Итог

Соблюдая все правила и инструкции, приведенные в статье, можно получить качественное соединение для полиэтиленовых труб. Способ того, как сварить полиэтиленовую трубу, должен выбираться по основным критериям: простота реализации и доступность для работника с финансовой стороны вопроса. Лучше всего доверить работу специалисту, который возьмет на себя ответственность за все этапы – от закупки необходимых материалов и оборудования до проведения сварочных работ и введения системы в эксплуатацию.

Инструменты для сварных работ

Для проведения сварных работ, в первую очередь, потребуется электросварка. Существует два вида сварочных аппаратов:

основой первого типа является понижающий трансформатор. Регулирование тока такой сварки производится с помощью изменения магнитного зазора или положения реостата. На сегодняшний день такое устройство считается морально устаревшим. Оно имеет значительно большой вес и требует особых навыков;
второй тип – инверторная сварка. Благодаря использованию гораздо меньшего трансформатора, аппарат стал компактным и достаточно легким. Его можно без труда перемещать по комнате или, даже, вешать на плече. Регулировка тока инверторной сварки осуществляется регуляторами с высокой точностью.

Помимо сварочного аппарата нам понадобятся:

электроды. О выборе электродов поговорим позже;
маска. Она нужна для того, чтобы защитить лицо и глаза от сварочных ожогов. Старыми вариантами масок пользоваться было достаточно неудобно. Нужно было настроиться, приставить электрод и лишь потом надевать маску, так как они совсем не пропускали свет. Сегодня рынок предлагает, так называемые, маски-хамелеоны. Они способны автоматически регулировать степень затемненности стекла;
спецодежда. В процессе сварных работ от стыка летят брызги раскаленного металла. Поэтому, лучше обезопасить себя от ожогов с помощью сварочной спецовки;
щетка по металлу или другой абразивный инструмент для зачистки краев стыкуемых элементов;
молоток для обивания шлаков.

Выбор электродов

Качество сварного шва напрямую зависит от правильности выбора электродов. Выбирают их исходя из материала, диаметра и толщины стенки трубы. Сварка тонкостенных труб осуществляется электродом 2-3 мм, толстостенную трубу отопления нужно варить электродом 4-5 мм.

Электроды для сварки

Кроме толщины металлического стержня, электроды отличаются так же толщиной обмазки и ее материалом. Покрытие может составлять от 3 до 20% общей массы.

Напомним, что обмазка в электроде нужна для создания особой среды, при которой сварка осуществляется без доступа кислорода. Но, чем больше слой покрытия, тем больше создается шлаков, которые негативно влияют на качество шва и монолитность конструкции.

Понимание, какими электродами и при какой силе тока правильно варить ту или иную трубу приходит с опытом. Получают такой опыт обычно методом «научного тыка». Однако, чтобы не допустить большого количества ошибок, стоит предварительно обратиться к таблицам соответствий типов электродом, видов труб и тока электросварки.

Подготовка стыков

Начинать варить трубы отопления можно лишь после того, как их стыки будут полностью очищены от мусора и налетов. Если вы новичок, не стоит пытаться сваривать мокрые трубы, так как вода будет кипеть, испаряться и значительно осложнять процесс.

Перед началом работ нужно тщательно подготовить стыки труб

Прежде чем приступать к работе, нужно правильно зачистить края стыкуемых элементов. Для этого используют разные абразивные инструменты, начиная от наждачной бумаги и заканчивая кругом на болгарку, в зависимости от толщины и качества трубы. Начинать сваривать стыки можно лишь после того, как на них не останется заусениц и острых краев.

перед началом сварных работ нужно убедиться, что вблизи стыка труб отопления нет горючих или взрывоопасных предметов. Если они есть, и убрать их не представляется возможным, нужно огородить место работы негорючим материалом, к примеру, асбестом;
рядом с местом сварки нужно поставить емкость с водой, на случай неожиданного возгорания;
убедиться в надежном закреплении заземления и целостности провода сварочного аппарата;
проверить напряжение в сети. Если напряжение слабое или наблюдаются его перепады, в процессе сварки может возникать повышенное шлакование. Чтобы этого избежать, лучше воспользоваться выпрямителем;
зачистить и просушить стыки труб. Опытный мастер может сваривать трубы отопления и по мокрому стыку, однако начинающему это будет серьезно мешать;
надеть сварочный костюм и маску;
на трансформаторе сварочного аппарата устанавливаем нужный ток. Как правило, сварка труб отопления до 5 мм, при толщине электрода 3 мм, на поворотных стыках производится током 100 – 250 А, на неповоротных – 80 – 120 А;
проверяем, правильно ли выбрано напряжение. Для этого зажигаем дугу перемещением электрода на расстояние 5 мм до появления искр. Если искры не возникли, регулируем ток;
выполнив все перечисленные действия, можно приступать к сварке труб отопления.

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.

Источник https://metdveri59.ru/info/tehnologiya-svarki-polietilenovymi-trubami