на чем основано образование сварного соединения полиэтиленовых труб
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.
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.
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.
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.
Оборудование для диффузионной сварки
Выше было сказано, что выполнять данный тип робот достаточно просто и особого инструментария при этом не понадобиться.
Понадобятся следующие приспособления:
Также нужно позаботиться о наличии измерительных инструментов, различных тряпок для очистки обрабатываемых поверхностей. Чтобы установить насадки на шине сварочного аппарата придется использовать сантехнические ключи соответствующего размера, а контакты электромуфты можно подгонять при помощи отвертки. Стоимость данного инструментария достаточно мала, а чаще всего большинство приспособлений имеются в доме в качестве подручных.
Правила проведения сварочных работ на ПЭ трубах
Когда производится сварка ПЭ труб встык, различают три основных способа:
У каждого из способов имеются свои технологические особенности, но сварочный процесс в любом случае должен проводиться с соблюдением ряда требований:
Работа с ПЭ трубами по технологии встык
Конкретный способ применим для труб с толщиной стенки от 0,5 до 5 сантиметров. В ходе работ разогреваются торцевые части труб и соединяются между собой под высоким давлением, чтобы фиксация была максимальной вплоть до полного остывания полимеров.
Выполняются работы следующим образом:
Как только материал остынет, будет виден очень прочный и герметичный шов в виде кольца, опоясывающего новенький трубопровод.
Сварка по технологии «в раструб»
Раструб – это довольно известное название функциональной части трубы, которое предполагает ее расширение на конце. Сварка через раструб предполагает помимо разогрева краевых частей изделий ввод меньшего из них в большее. Раструб на одну из труб можно приварить, либо он там будет сделан еще на этапе производства. В качестве привариваемого раструба обычно используют гладкостенную муфту, а уже в ней свариваются две трубы.
В этом случае сварочные работы обойдутся значительно дороже, чем в предыдущем. Причиной такого роста цены является большее количество создаваемых швов и закупка муфты.
Выполняются работы следующим образом:
Все следующие швы делаются по аналогии.
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:
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.
Особенности работы с полиэтиленом низкого давления
На сегодняшний день ПНД очень популярен, как материал, выступающий в качестве замены железным, чугунным или пластиковым трубам. Преимущество его очевидно – это долгий эксплуатационный срок. Монтируются изделия из такого материала достаточно просто, если учитывать широкую функциональность современных аппаратов, используемых при сварке (подробнее: «Соединительная сварка ПНД труб: виды и особенности соединения»).
Стоит знать о некоторых нюансах, чтобы сварка полиэтиленовых трубопроводов дала качественный и надежный результат:
Чаще всего производитель прилагает к своей продукции инструкцию по эксплуатации, что позволяет тщательно ухаживать за трубами. В этом случае сварной трубопровод служит максимально долго и эффективно.
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:
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.
Сварка полиэтиленовых труб — способы, инструкция по монтажу
Обратите внимание! ПНД чувствителен к повышенным температурам, поэтому применяется только для водоснабжения с рабочей температурой до + 40 °С или кратковременным её повышением до + 60 °С
Обратите внимание! Торцеватель с электроприводом значительно ускоряет процесс монтажа, особенно при больших объемах работы, но его стоимость слишком высокая для разовой работы
Обратите внимание! Прижимное давление контролируется встроенным в гидравлический механизм манометром. При его отсутствии необходимое усилие определяют визуально по виду образующихся валиков грата
Обратите внимание! Излишнее усилие при сплавлении торцов труб вредит не меньше его недостаточности. Это ведет к формированию большого внутреннего валика, который будет создавать вихревые потоки и снижать давление воды
Обратите внимание! Чем больше мощность паяльника, тем большее количество ПНД труб он может соединить в единицу времени. Для домашних работ будет достаточно 800-ваттного электроприбора
Обратите внимание! Присоединять и разъединять ПНД детали с паяльником нужно прямо без вращательных движений. Аналогичное правило применяется и при соединении нагретых изделий
Обратите внимание! Приведенные в таблице данные являются ориентировочными, а полагаться следует только на информацию, указанную в инструкции к сварочному аппарату
Обратите внимание! При соединении нагретых деталей их оси должны располагаться максимально параллельно, так как через 20-25 секунд выправить кривизну будет невозможно
Обратите внимание! Электромуфтовое стыковое соединение более прочное, чем сама труба. При тестах на растяжение происходит разрыв самой трубы, а не места сварочного шва
Варианты сварки ПНД труб и этапы ручной работы
Соединение труб из полиэтилена низкого давления (ПНД) в единую магистраль производится разными способами, как разъёмными так и неразъёмными. Один из самых надёжных вариантов — сварка ПНД труб.
Существует несколько методов выполнения сварочных работ, каждый из которых осуществляется по определённой технологии.
Неразъёмные соединения — сварка ПНД труб
Неразъёмный способ соединения — единственно приемлемый вариант для ПНД труб большого диаметра. Он обеспечивает высокий уровень герметичности, который удаётся создать при воздействии высоких температур.
Полиэтилен хорошо поддаётся сварке, так как сохраняет вязко-текучую консистенцию в большом диапазоне температур и отличается невысокой вязкостью расплава.
Независимо от способа создания неразъёмного соединения, к ним предъявляют следующие требования:
Различают три самых востребованных вида сварки — стыковой, раструбный, электромуфтовый. Рассмотрим подробнее каждую из технологий.
Сваривание труб встык
Сварка встык — самый популярный вариант неразъёмного соединения ПНД труб. Технология предусматривает соединение торцов двух отрезков одного диаметра. Толщина стенок у соединяемых элементов тоже должна быть одинаковой.
Соединение напорных труб выполняют в промышленных условиях специальной электрогидравлической и механической техникой, так как она требует повышенной точности и аккуратности.
Ручное сваривание допустимо только на безнапорных трубопроводах.
Особенности сварки встык:
Порядок сваривания встык промышленным способом:
После сварки встык шов получается безупречно ровным и симметричным. Соединение обеспечивает соединение, равнопрочное с цельным трубопроводом. Для выполнения вышеописанного процесса нужны два человека.
Выполняя сварку встык, не допускайте:
Рекомендуется сваривать трубопрокатные материалы ПНД одной марки, но бывает, приходится соединять и трубы разной маркировки.
Учтите, что при слишком сильном сжатии, внутри трубопровода создаются увеличенные наросты, снижающие эксплуатационные качества готовых магистралей. Если давления недостаточно, на сварку затрачивается больше времени. Из-за продолжительного ожидания, нагретый полиэтилен успевает остыть.
Начиная сварочные работы, необходимо согласовать параметры сварки с таблицей, в которой собраны рекомендуемые усилия и давления для разных трубопроводов.
Таблица параметров для сваривания ПНД встык:
Сваривание встык трубопровода экструдером под углом
Путём экструзионной сварки удаётся создать соединение, прочность которого составляет 70% и более от характеристик целостного материала. Такой метод применяют только для сваривания элементов из одного и того же материала.
Экструзионную сварку выполняют посредством следующего оборудования:
Особенности и порядок выполнения работ:
Швы при экструзионной сварке должны остывать без принуждения. Применяют такую сварочную технологию при монтаже безнапорных магистралей. Толщина стенок — от 6 мм, иначе изделие может деформироваться.
Раструбный метод сваривания с использованием фитингов и муфт
Использование сварки враструб позволяет состыковать участки труб разного диаметра. Соединение производится посредством помещения трубы меньшего размера в магистраль большего диаметра. Крепёж осуществляется с помощью муфт, создающих плотное и надёжное соединения.
Последовательность выполнения работы такая же как при сварке встык. Отличаются только применяемые инструменты.
Также могут понадобиться фитинги-тройники — чтобы организовать отводы. За счёт теплового расширения трубы обеспечивается герметичность муфтовых соединений.
Порядок сваривания враструб:
В результате детали сплавляются в единую поверхность. Применяют сварку враструб в отношении изделий с толщиной стенок до 5 мм. Она особенно удобна для участков магистралей, к которым проблематично подать оборудование для стыковой сварки.
Что нужно для сварки?
Сварочные работы предусматривают выполнение высокотехнологичных процессов, для которых необходимо специальное оборудование, основное и вспомогательное.
При выборе инструментов и сварочных устройств, учитывайте способ сварки и параметры труб ПНД.
Инструменты и оборудование
Работа с ПНД требует, чтобы все нагревательные элементы агрегатов имели антипригарные свойства. Тогда их не придётся чистить после сварочных работ. Все приборы, как правило, оснащены контрольными индикаторами и терморегуляторами.
Основное сварочное оборудование:
Практические все агрегаты для сваривания полиэтилена лёгкие и удобные в работе, а их нагревательные элементы легко заменяются.
Применяют сварочные агрегаты:
Нагревательные элементы представляют собой округлые пластины, покрытые слоем ПТФЭ. У них имеется температурная и сетевая лампочка, а также предохранитель. Здесь можно выставлять температуру посредством специального регулятора.
Для сварки изделий диаметром больше 400 мм применяют аппараты:
Особенно ценятся универсальные агрегаты гидравлического типа. С их помощью можно создавать множество сварных швов в минимальные сроки, так как в оборудовании имеются весь необходимый в работе функционал.
Дополнительные инструменты гидравлических аппаратов:
Выполняя сварку любым из вышеприведённых способов, необходимо использовать полный набор инструментов. Если пренебречь тем или иным оборудованием, соединение может получиться недостаточно качественным, а то и вовсе бракованным.
Фитинги для соединения
Фитинги для сварки — элементы, предназначенные для соединения труб, в том числе разного диаметра, а также для создания разветвлений, поворотов трасс. С помощью фитингов можно также соединять трубопрокатные материалы, изготовленные из различных материалов.
Такого рода элементы бывают:
Также бывают компрессионные фитинги, но для сварочных работ они не подходят. Эти полиэтиленовые детали с уплотнителями нужны для создания разъёмных соединений без сварки. Создают средний уровень герметичности.
Трубы ПНД
ПНД — полиэтиленовые трубы, изготовленные при низком давлении, меньше 2 МПа. Готовый материал имеет невысокую плотность, вследствие чего и вес у него небольшой — это делает установку и соединение более простым.
Различают несколько видов таких труб:
Этапы работы
Чтобы процесс сварки труб ПДН протекал без задержек, а его результатом был качественный шов, обеспечивающий долгосрочную работу магистрали, нужно действовать в определённом порядке.
Подготавливаем трубы ПНД перед сваркой
Перед началом сварочных работ необходимо провести ряд подготовительных мероприятий. Если всё сделать правильно, во время сварки не придётся отвлекаться на поиск недостающего инструмента, исправление недочётов и т. п.
Подготовка к сварке:
Отдельного внимания требует сварочное оборудование. Его необходимо проверить — исправно ли, и подготовить к работе.
Как подготовить сварочное оборудование:
Нормативы сварки встык
До определённого времени в России была путаница с нормативной базой сварки ПНД, так как одновременно действовало несколько документов.
С 2013 года работают ГОСТы на оборудование и на технологию стыковых сварочных работ. Это не означает, что импортное, низкосортное сварочное оборудование утилизировали или перестали покупать, однако российские производители получили стимул повышать качество выпускаемых аппаратов.
Действующий ГОСТ 55276 Р 55276-2012 (Трубы и фитинги пластмассовые) позволил унифицировать технологию стыковой сварки ПНД на территории России.
На что обратить внимание:
Производим стыковую сварку своими руками
Имея специальный сварочный аппарат, можно выполнять сварку ПНД труб встык своими руками. Соединение достигается за счёт размягчения полиэтилена и формирования надёжного шва. Этот вариант самый простой и подходит только для изделий равного диаметра, но даже он требует от исполнителя определённых навыков и умений.
Свариванием ПНД трубопроводов встык должен заниматься квалифицированный сварщик, иначе будет трудно добиться точности и надёжности соединения.
Порядок ручной сварки встык:
Если необходимо сварить изделия большого диаметра, рекомендуется использовать автоматический сварочный аппарат, который точно выполнит центровку и стыковку отрезков.
Контроль качества швов
По окончании сварки производят визуальную проверку швов на предмет качества. Существуют ГОСТы на качественные характеристики сварных соединений.
Рекомендации профессионалов
Опытные сварщики, работающие с трубами ПНД, советуют быть во время сварки максимум внимательным и следить за качеством соединения. От того, насколько аккуратны швы, зависит герметичность стыков и долговечность прокладываемых магистралей.
Трубы ПНД — современный недорогой материал, позволяющий создавать магистрали самого разного назначения и конфигурации. Благодаря специальному сварочному оборудованию, из данных изделий можно создавать надёжные трубопроводы, как промышленным, так и ручным способом.
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:
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:
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:
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.
Для сварочных соединений методом «встык» потребуется следующее оборудование:
Сварку проводят в автоматическом режиме. Алгоритм операций следующий:
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:
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: