Зварювання поліетиленових труб

Експлуатаційні та технологічні властивості поліетиленових труб багато в чому схожі з властивостями труб з поліпропілену - несхильність корозії, незарастанія внутрішньої поверхні, хімічна стійкість, екологічність, довгий термін служби при правильній експлуатації. Однак є й відмінності - як позитивного властивості, так і негативного. Відносно низька термостійкість поліетилену не дозволяє використовувати труби з нього для транспортування середовищ з температурою вище 40-50 ° C. Їх застосовують в основному для холодного водопостачання, газопроводів, систем вентиляції і т.п. Виняток становить зшитий поліетилен (PE-X, XLPE, ПЕ-С), який можна експлуатувати при температурі до + 95 ° C. Висока морозостійкість поліетиленових труб (до -70 ° C) робить їх відмінним матеріалом для будівництва зовнішніх трубопроводів.

Сварка пластикових труб встик

Способи зварювання поліетиленових труб

Поліетилен відноситься до групи добре зварюються, через широкого температурного інтервалу вязкотекучего стану (більше 70 ° С) і відносно малою в'язкості розплаву.

Поліетиленові труби зварюють трьома способами - стикового, розтрубного та електромуфтового (із закладними нагрівальними елементами) зварюванням.

Сварка враструб

Зварювання поліетиленових труб враструб не отримала такого широкого поширення, як розтрубна зварка труб з поліпропілену, хоча сам по собі цей спосіб є таким же технічно простим в реалізації і надійним, як і щодо поліпропіленових труб. Пов'язано це, швидше за все, з тим, що поліетиленові труби використовуються в основному для прокладки зовнішніх трубопроводів з великою протяжністю ліній і малим числом поворотів. А розтрубна зварка, як відомо, максимально проявляє свої переваги саме при монтажі внутрішніх трубопроводів, виконуваних з труб невеликого діаметра і прокладаються в приміщеннях з великою кількістю поворотів у всіляких напрямках.

Сварка пластикової труби враструб через муфту

І тим не менше розтрубна зварка поліетиленових труб - технологічний і надійний спосіб з'єднання. Параметри її режиму практично не відрізняються від параметрів зварювання поліпропіленових труб (див. Сварка поліпропіленових труб). Обладнання, що застосовується, всі основні прийоми, значення температури нагріву паяльника і тимчасових інтервалів операцій залишаються такими ж (або майже такими ж), як і для зварювання поліпропіленових труб.

Електромуфтове зварювання

Сварка з використанням заставних нагрівачів (Електромуфтове зварювання) зручна для застосування в місцях з обмеженим простором, де важко або неможливо розміщення обладнання для стикового зварювання. Для неї не існує обмежень щодо мінімального діаметра труб, що з'єднуються. Її можна застосовувати, починаючи з найменших діаметрів - 20-ти мм.

При зварюванні труб фітингами із закладними нагрівальними елементами, нагрів місця стику і розплавлення матеріалу здійснюється спіраллю з металевого дроту, забитої в фітінг, по якій пропускається електричний струм. Тиск в зоні зварювання і герметизація з'єднання створюється за рахунок теплового розширення труби. Щоб здійснити електромуфтового зварювання, необхідно мати саму електрозварні муфту і апарат для зварювання поліетиленових труб, за допомогою якого подають напругу на нагрівальну дріт.

Сварка встик

Як і у випадку з розтрубною зварюванням, технологія зварювання поліетиленових труб стикових способом в основному не відрізняється від зварювання труб з поліпропілену. Різниця полягає лише в тому, що для поліетилену застосовуються дещо менші значення тисків (при нагріванні і осаді) і часу (при нагріванні і охолодженні), ніж для поліпропілену. Порівняльні дані цих параметрів наведені в таблиці нижче.

Параметри режиму стикового зварювання для труб з поліетилену (ПЕНП і ПЕВП) і поліпропілену (ПП)

Сварка встик є основним способом нероз'ємного монтажу поліетиленових труб, починаючи з діаметра 50 мм. Вибір цього значення в якості початкового, обумовлений тим, що товщина стінки 50-ти міліметрових труб досягає 5-ти мм - якраз того значення, при якому гарантується надійне з'єднання. Використання стикового зварювання для труб менших діаметрів недоцільно ще й тому, що утворюється при цьому способі внутрішній грат занадто сильно звужує і без того невеликий прохід.

Стикового зварюванням рекомендується зварювати труби з однаковою товщиною стінки. Іноді з цього правила роблять винятки. В цьому випадку у труби з більшою товщиною стінки знімають фаску під кутом 15 ± 3 ° до осі труби, забезпечуючи, таким чином, однакову площу контактних поверхонь.

Сутність стикового зварювання поліетиленових труб полягає в тому, що оплавлені нагрітим інструментом, до стану вязкотекучесті, торці труб з'єднуються між собою під тиском і витримуються в такому положенні до повного охолодження з'єднання.

Схема стикового зварювання поліетиленових труб

Отримане стикове з'єднання має міцність вище, ніж міцність самої труби. При випробуванні зразка з фрагментом стикового з'єднання на розривної машині, його розрив відбувається за місцем цілого матеріалу, а не по зварному шву (1 - цілий зразок, 2 і 3 - стадії розтягування).

Випробування полімерного зразка звареного стикового зварюванням

Як устаткування для стикового зварювання поліетиленових труб застосовуються зварювальні апарати, що складаються з декількох вузлів, кожен з яких виконує певні функції.

Центратор з чотирма або двома рухомими і нерухомими хомутами служить для затиску, центрування і відомості труб. Торцеватели (рубанок) призначений для обробки їх торців. За допомогою нагрівального інструменту (зварювального дзеркала) здійснюється нагрів труб. Апарат має пристрій, що створює зусилля, що притискує труби до зварювального дзеркала (при нагріванні) і один до одного (при опрессовке). Блоки електроживлення і управління забезпечують подачу напруги на вузли і підтримку всіх параметрів в необхідному інтервалі.

Апарат для стикового зварювання пластикових труб: 1 - торцеватели з ножами по обидва боки, 2 - нагрівач.

Маленьке пристосування для стикового зварювання пластикових труб

Для різання труб використовуються труборізи.

Для стикового зварювання випускаються всілякі фітинги (Спігот).

Основні параметри стикового зварювання. До основних параметрів стикового зварювання відносяться: температура нагріву інструменту, зусилля притиснення труб до зварювального дзеркала і один одному і тривалість операцій. Зміна тиску зручно представляти у вигляді циклограми.

Циклограма стикового зварювання полімерних труб: tоп - час оплавлення торців, tн - час нагрівання (прогрівання), tтп - час технологічної паузи на видалення нагрівача, витребування - час підйому тиску опади, tохл - час охолодження зварного з'єднання під тиском, tсв - загальний час зварювання , Роп - тиск нагрівального інструменту на торці труб при оплавленні, Рн - тиск нагрівального інструменту на торці труб при нагріванні (прогріванні), Рос - тиск на торці труб при осаді.

Контроль за тиском здійснюють за допомогою манометра гідравлічного насоса, що створює зусилля стиснення. Якщо тиск створюється вручну або пристроєм без манометра, контроль здійснюється візуально за формою і розмірами утворюються валиків грата. Час операцій контролюють за секундоміром.

Послідовність операцій зварювання. Стикового зварювання здійснюють в наступному порядку.

• Очищають і знежирюють кінці з'єднуються труб.
• Закріплюють труби в центратор зварювального пристрою і обробляють їх торці різцем (здійснюють торцювання) з метою забезпечення їх перпендикулярності осі. Після торцювання заготовки зводять один з одним для перевірки відсутності зазору. Для труб діаметром менше 110 мм допускається наявність зазорів не більше 0,3 мм.
• Між торцями труб встановлюють зварювальне дзеркало, нагріте до робочої температури - відповідно до інструкції на обладнання і матеріал труб. Для всіх марок поліетилену, температура нагріву інструменту укладається в інтервал 205-230 ° C.
• Притискають торці труб до дзеркала із зусиллям Pоп. що створює тиск 4-6 кг / см 2. - до появи по периметру торців грата висотою 0,5-2,0 мм. Після цього знижують тиск до величини 0,2-0,5 кг / см 2 і підтримують його таким протягом всього часу нагріву. Точні значення тисків і тривалості нагріву містяться в інструкціях на обладнання і труби. Орієнтовні величини наведені в таблиці вище. Сварка ПЕ труб при холодній погоді може вимагати збільшення часу на їх прогрів (збільшувати температуру інструменту неприпустимо). Оптимальне значення тривалості нагріву для різних зовнішніх умов найкраще визначати, виробляючи пробну зварювання на непотрібних обрізках труб.
• Після закінчення часу прогріву, рухливий затиск центратору з трубою відводять на відстань 5-6 см, прибирають зварювальне дзеркало із зони зварювання і зводять труби до зіткнення, створюючи тиск опади pос 1-3 кг / см 2. При цьому візуально контролюють розміри і конфігурацію утворюється грата. Тиск опади витримується в ході всього часу охолодження з'єднання.
• Витягають труби з затискачів центратору.

Вимоги до якості зварних з'єднань

Зовнішній вигляд і параметри правильно виконаного зварного з'єднання повинні відповідати певним вимогам, в числі яких такі.

• Розміри валиків грата повинні відповідати вказаним на малюнку нижче.

• Грат повинен бути рівномірно і симетрично розподілений по колу стику.
• Взаємне зміщення стінок труб, що зварюються в радіальному напрямку не повинно перевищувати 10% від їх товщини.
• Западина (А) між валиками ґрата (лінія сплаву) не повинна розташовуватися нижче зовнішньої поверхні труб.
• Колір грата повинен бути ідентичний кольору труб. Наявність тріщин, пор і сторонніх включень не допускається.

На малюнку нижче зображений зварений шов, виконаний з дотриманням всіх технологічних параметрів. Його відрізняють гладкі, симетричні валики з округлими формами і розмірами, що не виходять за рамки встановлених значень.

Правильна форма грата

А ось так виглядають шви, виконані з порушеннями технології.

Занадто маленький грат

Занадто малі розміри валиків грата говорять про занижений тиск при осаді труб або недостатньому часу прогріву.

Надмірно великі розміри валиків свідчать про підвищений часу прогріву або занадто високій температурі нагрівача.

Занадто великий грат

Зсув торців труб один щодо одного відбувається при поганій центрівці або відсутності фіксації труб в центратор.

Зсув торців труб

Неякісне торцювання (наявність зазору між зімкнутими торцями труб) призводить до нерівномірності розподілу грата по периметру труб.

Деякі особливості монтажу поліетиленових труб

Як і всі матеріали, поліетиленові труби піддаються температурному розширенню і стиску. Труби, укладені в траншеї і засипані грунтом, змінюють розміри в меншій мірі, ніж прокладені на поверхні. Для компенсації температурних розширень при монтажі труб в траншеях використовують укладку "змійкою".

Укладання труби змійкою

Монтаж поліетиленових труб необхідно проводити з урахуванням зниження їх гнучкості при низьких температурах. Не можна допускати занадто малих радіусів вигину. У таблиці нижче наведені значення мінімально допустимих радіусів вигину залежно від зовнішнього діаметра труби і температури навколишнього повітря.

Мінімально допустимі радіуси вигину труб з ПЕ в залежності від зовнішнього діаметра труби

Значення геометричних параметрів дуги при радіусі рівному одиниці

При використанні змісту даного сайту, потрібно ставити активні посилання на цей сайт, видимі користувачами і пошуковими роботами.