Меню

Параметры сварки полиэтиленовых труб встык таблица большого диаметра

Изучаем технологию сварки полиэтиленовых труб

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

Раструбный метод

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:

Оплавление торцов

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.

Вывод нагревательного элемента

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.

Цикл сварка

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.

Сварка полиэтиленовых труб

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


Сварка пластиковых труб встык

Способы сварки полиэтиленовых труб

Полиэтилен относится к группе хорошо свариваемых материалов из-за широкого температурного интервала вязкотекучего состояния (более 70°С) и относительно малой вязкости расплава.
Полиэтиленовые трубы сваривают тремя способами — стыковой, раструбной и электромуфтовой (с закладными нагревателями) сваркой.

Сварка враструб

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


Сварка пластиковой трубы враструб через муфту

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

Электромуфтовая сварка

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

Читайте также:  Крыльцо из металлической профильной трубы

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


Электромуфтовая сварка

Сварка встык

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


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

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

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

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


Схема стыковой сварки полиэтиленовых труб

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


Испытание полимерного образца сваренного стыковой сваркой

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

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


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


Маленькое приспособление для стыковой сварки пластиковых труб

Для резки труб используются труборезы.


Труборез

Для стыковой сварки выпускаются всевозможные фитинги (спиготы).

Основные параметры стыковой сварки

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


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

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

Последовательность операций сварки

. Стыковую сварку осуществляют в следующем порядке.

  • Очищают и обезжиривают концы соединяемых труб.
  • Закрепляют трубы в центраторе сварочного устройства и обрабатывают их торцы резцом (осуществляют торцевание) с целью обеспечения их перпендикулярности оси. После торцевания заготовки сводят друг с другом для проверки отсутствия зазора. Для труб диаметром менее 110 мм допускается наличие зазоров не более 0,3 мм.
  • Между торцами труб устанавливают сварочное зеркало, нагретое до рабочей температуры — согласно инструкции на оборудование и материал труб. Для всех марок полиэтилена, температура нагрева инструмента укладывается в интервал 205-230°C.
  • Прижимают торцы труб к зеркалу с усилием Pоп, создающим давление 4-6 кг/см2, — до появления по периметру торцов грата высотой 0,5-2,0 мм. После этого снижают давление до величины 0,2-0,5 кг/см2 и поддерживают его таким в течение всего времени нагрева. Точные значения давлений и продолжительности нагрева содержатся в инструкциях на оборудование и трубы. Ориентировочные величины приведены в таблице выше. Сварка ПЭ труб при холодной погоде может потребовать увеличения времени на их прогрев (увеличивать температуру инструмента недопустимо). Оптимальное значение продолжительности нагрева для различных внешних условий лучше всего определять, производя пробную сварку на ненужных обрезках труб.
  • После истечения времени прогрева, подвижный зажим центратора с трубой отводят на расстояние 5-6 см, убирают сварочное зеркало из зоны сварки и сводят трубы до соприкосновения, создавая давление осадки Pос 1-3 кг/см2. При этом визуально контролируют размеры и конфигурацию образующегося грата. Давление осадки выдерживается в ходе всего времени охлаждения соединения.
  • Извлекают трубы из зажимов центратора.
Читайте также:  Чем проштробить стену под трубы без пыли

Требования к качеству сварных соединений

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

  • Размеры валиков грата должны соответствовать значениям, приведенным на рисунке ниже.


Параметры грата

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

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

А вот так выглядят швы, выполненные с нарушениями технологии.

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

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

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

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

Некоторые особенности монтажа полиэтиленовых труб

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

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


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


Значения геометрических параметров дуги при радиусе равном единице

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

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

  • 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.

Вступление.

Настоящая инструкция по эксплуатации основывается на действующих правилах, касающихся машин и оборудования для стыковой сварки термопластов. С целью предотвращения опасных ситуаций на всех этапах эксплуатации устройства, прежде всего особое внимание уделено аспектам безопасности труда. Важно знать что инструкцию следует внимательно прочитать перед началом эксплуатации. Так же ее следует использовать во время запуска устройства и всегда держать под рукой. Соблюдение всех вышеперечисленных рекомендаций обеспечит достижение трех основных целей:

  • Обеспечение правильной работы машины;
  • Предотвращение опасности ранения оператора при работе с изделием;
  • Предотвращение повреждения устройства.

Важно! Прежде чем приступить к работе с устройством, необходимо тщательно ознакомиться с настоящей „Инструкцией по эксплуатации”.

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;
Читайте также:  Как заделывать трубу дымохода

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

Основные требования к процессу сварки.

Стыковая сварка должна производиться с соблюдением следующих условий:

  1. Прежде всего, температура окружающей среды в зоне сварки должна составлять от 0 C до +40 C. При высокой влажности воздуха, ветреной или дождливой погоде, а также при низких или высоких температурах необходимо накрыть места сварки с помощью палатки (тента);
  2. Концы свариваемых элементов (торцы труб), должны быть закупорены защитными пробками, чтобы предотвратить быстрое охлаждение нагреваемых поверхностей потоками воздуха, а также избежать возможного попадания загрязнений в зону сварки;
  3. Положение труб следует выровнять с помощью роликовых упоров, которые облегчают перемещение труб;
  4. Торцы свариваемых труб следует обработать перед процессом сварки. После чего не трогать их руками;
  5. Перед каждой сваркой поверхность нагревательной плиты следует очистить и промыть соответствующим чистящим средством для тефлоновой ткани PTFE (например этанолом);
  6. Температура нагревательной плиты должна контролироваться. Температура, установленная на регулировщике, должна иметь параметры, рекомендованные для данного свариваемого материала трубы. Информацию, касающуюся температуры сварки, должен предоставить поставщик трубы. В общем случае, для ПНД труб следует брать значение T = 210 C ± 10 C, как оптимальное для осуществления сварки встык.
  7. Необходимо произвести оценку каждого выполненного шва, которая заключается в контроле над геометрией полученного грата по следующим критериям:
  • Общая ширина грата (B);
  • Впадина между валиками грата (k>0);
  • Смещение (несовпадение) кромок свариваемых элементов (a
    Этапы сварки

    Составление протокола.

    Каждая выполненная сварка должна быть зарегистрирована в протоколе. Протокол прежде всего должен отражать действительные данные выполненной сварки, такие как:

    • Тип и фабричный номер сварочного аппарата;
    • Номер сварочного аппарата. Фамилия, Имя, Отчество исполнителя работ или код сварщика;
    • Дату выполнения сварки;
    • Атмосферные условия (например: температура окружающей среды, осадки и так далее);
    • Параметры свариваемых труб: диаметр и толщина стенки, тип материала;
    • Значения основных параметров цикла сварки таких как: давление, температура нагревательной плиты, продолжительность отдельных этапов;
    • Оценку выполненной сварки – ширину полученного шва.

    Так же сварочный аппарат должен содержаться в технической исправности и чистоте. Более того, устройство должно иметь действующую оценку технического состояния, выданную сервисным отделом производителя. Срок годности нового изделия составляет один год с момента продажи. После годовой эксплуатации сварочный аппарат подлежит процедуре “калибровка изделия”, после проведения которой выдается соответствующий документ.

    Краткая инструкция по эксплуатации к сварочным аппаратам типа ZHCB КРАТКАЯ ИНСТРУКЦИЯ.

    Соблюдение этих условий и требований, обеспечит получение таких соединений, прочность которых отвечает критериям и требованиям стандартов качества.

    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.

    Разновидности трубных материалов из полиэтилена

    В зависимости от используемого полиэтилена различают изделия:

    • из полиэтилена высокого давления;
    • из полиэтилена низкого давления.

    В первом случае трубные материалы, изготовленные из указанного типа полиэтилена, имеют невысокую плотность. По этой причине создание высокого давления в них ведет к уменьшению плотности самого материала.

    Сварка ПНД труб сопряжена с риском их разрушения при изгибах. Для них характерна высокая плотность и способность выдерживать давление в 20 атмосфер. Но при этом материал отличается хрупкостью, что необходимо учитывать, когда осуществляется пайка ПНД труб. Материалы на основе ПНД эксплуатируют для создания водопроводов и канализаций.

    Сварка труб из полиэтилена низкого давления

    В зависимости от способности сдерживать давление различают:

    Напорные применяются при прокладывании напорной канализации и газопроводов. Для них характерен большой размер, поэтому сварка полиэтиленовых труб большого диаметра требует соблюдения особых условий.

    Безнапорные используются для строительства безнапорной канализации, в которой не создается сильное давление. Такие материалы тоже отличаются значительными диаметрами. Средненапорные имеют небольшое давление внутри.

    По типу соединения выделяют изделия:

    Первый тип легко разбирается в процессе использования, а трубные материалы крепятся с помощью фланцев или фитингов, если имеют небольшие диаметры.

    Источник

Adblock
detector