Параметры сварки полиэтиленовых труб встык. Стыковая сварка полиэтиленовых труб
Рабочий сваривает пнд трубу
Содержание статьи:
ПНД трубы с диаметром от 20 до 1200мм часто применяют благодаря легкости монтажа. Данные трубки могут быть как напорными так и безнапорными. Существуют разъемные способы соединения труб (соединение фланцами и фитингом), а также неразъемные такие как: стыковая сварка полиэтиленовых трубных изделий, в котором применяю аппарат для стыковой сварки, а также соединение полиэтиленовых труб муфтами. В зависимости от того в каких условиях будет проходить эксплуатация применяют определенный вид соединения трубопровода. Сварка пнд труб является наиболее надежным способом.
Сварка труб пнд: технология и применение.
В случае если система будет находиться по давлением обычно используют сварку пнд труб своими руками.
Применятся сварка полиэтиленовых труб различных видов:
- стыковая сварка;
- электромуфтовая сварка;
Сварка пнд труб встык
Перед тем как будет проведена сварка пнд труб своими руками , нужно все приготовить:
- Обработать механическим путем зоны будущого соединения сварки пнд встык;
- Проверяется оборудование для сварки труб пнд. Тут остановимся более детально;
- следует визуально проверить устройство на исправность;
- заправить топливом электрогенератор, провести его тестовый запуск;
- следует отчистить скребок, торцеватель и другие узлы от прилипшего полиэтилена;
- проверьте количество масла на гидросистеме.
Стыковая сварка пнд
Сварка пнд труб встык своими руками тяжелее производится, чем электромуфтовая. Беритесь за процесс если вы уверенны в своих силах и у вас есть квалификация сварщика, а также опыт. Отметим что сварка является экономически процессом потребляющим мало электроенергии.
Аппарат стыковой сварки пнд формирует монолитный шов, равный по качеству и свойствам основному материалу. Осуществляется таким образом соединение полиэтиленовых труб, фитингов и.т.д. Этот способ применим только для одинаковых марок и диаметра, с толщиной стенок не более 4.5 мм и диаметром более 50мм. Температура сварки пнд трубопровода также имеет значение, выполнять соединение следует в диапазоне температур от- 14С до +47С.
Температура сварки пнд труб в среднем составляет 130-140 градусов.
Способ предполагает наличие спец. оборудования.
- Штангенциркуль- для измерения размеров материала;
- Центратор –для фиксациии сдавливания труб восевом направлении;\
- Торцеватель-для мех.. обработки;
- Гидравлический привод –для постоянного давления на трубы с точной регулировкой.
Стыковая сварка полиэтиленового провода: процедура и план действий
- проверяют овальность полиэтиленового изделия, соответствуют ли размеры, удаляют возможные неровности электроторцевателем;
- устанавливают трубы в центратор, соблюдая 4см растояния между торцами;
- далее следует расплавление торцов аппаратом для сварки, начинается процес плавления;
- Следует нагевать трубку в течении определенного времени, в соответствии, которое поможет выбрать таблица сварки пнд тркбопровода.
- Сразу после нагрева производиться соединение пнд встык нагретыми концами труб.
- далее аппарат стыковой сварки труб производт необходимое давление, после чего создается финальный грат.
После остывания полиэтилена создается бурт-герметичный шов. Следует не допускать сдигов стенки труб более чем на 9-10% от их толщины.
Таблицы сварки полиэтиленовых труб
Таблицы времени сварки пнд труб
Видео-Сварка полиэтиленовых труб
Сварка полиэтиленовых труб муфтами
Этот способ менее выгоден с экономической точки зрения, но удобен в условиях малого пространства. Электромуфтовая сварка полиэтиленовых труб часто применяется во время ремонта, это первостепенно для провода до 150-160 мм в диаметре. Если следует создать дополнительный рукав тут этот метод также будет удобным. Грамотно созданное соединение выдержит 14-16 атмосфер давления.
Сварка муфт пнд
Сварка электромуфтой полиэлиестрой трубы
Электромуфта является фасонной деталью различных размеров из пнд материала внутри которой находятся электрические спирали. Существуют различные ее формы для различных видов соединения.
Создание сварочного шва:
- удаление загрязнения труб от жира и других нежелательных веществ;
- на сприраль муфты подается электрический ток что повышает температуру поэтилена и плавит его.
- далее нагреваються торцы под. муфтой
- трубопровод расширяется создавая тем самым необходимое для сварки давление.
- электричество отключается и свариваемая пнд труба остывает, тем самым образовывается надежное герметичное соединение. После остывания, ее извлекают и делают печать документа- протокол электросварки.
Видео-Электромуфтовая сварка труб пнд.
Видео-инструкция
Сварка пнд: цена, аренда
Многие фирмы в крупных городах предлагают услугу-аренду аппарата для сварки пнд труб. Пользователь избегает необходимости купить аппарат для сварки, и получить его во временное пользование, сэкономив средства.
Преимущества аренды аппарата для сварки.
- спец. оборудование довольно дорогое, аренда позволяет экономить;
- есть большой выбор техники в соответствии с вашими меняющимися запросами.
Стоимость аренды колеблется от 2 до 4 тысяч рублей в сутки.
Чтобы устраиваемые коммуникации, выполненные из пластиковых материалов, служили долго, очень важно правильно определиться с температурой пайки полипропиленовых элементов. При устройстве разводок трубопроводов водяных магистралей и отопления на основе полипропилена очень важно в точности выдержать необходимые температурные и временные значения при проведении работ по сварке труб. Если будут допущены отклонения от рекомендованных показателей, то существует риск образования повреждения на участках соединения. Другим негативным следствием этого может стать ухудшение циркуляции жидкости по трубам.
Подбор видов пайки
При работе с трубами сечением до 63 мм
чаще всего выбор останавливают на методе пайки, предусматривающем использование таких элементов, как муфты и раструбы. Примечательно, что в обоих случаях обязательным является применение такого дополнительного компонента, как муфты. Если соединяемые элементы превышают в диаметре 63 мм, то чаще всего используют стыковой метод.
Если значение диаметра не превышает 40 мм, то такие трубы сваривают с применением электросварочного портативного агрегата. Если сечение конструкции превышает 49 мм, то работы по соединению элементов проводят с применением прибора, имеющего центрическую конструкцию.
При соединении полимерных элементов применяют метод нагрева, осуществляемый при помощи насадок сварного агрегата.
Если выбор был остановлен на раструбном методе, то вначале необходимо провести подготовительные мероприятия:
Недопустимым считается, если при соединении электрических изделий температура наружного воздуха не соответствует оптимальному режиму . Этому моменту необходимо уделить особое внимание. Если в летний период и на улице наблюдается сильный зной, то необходимо снизить продолжительность нагрева компонентов. В обратной ситуации, когда температура наружного воздуха является пониженной, то нагревать соединяемые элементы следует дольше обычного. Чтобы определиться с подходящей температурой для сварки труб, важно принимать во внимание все нюансы.
К первой сварке приступают по истечении 5 минут с момента, когда сварочный агрегат был включён для разогрева. В то же время, когда очередной процесс сварки с использованием электросварочного агрегата будет завершён, необходимо удалить с его рабочих поверхностей частицы пластика.
Влияние температуры на процесс муфтовой стыковки ПП труб и фитингов
Если говорить об особенностях соединения полипропиленовых труб, то обязательной процедурой, которая предваряет пайку, является нагрев элементов до определенной температуры. Соблюдение этого условия позволяет придать пластическим массам стыкуемых элементов достаточную эластичность. Закончив работу по пайке полипропиленовых труб, можно наблюдать такое явление, как диффузия молекул полипропилена . Иными словами, структура сваренных элементов изменяется на молекулярном уровне, поэтому после отвердевания материала пластические массы на участке стыка обретают крепкие связи.
Выбранный температурный режим является одним из ключевых факторов, от которого зависит прочность соединяемых поверхностей полипропиленовых труб. Если температура нагрева оказалась недостаточной, что чаще всего это заканчивается тем, что в процессе пайки не удается обеспечить достаточный диффузионный процесс. В результате молекулы тела трубы и фитинги не состоянии добраться до сопрягаемых участков, что негативным образом сказывается на качестве соединения. Под воздействием нагрузок пайка разрушается или же через короткий промежуток времени в используемой конструкции наблюдается течь.
Если же соединяемые элементы будут перекрыты, то можно столкнуться с критической деформацией тела элементов . На фоне этого сваренные детали лишаются своей геометрии или может образоваться наплыв чрезмерного валика во внутреннем сечении. Следствием этого становится уменьшение диаметра внутреннего отверстия изделия на участке сварки.
Особенности подбора температуры
При работе с полипропиленовыми трубами важно в области стыковки обеспечить нагрев до уровня 255-265 градусов Цельсия. При выборе температурного режима необходимо обращать внимание и на ряд дополнительных параметров:
- диаметр;
- температура окружающей среды;
- продолжительность нагрева.
На практике удается наблюдать прямую зависимость между диаметром соединяемых элементов и продолжительностью их разогрева.
Особое внимание необходимо уделять увеличению температуры наружного воздуха. Это связано с тем, что при проведении монтажных работ обязательно образуются небольшие перерывы, связанные с необходимостью извлечения элементов от нагревательного сварочного агрегата и выполнения их муфтовой стыковки. Чтобы свести к минимуму эффект, вызываемый остыванием при низких температурах изделия, желательно подвергать конструкции из полипропилена нагреву в течение более длительного времени. В качестве рекомендуемого промежутка следует выбирать 2-3 секунды, причем в отдельных случаях этот вопрос решается опытным путем.
Также необходимо быть очень осторожным при выборе для нагревательного устройства температурного режима выше отметки 270 градусов Цельсия на фоне относительно небольшого периода нагрева. При пайке полипропиленовых труб с такими параметрами возникает риск того, что верхние слои материала буквально через мгновение разогреются до высоких температур, а при этом основное тело будет прогрето недостаточно. Выполнение стыковки в подобных условиях может привести к образованию чересчур тонкой прозрачной пленки.
Инструкции нагрева, значение времени воздействия
Решая вопрос с параметрами нагрева соединяемых полипропиленовых труб, необходимо обращать внимание на диаметры деталей, которые можно узнать из соответствующей таблицы. Причем в зависимости от того, какие размеры имеет полипропиленовая труба, необходимо менять продолжительность нагрева, оставляя неизменной заранее выбранную температуру на нагревательном элементе. Чтобы обеспечить высокую надежность муфтового стыка, необходимо соблюдать следующие критерии:
- продолжительность нагрева;
- время, в течение которого должен быть зафиксирован стык;
- продолжительность паузы, по истечении которой допускается продолжить операцию по сварке соединяемых элементов.
Факторы, способные повлиять на качество работ
Среди нюансов, которые необходимо учитывать при создании сварного соединения полипропиленовых труб, следует выделить необходимость изготовления сварочного пояса, который должен иметь оптимальную длину. Чаще всего он имеет тот же размер, что и глубина цилиндрических насадок
, которые используются на нагревательном элементе сварочного оборудования. Чтобы обеспечить необходимый размер стыка, необходимо основательно закрепить полипропиленовую трубу на теле элемента.
В тех случаях, когда сварка выполняется в условиях отрицательных температур, желательно использовать теплый материал, для чего его перед проведением работ следует подержать в теплом помещении в течение некоторого времени.
Перед проведением работ сварочный агрегат необходимо прогреть до температуры 283 градусов Цельсия, причем точный режим определяется с учетом температуры окружающей среды. Действуя подобным образом, можно предотвратить возникновение значительных потерь тепла в момент, когда соединяемый элемент будет доставляться от аппарата к участку, где должно быть выполнено соединение. Для определения оптимальной величины нагрева и его продолжительности проводят предварительный нагрев , каждый раз корректируя указанные показатели на одну - две секунды.
Некоторые особенности выдержки теплового режима
Во время разработки проекта полипропиленового трубопровода нужно учесть особенности последующего пошагового монтажа. Нежелательно размещать сварочное оборудование слишком далеко от места, где будет создаваться соединение с участием нагреваемых элементов. В некоторых случаях могут быть допущены ошибки, из-за которых сложно обеспечить непосредственный доступ к месту сварки.
В подобном случае не остается ничего другого, как производить нагрев элементов на большом расстоянии от аппарата . Все это приводит к появлению потерь тепла в тот момент, когда свариваемые элементы доставляются к месту их соединения, где приходится тратить время на точное размещение на участке муфтового стыка. Если пренебречь этими нюансами, то часто не удается обеспечить достаточную прочность шву.
Если сварка будет осуществляться не в том порядке, то следствием этого станет невозможность создания завершающего стыка. Подобное может случиться из-за того, что между элементами недостаточно пространства, чтобы вставить туда нагревательный элемент. В подобных ситуациях следует избегать деформации места на трубопроводе, чтобы добиться большей ширины зазора . Решив создать более удобные условия для размещения аппарата на участке будущего стыка, можно ухудшить привлекательный вид коммуникаций, а вдобавок к этому есть вероятность возникновения статического напряжения отдельных участков системы.
Заключение
Процесс сварки полипропиленовых труб предусматривает множество нюансов, среди которых одним из главных является правильный выбор температуры нагрева свариваемых элементов. Необходимо помнить, что продолжительность нагрева может не только повлиять на качество соединения, но и изменить внешний вид самой инженерной системы. По этой причине важно уделить внимание всем особенностям, которые должны быть учтены при проведении пайки элементов трубопровода.
Причем выбранная температура зависит не только от размеров свариваемых элементов, но и от условий, в которых будут выполняться работы по пайке изделий. Пренебрежение одним и тем более несколькими нюансами может негативно повлиять на работы всей системы. Причем в некоторых случаях это может даже привести к появлению аварийных ситуаций.
Сварка встык нагретым инструментом заключается в нагревании свариваемых торцов труб или деталей до вязкотекучего состояния полиэтилена при непосредственном контакте с нагретым инструментом ипоследующем соединении торцов под давлением осадки после удаления инструмента.
Основными параметрами процесса сварки встык являются:
– температура нагретого инструмента Т н;
– продолжительность оплавления t оп и нагрева t н;
– давление нагретого инструмента на торцы при оплавлении Р оп и нагреве Р н;
– продолжительность технологической паузы между окончанием нагрева и началом осадки t п;
– давление на торцы при осадке Р ос;
– время охлаждения сваренного стыка под давлением осадки t охл.;
Для машин со средней и высокой степенью автоматизации дополнительным нормируемым параметром может являться время нарастания давления осадки t Д
Изменение величины параметров по времени в процессе сварки производят по циклограмме, рис.7.
Технологические параметры сварки выбирают по таблицам 1 – 4 в соответствии с маркой полиэтилена, из которого изготовлены трубы и детали.
Температуру рабочей поверхности нагретого инструмента выбирают по таблице 4 взависимости от материала свариваемых труб (ПЭ 80, ПЭ 100).
Продолжительность оплавления t оп. , как правило, не нормируется и зависит от появления первичного грата.
Оплавление и нагрев торцов свариваемых труб и деталей осуществляют одновременно (синхронно) посредством их контакта с поверхностями нагретого инструмента.
Оплавление торцов необходимо выполнять при давлении
Р оп = 0,2 ± 0,02
МПа
(2,0±
0,2 кгс/см 2), в течение времени t оп достаточного для образования по всему периметру, контактирующих с нагревателем торцов труб валиков расплавленного материала (первичного грата) высотой не менее:
– 1,0 мм при толщине стенки труб от 5 до 10 мм;
– 1,5 мм при толщине стенки труб от 10 до 12 мм;
– 2,0 мм при толщине стенки труб от 12 до 20 мм;
– 2,5 мм при толщине стенки труб от 20 до 26 мм;
– 3,0 мм при толщине стенки туб от 26 до35 мм.
После появления первичного грата давление необходимо снижать до Р н = (0,02±0,01) МПа (0,2±0,1 кгс/см 2) и торцы нагревать в течение времени t н, которое в зависимости от сортамента (толщины стенки) труб, температуры окружающего воздуха Т о следует выбирать по табл. 5.
Таблица 4.
Температура рабочей поверхности нагретого инструмента, ºС
Таблица 5.
Время нагрева торцов труб t н, с, из ПЭ80 и ПЭ100
| Температура окружающего воздуха Т о, ºС и время прогрева, с | ||||
| От минус 15 до 0 | От 0 до 20 | От 20 до 45 | ||
| SDR 11 | 63х5,8-75х6,8 | 75-110 | 60-105 | 50-.95 |
| 90х8,-110х10,0 | 100-140 | 85-140 | 70-125 | |
| 125х11,4-140х12,7 | 120-170 | 100-165 | 80-150 | |
| 160х14,6-180х16,4 | 155-210 | 135-200 | 105-185 | |
| 200х18,2-225х20,5 | 190-260 | 160-250 | 125-225 | |
| 250х22,7-315х28,6 | 250-360 | 225-350 | 210-310 | |
| SDR 17,6 | 90х5,2-110х6,3 | 70-105 | 55-100 | 45-90 |
| 125х7,1-140х8,0 | 95-125 | 80-120 | 60-110 | |
| 160х9,1-180х10,3 | 105-140 | 90-140 | 70-125 | |
| 200х11,4-225х12,8 | 120-170 | 100-165 | 80-150 | |
| 250х14,27-315х18,5 | 135-200 | 115-190 | 90-180 |
Допускается давление Р н снижать до минимума при сохранении постоянства контакта торцов труб (деталей) с нагретым инструментом.
Продолжительность технологической паузы, необходимой для удаления нагретого инструмента, должна быть минимальной, не более:
– 3 с – для труб Ø 63 мм;
– 4 с - для труб от Ø 90 до 140мм;
– 5 с - для труб от Ø 140 до 250мм;
6 с – для труб от Ø 250 до 315 мм.
После удаления нагретого инструмента торцы труб или труб идеталей сводят и производят осадку стыка при давлении Р ос = (0,2±0,02) МПа (2,0±0,02 кгс/см 2). Осадку стыка необходимо осуществлять плавным увеличением давления до заданного уровня. Время нарастания давления осадки t д, с, для труб из ПЭ 80, ПЭ 100, следует принимать по табл.6.
Охлаждение стыка необходимо производить под давлением осадки в течение времени t охл. , величина которого принимается по табл. 7. в зависимости от толщины стенки свариваемых труб и деталей и температуры окружающего воздухе Т о.
Таблица 6.
Время нарастания давления осадки t д, с, для труб из ПЭ80, ПЭ100
| Сортамент свариваемых труб по ГОСТ Р 50838 | Времяt д, с | |
| Стандартное размерное отношение | Диаметр и толщина стенки трубы, мм | |
| SDR 11 | 63х5,8-75х6,8 | 3-7 |
| 90х8,2-110х10,0 | 4-8 | |
| 125х11,4-140х12,7 | 4-11 | |
| 160х14,6-180х16,4 | 6-12 | |
| 200х18,2-225х20,5 | 8-14 | |
| 250х22,7-315х28,6 | 10-16 | |
| SDR 17,6 | 90х5,2-110х6,3 | 3-6 |
| 125х7,1-140х8,0 | 4-7 | |
| 160х9,1-180х10,3 | 4-8 | |
| 200х11,4-225х12,8 | 5-10 | |
| 250х14,27-315х18,5 | 8-12 |
Таблица 7.
Время охлаждения стыка t охл., мин, не менее, для труб из ПЭ80 и ПЭ100
| Сортамент свариваемых труб по ГОСТ Р 50838 | Температура окружающего воздуха Т о, ºС, и время прогрева, с | |||
| Стандартное размерное отношение | Диаметр и толщина стенки трубы, мм | От минус 15 до 0 | От 0 до 20 | От 20 до 45 |
| SDR 11 | 63х5,8--75х6,8 | 4-5 | 5 -6 | 6-7 |
| 90х8,2--110х10,0 | 6-7 | 7-8 | 8-9 | |
| 125х11,4--140х12,7 | 8-11 | 10-13 | 12-15 | |
| 160х14,6--180х16,4 | 11-14 | 13-16 | 15-18 | |
| 200х18,2--225х20,5 | 16-21 | 18-23 | 20-25 | |
| 250х22,7--315х28,6 | 24--30 | 26-.32 | 28-36 | |
| SDR 17,6 | 90х5,2--110х6,3 | 4-5 | 5-6 | 6-7 |
| 125х7,1--140х8,0 | 5-6 | 6-7 | 8-9 | |
| 160х9,1--180х10,3 | 8-10 | 9-12 | 10-12 | |
| 200х11,4--225х12,8 | 10-11 | 11-13 | 13-15 | |
| 250х14,27--315х18,5 | 18-22 | 19-24 | 21-28 |
С целью повышения точности поддержания заданных давлений (Р оп., Р н, Р ос) в процессе сварки необходимо учитывать потери на трение движущихся частей сварочной машины иперемещаемой при сварке трубы (секции). Для этого перед сваркой каждого стыка производят замер усилия при холостом ходе подвижного зажима центратора машины с закреплённой в нем трубой (секцией), которое суммируют с усилием, необходимым для создания заданных давлений (Р оп., Р н, Р ос).
При сварке нагретым инструментом рабочие поверхности нагревателя покрывают антиадгезионным слоем, препятствующим налипанию расплава на инструмент.
Параметры циклограммы процесса (рисунок 7) и режимы сварки (таблицы 4 – 7) труб различного сортамента соблюдаются сварочной машиной с высокой степенью автоматизации автоматически, со средней степенью автоматизации – часть параметров выполняется в ручном режиме, в ручных сварочных машинах автоматически поддерживается только температура нагревательного инструмента.
Маркировку сварных стыков (код оператора) производят несмываемым карандашом - маркером яркого цвета (например: белого или желтого – для черных труб, черного и голубого - для желтых труб).
Маркировку (номер стыка и код оператора) наносят рядом со стыком со стороны, ближайшей заводской маркировке труб.
Допускается маркировку (код оператора) производить клеймом на горячем расплаве грата через 20-40 с после окончания операции осадки в процессе охлаждения стыка в зажимах центратора сварочной машины в двух диаметрально противоположных точках. Рекомендуется использовать клейма типа ПУ-6 или ПУ-8 по ГОСТ 2930.
При выполнении работ проводить систематический операционный контроль качества сборки под сварку и режимов сварки;
Подготовка к работе и порядок работы. На месте производства работ свариваемые трубы зафиксировать в неподвижном и подвижном зажимах сварочного блока. Концы должны выступать от 15-20 мм. Детали фасонного профиля, переходы и втулки фиксируются только в подвижном зажиме, вспециальных вкладышах, которые поставляются со сварочным блоком и устанавливаются взамен вкладышей 14. (рис. 4). При переходе от трубы большегодиаметра к меньшему, переходную втулку предварительно приварить к трубеменьшего диаметра. На штоки цилиндров установить торцовочное устройствоизафиксировать. Ручкой 10 (рис. 4) плотно поджать к торцовочному устройствуторцы закрепленных труб. Поворотом рукоятки торцовочного устройства производится подрезка торцов обеих труб. Одновременно с торцовкой труб производится нагрев нагревателя (поверхности нагревателя должны бытьочищены от наплавлений скребком).
Контроль температуры его нагрева осуществляется автоматически. Индикатор находится в нагревателе до тех пор, пока на его шкале стрелка не остановит в пределах отмеченного сектора, при этом для труб из полиэтилена средней плотности ПСП стрелка должна находиться в начале сектора (TH-230-240º С), а для труб из полиэтилена высокой плотности ПВП в конце сектора (ТН-250-260º С). После определения температуры, индикатор вынимается из отверстия нагревателя и вставляется в скобу, предусмотренную на кожухе горелки. Затем нагреватель устанавливается в зазор между обработанными торцами изделий. Перемещением подвижного зажима вручную с помощью механизма ручного перемещения производится прижим торцов к плоскостям нагревателя.
Кран гидросистемы перекрывается и насосом создается требуемое давление. После оплавления торцов быстро сбрасывается давление в гидросистеме и насосом создается давление, необходимое для прогрева. После прогрева снова сбрасывается давление. Для этого необходимо открыть кран 19 (рис. 4) и убрать нагреватель. Трубы быстро с помощью ручного привода сводятся до соприкосновения, кран закрывается и насосом 11 создается необходимое давление.
Контроль давления осуществляется по манометру с предельными отклонениями 20%. Показания манометра должны складываться из двух величин по формуле:
Р раб = Р расч + Р хол. хода
где Р раб. – рабочее давление, кгс/см 2 ; Р расч – давление, необходимое для создания усилия прижима свариваемых поверхностей при оплавлении, прогреве или осадке материала, кгс/см 2 . Оно выбирается в зависимости от диаметра и типа свариваемых труб по таблице 4.
Р хол. хода – давление в системе, необходимое для преодоления сил трения в подвижном зажиме (усилие холостого хода), кгс/см 2 . Оно определяется через 200 часов работы установки, т.к. эта величина зависит от состояния трущихся поверхностей.
Трубы после сварки должны быть выдержаны в зажимах сварочного блока в течение 5-7 минут для охлаждения, после чего трубы освобождаются из зажимов и установка передвигается к месту сварки нового стыка. Допускается торцовку труб производить следующим образом. При помощи гидравлической системы подвести концы труб к торцовочному устройству, обеспечив оптимальный прижим для снятия стружки, торцовку производить до прекращения выхода стружки. При необходимости поджим концов труб к торцовочному устройству повторить и вновь произвести торцовку.
Оборудование и материалы
1. Установка для сварки нагретым инструментом, принципиальная схема которой представлена на рис.4.
2. Заготовки из труб термопласта размером 63×5,8 мм(один из материалов – полиэтилен, винипласт, оргстекло) – 10 шт.
3. Машина для испытания на растяжение усилием до 15000 Н, оснащенная специальными захватами.
4. Инструмент для изготовления образцов: шаблон, чертилка, ножовка, полукруглый напильник, штангенциркуль, шабер.
Порядок выполнения работы
1. Ознакомиться с инструкцией по работе с установкой мобильной для сварки полиэтиленовых труб.
2. Произвести опытную сварку одной заготовки с целью проверки работы установки и получения навыка настройки ее на определенный режим.
3. Провести маркировку и замеры свариваемых сечений для подсчета необходимой величины усилий во время сварки. Данные занести в табл. 8.
4. Сварить заготовки при четырех-пяти различных значениях одного из параметров и неизменной величине остальных (по указанию преподавателя).
При креплении труб в хомутах обращать внимание на правильность установки заготовок. Смещения кромок не допускать.
5. После охлаждения сварного шва (время охлаждения не менее 1 мин)освободить заготовки от верхних зажимов, отвести подвижный хомут в исходное положение и снять заготовку с установки.
6. Провести визуальный контроль полученного сварного соединения.Критерии оценки внешнего вида соединений, выполненных нагретым инструментом встык, приведены в таблице 26 приложения А.
Таблица 8
Результаты измерений
| № пп. | Материал заготовок | Размеры заготовок до сварки | Режим сварки | Разрывное усилие, Н | Предел прочности при растяжении, МПа | Относительная прочность, % | Характер разрушения | Форма и размер грата, мм | |||||||||
| Ширина | Высота | ||||||||||||||||
| Толщина, см | Средний диаметр, см | Площадь, см 2 | Температура инструмента, ºС | Время, с | Давление, МПа | ||||||||||||
| Оплавления | Нагрева | Оплавления 0,2±0,02 | Нагрева 0,02±0,01 | ||||||||||||||
Вопросы для самопроверки:
1.Назовите разновидности стыковой сварки термопластов нагретым инструментом?
2. Составные части установки для сварки полиэтиленовых труб?
3.Назовите основные параметры процесса сварки встык?
4.Циклограмма процесса сварки встык нагретым инструментом труб из полиэтилена?
5. В зависимости от чего выбирают температуру рабочей поверхности нагретого инструмента?
6. От каких факторов зависит время нагрева торцов труб при сварке НИ?
7. От каких факторов зависит время охлаждения стыка?
8. Что такое технологическая пауза?
9. От каких факторов зависит время технологической паузы?
10. Какую величину составляет давление при оплавлении торцов труб?
11. Что называют гратом?
12. Какой высоты должны быть валики первичного грата при толщине стенки труб от 10 до 12 мм?
Стыковая сварка полиэтиленовых труб довольно часто используется во время монтажа трубопровода. Популярность данного метода обусловлена дешевизной и быстротой выполнения работ.
Общие сведения
При использовании данной технологии нагретые трубы соединяются под давлением и надежно фиксируются до тех пор, пока полностью не остынут. Прочность полученного соединения намного выше прочности труб.
Сварка полиэтиленовых труб встык применяется для изделий с диаметром от 50 мм. Именно при таком диаметре толщина их стенок составляет 5-7 мм, что является оптимальным значением для надежного соединения. Для изделий с меньшим диаметром использовать такой метод не стоит.
Виды полиэтиленовых труб
Стыковая сварка используется для соединения разных полиэтиленовых труб, которые отличаются между собой своей плотностью. Она обозначается цифрами, стоящими после аббревиатуры:
- ПЭ32. Имеют наименьшую плотность и поэтому практически нигде не используются.
- ПЭ63. Их часто используют для разводки водоснабжения в частных домах или же в безнапорных системах. Намного реже их применяют во время создания канализационных систем, так как они очень плохо справляются с сильным давлением и быстро ломаются.
- ПЭ80. Могут использоваться как внутри, так и снаружи. При наружном использовании их следует утеплять.
- ПЭ100. Данные изделия являются наиболее тяжелыми и прочными. Они применяются практически во всех областях. Довольно часто используют в разводке отопления и для доставки газов и жидкостей под сильным давлением.
Преимущества и недостатки
Стыковая сварка полиэтиленовых труб имеет немало преимуществ. Использование данного метода позволяет:
- проводить работы без большого количества людей и техники – для этого понадобится несколько человек и специальное оборудование для сварки полиэтиленовых труб встык;
- сэкономить время – встык выполняется довольно быстро;
- сократить затраты на монтаж трубопровода.
Недостатков у такого способа соединения не так уж и много. К ним можно отнести несколько ограничений:
- технология сварки полиэтиленовых труб встык требует много рабочего пространства, так как в стесненных условиях выполнять такую работу довольно сложно;
- не рекомендуется соединять изделия разной толщины, поэтому придется позаботиться о том, чтобы заготовки были одинаковыми;
- трубы нужно соединять так, чтобы одну из них можно было перемещать.
Некоторые из этих ограничений поможет обойти .
Особенности рабочего процесса
Для начала нужно узнать точные параметры сварки полиэтиленовых труб встык. С их помощью можно будет правильно настроить сварочное оборудование. Можно посмотреть параметры сварки полиэтиленовых труб встык в таблице.
Таблица параметров:
Разобравшись с таблицей сварки полиэтиленовых труб встык, необходимо подготовить оборудование. Для работы понадобятся:
- кусачки;
- рулетка;
- нагревательные насадки;
- паяльник, с помощью которого будет осуществляться сварка полиэтиленовых труб встык;
- крепежные болты для насадок;
- шаблон для отверстий;
- уровень, который может понадобиться для определения наклона соединяемых элементов.
Проводится с использованием различного сварочного оборудования:
- Ручное. Применяется, когда нужно соединить трубы малого диаметра. Перед использованием оборудования необходимо его настроить. Делается это при помощи таблицы сварки, в которой указаны все необходимые параметры. Именно от предварительной настройки зависит качество будущего сварного соединения.
- Полуавтоматическое. Такие агрегаты оснащаются специальными гидравлическими системами. Во время соединения элементов трубопровода используется центратор, который значительно облегчает работу. При помощи полуавтоматических моделей можно соединять изделия большого и малого диаметра.
- Автоматическое. Вся работа проходит под контролем компьютера. Сварщику даже не нужно заранее настраивать аппарат, так как он делает это самостоятельно. Использование автоматического оборудования позволяет полностью исключить ошибки, которые часто возникают при ручном соединении. Благодаря этому, качество сварочных стыков очень высокое.
Технология сварки
Чтобы правильно соединить элементы трубопровода, необходимо ознакомиться с особенностями данной технологии. Сварка полиэтиленовых труб встык выполняется следующим образом:
- Заготовки крепятся в центраторе сварочного оборудования, после чего осуществляется торцевание. Потом изделия прикладываются друг к другу, чтобы можно было убедиться в отсутствии сильного зазора. Если соединяются изделия с небольшим диаметром, то зазор должен быть меньше 0,4 мм.
- Между заготовками размещают сварочное зеркало, которое не должно разогреваться более 225 °C.
- Торцы элементов трубопровода прижимаются к зеркалу, пока не появится грат с высотой около 1 мм. После этого давление уменьшается до 0,3 кг/см 2 и не меняется до полного прогрева.
- После прогрева изделия соединяются друг с другом. При этом нужно следить за тем, чтобы грат не был слишком большим.
- Извлечь заготовки из центратора можно только после их остывания;
- В конце необходимо проверить трубопровод. Для этого нужно запитать его водой и убедиться в том, что она не протекает через стыки.
«Обратите внимание!
Сварка ПНД труб встык должна сопровождаться контролем параметров. Контролировать давление во время работы нужно при помощи манометра. Если такой возможности нет, то делает это придется визуально по размерам и форме грата.»
Во время монтажа трубопровода нужно учитывать то, что при изменении температур полиэтилен может сильно сжиматься или расширяться. Чтобы компенсировать температурные расширения, трубы рекомендуется укладывать змейкой.
Возможные ошибки
Во время соединения элементов трубопровода ручным способом могут быть допущены следующие ошибки:
- неравномерное распределение грата по окружности стыка;
- неправильное сваривание стыков, что может привести к их сильному смещению;
- плохое прижимание торцов, из-за чего на стыках могут быть поры и трещины.
Заключение
Сделать монтаж трубопровода при помощи стыковой сварки можно и самому. Для этого достаточно изучить параметры сварки полиэтиленовых труб встык и ознакомиться с особенностями данного процесса.
Прочность и долговечность различных коммуникаций из пластика зависит, насколько точно учтена температура пайки полипропиленовых труб. При сваривании изделий из полипропилена необходимо учитывать время нагрева материала, время остывания стыков. Правильное сопоставление и учет температурных и временных показателей процесса пайки технических изделий из полипропилена способствует изготовлению прочного и надежного материала. При отклонении от технологии изделие будет иметь разрывы в местах стыка и отличаться низким качеством.
Общая информация
Температурный режим пайки трубных изделий из полипропилена напрямую зависит от применяемого полимера. На практике используются 4 типа материалов:
- PN10, применяемые для использования технических изделий при температурном режиме до +40 0 С;
- PN16 для использования при +60 0 С;
- PN20, используемые в водопроводе от +80 0 С до +95 0 С;
- PN25 для режимов эксплуатации свыше +95 0 С.
Помимо выдержки температурного режима, зависит от давления, которое способно выдержать трубное технических изделий конкретной маркировки.
Первый тип применяется при прокладывании техизделий, предназначенных для холодного водоснабжения. Трубные изделия с маркировкой PN20 считаются универсальными и предназначены для холодного и горячего водоснабжения, но при учете, что воздействие +95 0 С носит кратковременный характер. Если температура не соблюдается, то от ее действия они потеряют герметичность и деформируются.
Режим пайки и его влияние на процесс
Заключается в их нагревании, после чего происходит размягчение входящего в их состав пластика. При соединении двух нагретых изделий возникает диффузия (взаимопроникновение) молекул полипропилена одного технических изделий в молекулы другого. В результате образовывается прочная молекулярная связь, делающая получившийся материал герметичным и прочным.
Если наблюдается недостаточный режим, то при соединении двух материалов не произойдет достаточная диффузия. В итоге стык техизделия получится слабым, что приведет к нарушению герметичности всего материала.
«Обратите внимание!
Излишний перегрев фитинга и трубного техизделия при сваривании становится причиной деформации деталей. Нарушается их геометрия, а во внутреннем сечении происходит наплыв валика.»
На выходе получается трубопровод с минимальным внутренним отверстием в месте стыка, диаметр которого не соответствует технологическим нормам.
Учитываются надо не только температуру нагрева при сварке полипропиленовых труб, но и время, температурный режим среды и диаметр технических изделий. Время нагрева трубных материалов находится в прямой зависимости от их диаметра.
Значение имеет внешняя среда. Минимально допустимый температурный показатель при сваривании изделий из полипропилена составляет -10 0 С. Максимально допустимый его показатель +90 0 С. Таблица температур сварки полипропиленовых труб таблица наглядно показывает, что в основном все зависит от времени.
Внешняя среда оказывает сильное влияние на качество пайки. Это связано с тем, что от момента снятия материалов с аппарата для сваривания до их непосредственного соединения проходит время. Подобная пауза сильно влияет на качество сварного шва. При небольшом внешнем температурном режиме в мастерской рекомендуется увеличивать время нагрева стыкуемых изделий на несколько секунд. Внешняя температура пайки полипропиленовых труб 20 мм должна быть выше 0 0 С. Важно не перегреть их. Есть риск затекания полимера во внутреннее отверстие трубного материала и уменьшения его внутреннего просвета. Это сильно отразится на пропускной способности будущего участка трубопровода.
Выдержка температурного режима, ее особенности
Перед тем как ответить, какая температура нужна для сварки полипропиленовых труб, требуется определиться с используемым сварочным аппаратом. Для пайки материалов, изготовленных на основе полипропилена, применяется паяльник. Возникает вопрос: какая температура паяльника для пайки полипропиленовых труб должна устанавливаться? Оптимальным значением являются 260 0 С. Допустимо проведение сварочных работ в диапазоне 255 0 -280 0 С. Если перегреть паяльник свыше 271 0 С, уменьшив время нагрева, то верхний слой изделий прогреется больше внутреннего. Сварочная пленка окажется чрезмерно тонкой.
Существует таблица температур пайки полипропиленовых труб.
| Время сваривания, с | Время нагревания, с | Время для охлаждения, с | |
| 4 | 6 | 120 | 259-280 |
| 25 | 4 | 7 | 180 |
| 4 | 8 | 240 | 259-280 |
| 40 | 5 | 12 | 240 |
| 5 | 18 | 300 | 259-280 |
| 63 | 6 | 24 | 360 |
| 6 | 30 | 390 |
Температура сварки полипропиленовых труб 20 мм колеблется в диапазоне от 259 до 280 0 С, как и температура сварки полипропиленовых труб 25 мм.
Нет особых требований к такому показателю, как температура сварки полипропиленовых труб, армированных стекловолокном. Она устанавливается в том же диапазоне, что и для других технических изделий из полипропилена. Перед сваркой необходимо шейвером снять с таких изделий верхний армированный слой.
При сваривании изделий из полипропилена имеются особенности:
- необходимость избегать больших расстояний между паяльником и местом сваривания, поскольку происходит потеря тепла и снижение сварочного температурного режима, приводящее к плохому качеству шва;
- нарушение порядка действий при пайке, при котором мастер не делает последний стык из-за невозможности установить паяльник между двумя изделиями, что становится следствием деформации трубопровода и возникновения статического напряжения в его участках;
- недопустимость последовательного нагрева деталей конструкции.
Фитинг и трубный материал должны нагреваться одновременно, а не последовательно. При несоблюдении требования по равномерному нагреву деталей нарушится вся технология процесса.
В заключение
Для достижения результативности процесса необходимо, чтобы температурный режим устанавливался в соответствии с технологическими требованиями, для сварки использовался качественный агрегат, расстояние между ним и местом сварки было 1,4 м, а помещение было достаточно прогретым.
