Преимущества и недостатки различных методов сварки ПНД труб

Наступило время повсеместной замены металлических труб на полиэтиленовые аналоги. Сегодня из них прокладываются трубопроводы для различных рабочих сред. Полиэтилен — это устойчивый к коррозии, термопластичный материал, не изменяющий свойства при резких колебаниях температуры нагрева и остывания. Из полиэтиленовых труб (ПЭ) монтируют инженерные магистральные коммуникации как на промышленных предприятиях, так и в квартирах, коттеджах, загородных особняках.

Способы соединения

Полиэтиленовые трубы могут скрепляться с помощью нескольких технологий сварки:

• стыковой;
• раструбной;
• электромуфтовой.

Рассмотрим эти методы сварочных работ более подробно.

Подготовка полиэтиленовых труб к сварке

Пластиковые полые детали свариваются специальным оборудованием. Разные виды сварки выполняются разными сварочными аппаратами. Надежность соединения во многом зависит от предварительной подготовки труб. Для этого прямо перед нагревом изделий нужно выполнить такие действия:

• сверить соответствие маркировки и материала свариваемых труб;
• очистить, обезжирить места соединений;
• выровнять края труб строго по центру и жестко зафиксировать их;
• подрезать с помощью торцевателя торцы, чтобы образовалась непрерывная лента длиной не менее двух окружностей трубы;
• очистить края стыкуемых деталей от заусенцев и стружки.

Сварка стыков полиэтиленовых труб

Данный способ используется для изделий диаметром не больше 500 мм, с толщиной стенки 5 мм и меньше. Расскажем о процессе стыковой сварки при помощи полуавтомата и гидравлического привода.

В ходе работ нужно вести контроль:

• температуры полиэтилена и оборудования;
• прижимного усилия;
• времени рабочего процесса.

Если эти параметры выходят за пределы допустимых значений, то крепкий, надежный шов вряд ли получится. Все необходимые сведения можно найти в таблице, которая прилагается к сварочному оборудованию.

Процесс стыковой сварки состоит из четырех технологических стандартных этапов:

1. Нагревание стыков. Обработанные торцы труб плотно прижимаются друг к другу. Сначала поверхности зеркала с обеих сторон разогреваются ТЭНом до температуры 200–230 °С. Затем нагретое зеркало вставляется в середину центратора. Края труб с помощью гидравлики плотно прижимаются к поверхностям зеркала с усилием 4–6 кг/см². Когда грат достигает минимально допустимого значения, усилие прижима снижается до 0,2–0,5 кг/см². Нагрев же стыка продолжается в течение нормативного времени. Гратом называется сварочный валик из полиэтилена, который образуется в результате прижимания разогретых торцов.
2. Стыковая сварка применяется при температурах окружающей среды от –15 до +45 °С. При отрицательных температурах время нагрева следует увеличить.
3. Стыкование труб. После окончания нагрева, когда торцы расплавились, пластиковые изделия гидравликой разводятся друг от друга, чтобы убрать зеркало. После этого расплавленные края с помощью гидравлического привода прижимаются друг к другу с давлением 1–3 кг/см². При этом визуально контролируются размеры грата и регулируется прижимное усилие.
4. Охлаждение и осмотр сварочного шва. С помощью гидравлики трубы прижимаются друг к другу до тех пор, пока место сварки не остынет. После охлаждения участка давление прижима ослабляют до нуля. Затем полиэтиленовые сваренные трубы вынимаются из зажимов центратора. Далее более тщательно осматривается и оценивается состояние грата и сварного шва. Если их параметров находятся в пределах нормальных значений, то стыковая сварка полиэтиленовых труб выполнена успешно.

Раструбная сварка полиэтиленовых труб

Этот процесс также делится на несколько этапов.

Этап первый — подготовка специального паяльника. По форме нагревательной площадки инструмент похож на подошву утюга. Вначале в отверстия нагревателя паяльника накручиваются парные насадки с двумя разными сторонами (гильзой и дорном). Для каждого размера труб имеется своя пара. Обычно монтируется до трех насадок под разные диаметры. Собранный аппарат закрепляется на специальной подставке. Затем сварка включается в сеть для нагревания. О достижении нужной температуры паяльника просигнализирует загоревшаяся лампочка. После этого можно начать сваривать полиэтиленовую или пропиленовую трубу с фитингом. Для сварки нужно выбирать паяльники с регулируемой температурой нагрева. Параметр выбирается в зависимости от диаметра, толщины и материала трубы.

Этап второй — нагревание деталей. Чтобы сварить поверхности пластика, нужно фитинг насадить на горячий дорн, а трубу вставить в разогретую металлическую гильзу. Время нагрева зависит от толщины стенки и диаметра свариваемых деталей. Вставлять фитинг и трубу в насадки и вынимать их нужно ровно, не делая вращательных движений. Точно также соединяются и нагретые детали. По правилам техники безопасности при работе с горячим пластиком используются перчатки.

Этап третий — соединение горячих деталей. После того как поверхностные слои прогрелись до нужной температуры, трубу и фитинг необходимо одновременно вытащить и снять с насадок паяльника. Затем быстрым, сильным, прямым движением вставить нагретый конец трубы в горячий раструб фитинга до заранее сделанной отметки, обозначающей глубину раструба.

Это ответственный момент. Если труба войдет в раструб недостаточно глубоко, нарушится герметичность стыка. Если затолкать ее дальше, край сомнется и образует наплыв. Данный нарост уменьшит проходное сечение трубы или, в худшем случае, перекроет его полностью. Стыкование нужно делать быстро и точно, потому что через 5–10 секунд любые перемещения деталей приведут к резкому снижению надежности сварочного шва.

После остывания проверяется визуальное наличие наплывов (если это возможно) на внутреннем диаметре трубы.

Электромуфтовая сварка полиэтиленовых труб

Этот способ стыкования пластиковых труб считается самым простым, он обеспечивает прочное соединение. Суть его заключается в использовании соединительной электрической муфты, внутри тела которой встроена спираль. На концы электронагревательной проволоки специальный аппарат подает ток и напряжение с заданными параметрами. После этого спираль разогревается и расплавляет поверхностный слой пластиковых труб. В результате образуется надежное соединение. После охлаждения получается неразборная монолитная и герметичная конструкция из муфты и труб.

Процесс электромуфтовой сварки состоит из таких этапов:

1. Механическая обработка краев на нужную ширину. Очистка, обезжиривание поверхностей.
2. Сборка конструкции — центровка и вставка труб в обе стороны электромуфты.
3. Подсоединение контактов спирали к специальному сварочному аппарату.
4. Нагревание электромуфты, сваривание ее внутренней поверхности с концами труб.
5. Окончание сварочного процесса. Отключение аппарата от сети, отсоединение муфты от проводов.
6. Проверка и контроль надежности, герметичности стыков.

Плюсы сварки полиэтиленовых труб с помощью электромуфт:

• Таким способом можно сваривать трубы в траншеях, колодцах, других тесных местах, где невозможно использовать стыковую сварку.
• Автоматизация всего процесса стыкования, включая нагрев.
• Возможность сваривания труб из разных материалов.
• Отсутствие внутреннего грата (стыковочного валика).
• Получение прочного, надежного соединения, с такой же плотностью пластика в месте стыкования, как и на всей длине трубопровода.

Единственным недостатком электромуфтовой сварки полиэтиленовых труб является высокая стоимость пластиковых муфт, в тело которых встроены нагревательные спирали.