Методы сварки полиэтиленовых труб

Для прокладки магистральных, распределительных и индивидуальных сетей холодного водоснабжения, канализации, вентиляции и газопроводов используют полиэтиленовые трубы. Они имеют продолжительный срок службы, инертны к агрессивным веществам, не влияют на состав транспортируемых сред и не образуют отложений благодаря гладкой внутренней поверхности.

Полиэтиленовые трубы сохраняют эксплуатационные свойства при температуре -70 °C и не подвержены коррозии, поэтому могут использоваться при монтаже коммуникаций в подвальных помещениях и под землей. Для получения неразъемных соединений отдельных участков напорных трубопроводов из ПЭ применяют различные виды сварки. Выбор технологии зависит от диаметра и толщины труб, условий эксплуатации, места проведения сварочных работ и других факторов.

Виды и характеристики способов сварки

В основе всех способов сварки полиэтиленовых трубопроводов лежит принцип молекулярной диффузии. При нагревании торцов труб до температуры плавления и соединении под давлением происходит перемешивание молекул полимера. После охлаждения образуются новые химические связи, которые обеспечивают получение прочных и герметичных узлов. Для формирования неразъемных соединений полиэтиленовых труб используются следующие способы сварки:

• Встык нагретым инструментом. Требует для выполнения работ наличия свободного пространства и обеспечивает получение соединений, сопоставимых по прочности с цельной трубой.
• Электромуфтовая. Ее выполняют с помощью электросварных муфт с закладными нагревательными элементами.
• Раструбная. Используется для прокладки систем небольшого диаметра.

При монтаже криволинейных трубопроводов применяют сварку с экструдером. Такая технология позволяет менять направление коммуникаций без фитингов и предусматривает возможность ремонта уложенных труб без демонтажа всей системы.

Важно! Чтобы получать прочные и надежные соединения, нужно выбирать трубы и соединительные детали одного производителя.

Сварка полиэтиленовых труб встык

Метод стыковой сварки используют для монтажа полиэтиленовых труб с одинаковым SDR и диаметром, который должен составлять не менее 50 мм. Толщина стенок — более 5 мм. Сварка встык проводится при температуре от -15 °C до +45 °C и не может использоваться для безнапорных трубопроводов из-за образования грата на внутренней поверхности. При выполнении сварочных работ применяют:

• центратор для неподвижного закрепления и соосного расположения концов труб;
• торцеватель для обработки торцевых срезов;
• сварочное зеркало для нагрева полимера.

Подачу напряжения к каждому узлу обеспечивает блок питания. Усилие для соединения полиэтиленовых труб под давлением создает устройство с механическим или гидравлическим приводом. Способ управления зависит от типа сварочного аппарата, который может быть ручным, полуавтоматическим и автоматическим.

Процесс стыковой сварки включает следующие этапы:

• Удаление пыли, грязи и зачистку от окисленного слоя полимера.
• Закрепление труб в центраторе и торцевание с обрезкой торцов под углом 90°.
• Нагревание концов до размягчения полиэтилена.
• Соединение торцов под давлением и охлаждение в естественных условиях.

Температура нагрева сварочного зеркала составляет +205…+230 °C. Время воздействия зависит от условий проведения работ и увеличивается в холодный период.

Важно! При выполнении стыковой сварки полиэтиленовых труб нужно контролировать ее продолжительность, усилие прижима и температуру нагрева.

Сварка с применением электросварных фитингов

Позволяет выполнять сварочные работы в труднодоступных местах и соединять трубы диаметром от 20 мм. Электромуфтовая сварка востребована при монтаже трубопроводов сложной конструкции с давлением до 16 атм. Ее выполняют с помощью муфт и других электросварных полиэтиленовых фитингов, внутри которых находится открытая или закрытая металлическая спираль.

При подаче напряжения на закладной элемент концы фасонных элементов и труб нагреваются до температуры расплавления и свариваются. После остывания образуются герметичные соединения, прочность которых сопоставима с аналогичными характеристиками исходного материала.

При выборе электросварных фитингов учитывают особенности конструкции трубопровода и его диаметра. На этикетке фасонных элементов указаны параметры проведения сварки и штрих-код, который считывается сканерами сварочных аппаратов в автоматическом режиме.

Технология соединения с помощью электросварных фитингов может использоваться при монтаже трубопроводов из сшитого полиэтилена и с армированием. Однако электромуфтовая сварка исключает бестраншейную прокладку и стоит дороже, чем стыковая из-за высокой стоимости фасонных элементов.

Важно! Перед началом сварочных работ концы труб нужно зачистить и обрезать под углом 90°.

Раструбный метод сварки труб из полиэтилена

При таком способе сварки используют трубы с раструбом или специальные муфты. Расплавление торцов и фитингов происходит с помощью аппарата с насадками, которые нагревают до температуры +210 °C. Устройства для сварки могут быть ручными или механическими. Выбор модели зависит от диаметра трубопровода.

После размягчения полимера торец вставляется в раструб другой трубы или в муфту. Узел фиксируют и выдерживают под давлением до остывания. Раструбную сварку используют для соединения полиэтиленовых труб при монтаже внутренних инженерных систем диаметром 16-125 мм. При увеличении сечения трубопровода повышается техническая сложность работ.

Важно! Если раструбная сварка проводится при отрицательной температуре, время нагрева увеличивают на 1-2 секунды от нормативных показателей.

Сварка с помощью экструдера

Соединение полиэтиленовых труб с помощью экструдера обеспечивает высокое качество швов. Оно позволяет менять направление коммуникаций без применения фитингов, и применяется для монтажа напорных трубопроводов с толщиной стенок более 6 мм. Для сварки необходим экструдер, в который загружают полиэтилен в виде гранул или стержней. Аппарат расплавляет полимер и выпускает размягченную массу под давлением.

Перед началом работ торцы труб обрезают под нужным углом, удаляют грязь и стружку и обезжиривают. После проварки и остывания швы можно зачистить.

Правила проведения сварки и контроль качества швов

Для получения качественных швов при сварке полиэтиленовых трубопроводов нужно соблюдать регламент проведения работ и контролировать температурный режим и другие параметры. Также следует придерживаться некоторых правил:

• Тщательно зачищать торцы труб. Попадание частиц масла, песка и других загрязнений существенно ухудшит качество швов. Полученные соединения не смогут выдерживать заявленную нагрузку и сохранять герметичность.
• Обеспечивать неподвижность до полного остывания в естественных условиях. При смещении свариваемых деталей до схватывания полимера возможна разгерметизация узла и снижение прочности.

Качество сварных швов контролируют с помощью разных методов, которые указаны в ГОСТ 16971-71. Описание и оценка дефектов отражены в ГОСТ Р 54792-2011.