Как выполняется стыковая сварка полиэтиленовых труб: инструкция по проведению работ

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

Для работы понадобится:

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.

Самостоятельная сварка пластиковых труб большого диаметра

Сварка труб большого диаметра

Пластиковые трубы свариваются диффузионным способом. Это означает, что материал соединяемых элементов нагревается до расплавления. Затем края прижимаются друг к другу, и происходит проникновение частиц одной из деталей в структуру другой. В результате образуется монолитное соединение. Этот принцип используется в разных сварочных аппаратах и является главным для всех видов сварки пластиковых деталей.

Стандартными размерами пластиковых труб считаются малые и средние диаметры – до 75 мм. Размер канализационной трубы составляет 110 мм, а стояков – 220 мм. Это уже большие диаметры. Хотя в строительстве и промышленности принято считать большими размеры от 500 мм и выше. Внутри квартир и в комнатах частных домов крупные трубопроводы не встречаются. Однако большие трубы используются, например, при обсадке артезианских скважин.

Особенности сварки больших труб

Машина для сварки пластмассовых труб

Пластиковые материалы сделали трубные технологии менее трудоёмкими. Поэтому монтаж больших труб тоже может производиться без участия специалистов. Сварка пластиковых труб большого диаметра своими руками – дело далеко не простое. Процесс потребует применения монтажно-сварочной установки для соединения фрагментов. Сварить куски лучше всего встык, поскольку крупные муфты, установленные вручную, не всегда обеспечивают монолитность соединения. Обе стыкуемые детали должны быть абсолютно идентичными по составу, то есть произведёнными из одного и того же пластика.

Машины для стыковой сварки отличаются сложной комплектацией и высокой ценой. Они могут иметь гидравлический или механический привод. Эту аппаратуру легче взять напрокат, чем покупать в магазине. Сварочный аппарат такого уровня потребуется тем, кто постоянно и профессионально занят такой работой. От уровня аппарата зависит качество сварного шва. Выбрать такое оборудование при покупке поможет опытный консультант. Всемирно известная германская фирма ROTHENBERGER выпускает для сварки крупногабаритных пластиковых изделий машины, оснащённые программным управлением. Для бытовых нужд лучше выбрать более простые, механические установки. Они обеспечат нужное качество соединения в диапазоне диаметров изделий до 200 мм.

Трубы пластиковые большого диаметра

Перед началом сварочного процесса следует как можно более ровно обрезать края фрагментов. При этом крайне нежелательно проявление эффекта бочкообразности, то есть загибания краёв среза внутрь. Эта деформация, к сожалению, возникает довольно часто. Большая труба под влиянием собственного веса может принимать овальную форму, что также затрудняет сварку. Для точной обрезки кусков больших пластиковых труб существуют специальные устройства. Но это скорее промышленное оборудование. При выполнении работы своими руками достаточно будет выровнять торцы. Выравнивание осуществляется торцевателем, входящим в состав сварочного аппарата.

Последовательность работы на сварочном аппарате для габаритных пластиковых элементов

Аппарат для сварки габаритных труб

Свариваемые части фиксируются в центраторе. Одна часть крепится неподвижно, другая может передвигаться вдоль рамы аппарата

Это важно для создания нужного усилия при стыковке частей. Торцы выравниваются до образования плоской поверхности стыков

Эта процедура обеспечивает и зачистку соединяемых поверхностей

После этого обработанных частей нельзя касаться руками. Торцы прижимаются к сварочному зеркалу для нагрева. Под оптимальным давлением на краях фрагментов образуется грат, наплыв расплавленного пластика. Это необходимо для формирования прочного шва. После создания грата давление минимизируется, нагрев продолжается. Скорость прогрева составляет 1 мм за 10 секунд. Зная толщину стенки изделия, можно высчитать время прогрева. Решающим моментом является быстрое удаление нагревательной поверхности и совмещение стыков. Соединение происходит на молекулярном уровне. Сварить детали качественно можно только при условии полного отсутствия загрязнений поверхностей. Затем сварная конструкция охлаждается на воздухе, формируется ровный и симметричный шов.

Самостоятельная сварка пластиковых труб большого диаметра Технология сварки пластиковых труб специальным сварочным аппаратом.

4 Нормативная база сварки встык

Как видно из , до недавнего времени в России была значительная неразбериха с технологией стыковой сварки, поскольку несколько действующих нормативных документов давали собственную ее трактовку, и потому большинство сварщиков предпочитали доверять стройной немецкой технологии DVS. А требования к оборудованию стыковой сварки в России вообще не были определены никаким нормативом.

С начала 2013 г. в РФ начали действовать сразу два нормативных документа:

ГОСТ Р 55276 – на технологию стыковой сварки ПЭ труб при монтаже водопроводов и газопроводов, на основе перевода международного стандарта ISO 21307;
ГОСТ Р ИСО 12176-1 – на оборудование для стыковой сварки, на основе перевода международного стандарта ISO 12176-1.

Принятие ГОСТа на оборудование было безусловно полезным. К сожалению, это не значит, что самое низкосортное импортное оборудование сразу отсеялось. Но, во всяком случае, немногочисленные Российские производители оборудования теперь вынуждены работать над качеством, а потребитель получил подсказку по оценке качества приобретаемого оборудования.

ГОСТ на технологию стыковой сварки навел относительный порядок. Во всяком случае, привел к единообразию технологии стыковой сварки ПЭ труб на территории РФ. Но проблемы остались.

ВАЖНО! ГОСТ Р 55276 наряду с традиционным режимом сварки при низком давлении (схожа с DVS 2207-1 и старыми Российскими нормативами) узаконил режим сварки полиэтиленовых труб при высоком давлении, которая раньше применялась только в США. Этот режим предъявляет повышенные требования к оборудованию, зато позволяет заметно сократить время сварочного цикла

ВАЖНО! ГОСТ Р 55276 вряд ли годится для непосредственного использования на стройплощадке, поскольку ориентирован не на сварщика, а на разработчика технологической карты сварки полиэтиленовых труб. ВАЖНО! ГОСТ Р 55276 не решил проблему ограничений, которыми страдали старые Российские нормативы и по сей день страдают все иностранные нормативы

Во-первых, допустимый диапазон температур воздуха от +5 до +45°С, в то время как огромная часть территории РФ вынуждена начинать сварку когда болота замерзнут. Во-вторых, максимальная толщина стенки труб 70 мм, в то время как толщина стенки фактически производимых труб давно перевалила за 90 мм. И в-третьих, материал труб – только традиционный полиэтилен низкого давления (ПНД) с показателем текучести расплава не ниже 0,2 г/10 мин (при 190/5), в то время как для производства труб большого диаметра давно используются нестекающие марки полиэтилена среднего давления с ПТР ниже 0,1 г/10 мин (при 190/5). Для условий, выходящих за проверенные рамки температуры воздуха и толщин стенок, некоторые производители рассчитали технологию сварки полиэтиленовых труб путем экстраполяции действующих нормативов, но эта теоретическая технология пока не проверена долгосрочными испытаниями. Для нестекающих марок полиэтилена технологии сварки труб нет даже в теории. В итоге в условиях, выходящих за ограничения проверенной технологии, в России выполняется около 80% всех сварок!

ВАЖНО! ГОСТ Р 55276 не решил проблему ограничений, которыми страдали старые Российские нормативы и по сей день страдают все иностранные нормативы. Во-первых, допустимый диапазон температур воздуха от +5 до +45°С, в то время как огромная часть территории РФ вынуждена начинать сварку когда болота замерзнут

Во-вторых, максимальная толщина стенки труб 70 мм, в то время как толщина стенки фактически производимых труб давно перевалила за 90 мм. И в-третьих, материал труб – только традиционный полиэтилен низкого давления (ПНД) с показателем текучести расплава не ниже 0,2 г/10 мин (при 190/5), в то время как для производства труб большого диаметра давно используются нестекающие марки полиэтилена среднего давления с ПТР ниже 0,1 г/10 мин (при 190/5). Для условий, выходящих за проверенные рамки температуры воздуха и толщин стенок, некоторые производители рассчитали технологию сварки полиэтиленовых труб путем экстраполяции действующих нормативов, но эта теоретическая технология пока не проверена долгосрочными испытаниями. Для нестекающих марок полиэтилена технологии сварки труб нет даже в теории. В итоге в условиях, выходящих за ограничения проверенной технологии, в России выполняется около 80% всех сварок!

Пред.

След.

Особенности стыковой сварки

Сваривание полиэтиленовых труб встык – это простое нагревание торцов пластикового трубопровода. За цель ставится сообщение всем свариваемым частям состояния вязкости и текучести, в определенных пределах. После этого происходит соединение концов полиэтиленовых изделий под давлением.

Чтобы эта работа была проведена качественно, важно надежно зафиксировать изделие. По ходу соединения любые сдвигания или другого рода смена положения труб недопустима

Тот же самый режим должен сопровождать и процедуру остывания сваренных заготовок.

Для данной технология характерна простота, однако применять ее можно далеко не всегда. Стыковая сварка возможна лишь в тех случаях, когда соединяемые трубы имеют идентичный диаметр и изготовлены с аналогичной марки полиэтилена. Категорически запрещается сваривание пластиковых изделий, имеющих различные характеристики.

Сварка труб ПНД встык может быть реализована при следующих условиях:

Трубы должны иметь толщину стенок не менее 4,5 мм.
Температурный диапазон проведения сварки – от -15 до +45 градусов.
Данный способ соединения характеризуется незначительным уровнем энергопотребления.
Сваривание полиэтиленовых труб не предусматривает наличие сложных приспособлений.
Реализация метода возможно только при наличии возможности надежно фиксировать концы сваренных труб.

Сложные, труднодоступные участки не подходят для стыковой сварки: в таком случае приходится использовать электромуфтовую сварку труб ПНД. Подобным образом выполняется и врезка в ПНД трубу, но там есть свои нюансы.

Возможные ошибки

Тщательно продуманные и неспешные движения являются гарантией недопущения ошибок. Нужно учесть все особенности выполнения технологии и полностью их соблюдать.

Самые частые ошибки, вследствие которых образуются бракованные узлы прокладываемой системы трубопровода следующие:

Угол среза соединяемых частей отличается от значения 90 градусов.
Не произведена чистка поверхности от жирной пленки.
Недостаточный или чрезмерный нагрев соединяемых элементов.
Неплотная установка изделия внутрь фитинга.
Корректировка соединяемых частей после застывания полимера.
Неполное удаление слоя армирования.

В некоторых случаях на высококачественных материалах сильный нагрев не показывает видимых дефектов. Но в то же время происходит внутренняя деформация, в этом случае расплавленный пластик перекрывает внутренний проход трубопровода. В последующем этот узел теряет работоспособность — быстро забивается и перекрывает передвижение воды.

Если срез торцов отличается от значения 90 градусов, то во время соединения элементов они ложатся по скошенной плоскости. Появляется несоосность стыка, которая заметна, когда уже проложено несколько метров трубопровода. Зачастую из-за этого необходимо переделывать всю работу сначала.

Плохое обезжиривание торцов способствует появлению «островков отторжения». В этих местах полифузное соединение полностью не происходит. Определенное время трубопровод с этим дефектом может работать, однако в любой момент может появиться течь.

Такой же результат могут иметь соединения, которые сделаны с неполной чисткой слоя армирования. Чаще всего армированная труба устанавливается на участках повышенного давления. Оставшаяся алюминиевая фольга на участке спаивания создает зону неконтакта. Этот участок зачастую является каналом, через который происходит протекание воды.

Как согнуть или выпрямить изделие

Полиэтиленовые трубы выпускаются в продажу прямыми 12-метровыми отрезками либо же в виде цельных изделий, намотанных на большие бухты. Будучи в скрученном состоянии, изделия приобретают форму колец и деформируются. Перед тем, как выпрямить или согнуть деформированную трубу ПНД, ее надо нагреть.

При сборке трубопровода нередко возникает необходимость выпрямить скрученную или, напротив, согнуть деформированную полиэтиленовую трубу

Полиэтилен низкого давления славится хорошей упругостью. Но утрачивает это свойство при температуре нагрева свыше +80°С. Этот момент и используют при необходимости изменить конфигурацию изделия.

Но стоит помнить, что для расправления или сгибания температуру можно повышать только на короткий временной период. Ведь полиэтиленовая труба принадлежит к категории строительных материалов, которые при нарушении температурного режима можно повредить.

Обзор способов разгибания трубы

Распрямить трубу, устранив заломы, которые возникли при ее хранении и транспортировке, проще всего после легкого нагрева изделия. Если замена или ремонт трубопровода проводится в летний период, когда солнечные лучи максимально припекают, можно задействовать их для достижения поставленной задачи.

Чтобы выпрямить трубу ПНД, нужно всего лишь оставить ее пару часов под прямыми солнечными лучами, крепко зафиксировав концы отрезка

УФ лучи не ухудшат эксплуатационные параметры полиэтилена, но при этом на время смогут размягчить стенки изделия. Вам останется лишь закрепить размягченную трубу вдоль жесткой опоры или стены, либо же уложить в заранее прорытую траншею. Перед тем, как распрямить изогнутую ПНД трубу на грунте, нужно освободить участок.

Если же работу приходится выполнять в зимнее время, используйте для разогрева изделия горячую воду. Но этот метод эффективен для труб, размер которых не превышает 50 мм. В качестве вспомогательных средств для выправления можно использовать металлические перила и кирпичную кладку. В любом случае: чем короче отрезок изделия, тем легче с ним будет работать.

Эффективные методы, позволяющие согнуть заготовку

Если возникает обратная ситуация, когда нужно согнуть ПНД трубу, применяют всю ту же тепловую обработку. Для разогрева задействуют такие методы:

обдувают горячим направленным воздухом строительного фена;
прогревают стенки изделия газовой горелкой;
обдают поверхность кипятком.

Для упрощения процедуры сгибания лучше соорудить формовочный каркас. Оправу, размер которой соответствует диаметру сгибаемой трубы, можно сделать из обычных листов ДВП. Для придания гладкости поверхности оправы отшлифуйте ее отрезом наждачной бумаги.

Чтобы согнуть ПНД трубу с помощью фена, работу выполняют в такой последовательности:

Обрабатываемое место прогревают строительным феном.
Размягченную заготовку заглубляют в формовочный каркас.
Аккуратно сгибают трубу, не прилагая чрезмерных усилий с тем, чтобы в месте сгиба не разорвать изделие.

Создав требуемый угол изгиба, нужно оставить изделие до полного охлаждения и лишь после этого извлечь из каркаса.

Чтобы обеспечить равномерное прогревание поверхности полиэтиленового изделия, трубу необходимо постоянно вращать вокруг своей оси, подставляя под лучи различные участки

Важный момент: разогревая трубу, необходимо придерживаться «золотой середины». При недостаточном нагреве поверхности в момент сгиба труба может сломаться. Если же в момент разогрева слишком близко поднести к изделию нагревательный элемент, полимер может воспламениться.

Инструкция: как сварить пластиковые трубы

Учиться сварке пластиковых трубопроводов враструб нужно на практике. Трубные заготовки и комплектующие для систем всегда покупают с запасом. Для приобретения навыков работы на оборудовании пластиковые элементы нарезают небольшими отрезками. Технологический процесс состоит из нескольких этапов, каждый из них рассмотрен отдельно.

Подготовка труб под сварку

Нарезают пластик на фрагменты в соответствии со схемой разводки. Кромки делают под прямым углом. Сначала делают разметку, затем врезаются в пластик. Только после этого резким усилием разрезают заготовку окончательно. Элементы раскладывают на чистой ровной поверхности в удобном для сварки порядке. Рядом размещают необходимые соединительные элементы: фитинги, отводы, тройники, муфты.

Каждый стык перед сваркой зачищают, чтобы не оставалось заусениц, обезжиривают. Трубы с фольгированным слоем обязательно фальцуют – слой металла полностью срезают в месте стыка.

Настройка сварочного аппарата

На паяльнике закрепляют насадки необходимого диаметра. Инструмент для сварки прочно устанавливают на ровной поверхности, чтобы он не качался. Регулятор нагрева переводят в нужное положение. Для сваривания пластиковых труб паяльник разогревают от +255 до 280°С вне зависимости от толщины трубопроводов. Меняется только время нагрева деталей при сварке, интервал выдержки соединения до затвердевания.

Нагрев деталей

При сварке одновременно нагревают оба элемента: трубные заготовки снаружи (их вставляют в нагревательный элемент), фитинги – изнутри (их насаживают на нагреватель). Детали продвигают с умеренным усилием до упора – площадки утюга. От момента касания отсчитывается время нагрева, интервал зависит от диаметра трубной заготовки:

Диаметр заготовки, мм	Время нагрева, сек	Глубина насадки, мм
20	8	14
25	9	16
32	10	20
40	12	21
50	18	22,5
63	24	24

Время выдержки стыка от 4 до 8 секунд. Данные, приведенные в специальных таблицах сварки пропилена ориентировочные. Перед монтажом трубопровода время нагрева и выдержки устанавливают экспериментальным путем. Пластик должен разогреваться не на всю глубину стенки, чтобы не было внутренних наплывов. Опытные заготовки делают небольшими, чтобы просматривалась внутренняя поверхность раструбного соединения.

Соединение деталей

Разогретые на насадках полимерную трубу и фитинг нужно соединять быстро, с усилием, не допуская перекосов. Делают это одним движением, без проворачивания. Заготовки для сварки диаметром больше 50 мм (для системы водоотведения) соединяют с применением центровщика, вручную качественных соединений не получить. Заготовки удерживают в руках до затвердевания пластика. После этого образованный узел оставляют до полного охлаждения на 3-10 минут в зависимости от толщины заготовок.

Зачистка

Напильником аккуратно снимают наружные наплывы полимера. Они не должны быть большие при правильном разогреве и сжатии. Внутренних наплывов на швах не должно быть, это брак. После монтажа водопровода нужно удостовериться в надежности швов. Воду в систему подают не раньше часа выдержки. Если обнаружена протечка, стык вырезают, на его месте делают новое фланцевое соединение.

Пайка армированных труб

В этом случае непременным условием является удаление защитного материала. Наличие армированного слоя в трубе нуждается в дополнительном нагреве

Но это не самое важное. Как правило, эти изделия имеют нестандартное сечение и не подходят к обычным насадкам сварочного устройства

Их нужно зачистить перед выполнением пайки. Исключение имеют только трубы, которые армированы стекловолокном, эти изделия соединяются стандартно. С учетом многообразия способов армирования труб используются разные варианты обработки перед соединением. Чаще всего для зачистки применяется швейер. Так называется специальное устройство в форме стальной втулки с ножами. На швейер насаживают конец трубы, которая подлежит спайке, и вращательными движениями удаляют слой армирования до появления пластика.

Если слой армирования находится в середине стенок трубы, то в этом случае для обработки лучше всего использовать другое оборудование, которое называется торцеватель.

Инструмент практически ничем не отличается от швейера, кроме месторасположения и конструкции ножей. После использования торцевателя концевая часть обрабатываемого элемента выравнивается по торцу, также на глубину 2 мм по окружности обрезается часть слоя армирования. Эта обработка дает возможность произвести спайку без дефектов.

Составляющие комплектов аппарата

Большое количество компаний, которые производят аппараты для сварки, предлагают свое разнообразие комплектующих деталей. Мы постарались составить три стандартных набора дополнительных элементов для приборов:

Первый вариант – элементарный. В состав входят: аппарат, ключ для монтажа насадки. Оптимальным набор станет для работ мастера на дому, когда необходимо сварить трубы нескольких диаметров.
Средняя схема комплектации. На сегодняшний день считается наиболее комфортным вариантом. Сюда входят такие элементы: насадки для диаметров от 2 до 4 см, аппарат, чехол. Набор очень удобно брать с собой в дорогу.

Сварочные оборудования в независимости от составляющих набора, требуют знания правил их эксплуатации. Прежде, чем приступить к процессу сварки, необходимо прочитать инструкцию, так как каждый вид инструмента имеет свои технические особенности.

Источник

Нюансы предварительной подготовке к сварочным работам

Говоря о том, как сварить полиэтиленовые трубы в домашних условиях, нужно учитывать не только правила пользования, но и технику безопасности при работе со сварочным оборудованием.

Залогом успеха является проведение подготовительных работ:

Каждый узел сварочного оборудования должен быть тщательно очищен и проверен на предмет наличия дефектов, которые могут сказаться на качестве и безопасности проводимых работ.
Вся проводка и заземление должны быть проверены на предмет дефектной или вовсе отсутствующей изоляции.
Топливные агрегаты необходимо дозаправлять, либо удалять из них старое застоявшееся топливо и заливать новое.
Обязательно производить контрольный запуск установки, чтобы убедиться в ее работоспособности.
Уровень масла в гидравлической системе сварочного аппарата необходимо проверить и выполнить с ним те же действия, что и с топливом.
Если сварочный аппарат является мобильным, то его перемещение должно выполняться свободно, чтобы работы выполнялись без заминок и без риска для оператора установки.
Ножи торцующего устройства должны быть отточены до идеального состояния, чтобы процесс обработки труб и фитингов происходил оперативно, а в результате получались качественные изделия.
Каждое контрольно-измерительное устройство должно быть исправно.
При работе с ПНД необходимо заранее приобрести в нужном количестве зажимы и редукционные вкладыши, диаметр которых должен соответствовать сечению труб.
Каждую деталь подвергаемую трению следует тщательно смазать. Однако даже при выборе смазочной смеси нужно обращать внимания на требования, выдвигаемые производителями труб.

Итог

Соблюдая все правила и инструкции, приведенные в статье, можно получить качественное соединение для полиэтиленовых труб. Способ того, как сварить полиэтиленовую трубу, должен выбираться по основным критериям: простота реализации и доступность для работника с финансовой стороны вопроса. Лучше всего доверить работу специалисту, который возьмет на себя ответственность за все этапы – от закупки необходимых материалов и оборудования до проведения сварочных работ и введения системы в эксплуатацию.