Пайка полипропиленовых труб: таблица температур, время сварки

Что такое полипропиленовые трубы, их разновидности

Полипропилен (сокращенное обозначение ПП или ППР) — термопластичный, то есть изменяющий свои размерные параметры при разных температурах, полимер пропилена, получаемый его полимеризацией в присутствии металлосодержащих катализаторов, технология его изготовления близка к процессу производства полиэтилена низкого давления (ПНД).

[quote]Чистый полипропилен имеет вид белого порошка или гранул, может выпускаться химически стабилизированным, в окрашенном виде.[/quote]

Трубы из полипропилена используют для прокладки холодного и горячего водоснабжения, тепловых сетей, обвязки котельного оборудования, установки стояков, прокладке канализации для отвода высокотемпературных стоков и агрессивных химических веществ промышленных предприятий.

Основные параметры полипропилена, влияющие на сферу его применения, имеют следующий вид:

• Полипропилен как термопластик при нагревании до высоких температур расширяется, к примеру длина трехметровой трубы увеличивается на 3 см.
• При температурных параметрах транспортируемой среды в 140 °С материал размягчается, ПП плавится при 170 °С, верхним порогом его рабочей температуры считается показатель в 120 °С.
• Эксплуатационный срок полипропилена достигает 50 лет.
• Материал боится прямого воздействия ультрафиолетового излучения, поэтому обычные трубы из полипропилена используют в закрытых помещениях или прокладывают в штробах, если в комнату проникает солнечный свет.
• Материал выдерживает давление до 25 бар.
• Трубы из полипропилена имеют толстую оболочку с низкой теплопроводностью — это обусловило основную сферу их применения в качестве трубопроводов подводки холодной и горячей воды, а также сделало нерациональной эксплуатацию в теплых полах.
• Наружный диаметр полипропиленовых труб, применяемых в индивидуальном домостроении, не превышает 110 мм, типовые размеры для прокладки водопроводных и отопительных трубопроводов — 20, 25, 32, 40 мм, в промышленном строительстве используют диаметры ПП труб 50, 63, 75, 90, и 110 мм.
• Цветовая гамма выпускаемых изделий — белого, серого, зеленого цветов (окрашенные изделия противостоят ультрафиолетовому излучению), для обозначения сферы применения в трубопроводах холодной и горячей воды на внешнюю оболочку изделий наносят полоски синего и красного цветов.

По внутреннему устройству ПП трубы делят на:

• Однослойные, полностью состоят из полипропилена, обладают высокими характеристиками термического расширения и относительно низкой прочностью на разрыв при высоких давлениях.
• Многослойные, представляют собой изделия, в которых между внутренней и наружной полипропиленовыми оболочками находится слой армирующего материала. В качестве среднего слоя используется сплошная или перфорированная алюминиевая фольга или стекловолокно, иногда применяют армирование композитом, состоящим из смеси полипропилена и стекловолокна.

В настоящее время одним из популярных типов полипропиленовых труб — являются двухслойные изделия, имеющие внутренний слой из алюминия.

Производители поставляют на рынок следующие разновидности ПП-труб:

PPH (РРН, РР-1) — гомополимер, являющийся чистым полимером с минимальным количеством модифицирующих его прочностные характеристики добавок, используется при изготовлении безнапорных трубопроводов большого диаметра для систем вентиляции, водоподачи и водоотвода.

PPR (ППР, PPRC, РР-3, PP-random) — статический сополимер, наиболее часто используемый при прокладке инженерных коммуникаций водоснабжения, отопления в индивидуальном домостроении, коммунальных квартирах, отличается высокой термостойкостью и сопротивляемостью ударным нагрузкам.

РРВ (РР-тип 2, РР-2) — блоксомер, обладающий повышенными физическими параметрами, используется в высоконапорных коммуникациях отопительных систем и подачи воды.

PPs (полифенилсульфид) — высокопрочный износостойкий полимер, обладающий повышенной устойчивостью к физическим нагрузкам, высоким температурам. Используется для прокладки промышленных и коммунальных коммуникаций холодного и горячего водоснабжения, отопления, диаметр труб может доходить до 1200 мм.

Рис. 3 Устройство армированных алюминием многослойных ПП труб

Напорные и температурные характеристики полипропиленовых труб имеют обратную зависимость — чем выше температура рабочего тела, тем ниже порог максимально удерживаемого давления, данная связь влияет на область применения ПП труб.

В маркировке полипропиленовых труб указаны их напорные характеристики, по этому параметру их разбивают на следующие группы:

PN-10 — номинальный показатель давления в 10 бар (10 атмосфер, 1 мПа), трубы используют для организации холодного водоснабжения, редко для монтажа теплых полов с температурой нагрева теплоносителя не более 45 °С.

PN-16 — трубы, рассчитанные на рабочее давление в 16 бар, используются для монтажа холодного и горячего водоснабжения с максимальной температурой рабочего тела 60 °С.

PN-20 — эксплуатируются при рабочем давлении в 20 бар с температурой носителя 80 — 90 °С в системах с защитой от гидроударов.

PN-25 — изделия с рабочим давлением 25 бар используются в напорных теплосетях для транспортировки горячей воды и пара с температурой до 120 °С.

Рис. 4 Разновидности ПП труб

Что нужно знать о полипропиленовых трубах

Сегодня производителями выпускаются трубы различного диаметра, цвета, которые отличаются характеристиками. На что сразу необходимо обратить внимание при покупке — это цвет полос. Для монтажа водопровода используется трубы с синей полоской, с красной применяются для отопления и подачи горячей воды.

Может Вам будет интересна статья «Как правильно подключить УЗО: схемы, варианты подключения к однофазной и трехфазной сети» Перейти>>

Большой выбор диаметра – от 16 до 110 мм, позволяет собирать различные варианты систем водоснабжения и отопления. Для дома и квартир используются образцы от 20 до 32 мм.

При выборе ПП системы для монтажа и пайки, необходимо ориентироваться на маркировку указанную производителем.

Ниже приведена таблица диаметра и толщины в зависимости от маркировки.

Производят четыре типа полипропиленовых систем:

1. PN-10. Используются при монтаже водопровода. Реже для обустройства теплого пола, с температурой теплоносителя не более 45 градусов. Номинальное давление — 10 Атм.
2. PN-16. Можно применить при обустройстве холодного и горячего водоснабжения. Максимальная температура воды – 60 градусов. Номинальное давление — 16 Атм.
3. PN-20. Может использоваться для монтажа автономного отопления. Максимальная температура теплоносителя – 90 градусов. Номинальное давление — 20 Атм.
4. PN-25. Применяется для обустройства централизованного водопровода и отопления. Максимальная температура теплоносителя – 95 градусов. Номинальное давление — 25 Атм.

Для монтажа бытового водопровода и отопления рекомендуется использовать ПП марки PN-20.

Инструменты для пайки полипропиленовых труб

Учитывая всю важность соблюдения нормативных условий при прокладке пластикового водопровода, использование сподручных средств для пайки не допустимо. Специализированное оборудование обеспечивает достаточную скорость стыковки, сваривания на нормированном уровне качества.

Первая группа оборудования для пайки полипропиленовых труб по инструкции представлена агрегатами на ручном управлении. Такие устройства оснащаются специальным диском, активная поверхность которого имеет тефлоновое покрытие. Благодаря этому обрабатываемый материал не пригорает и не растекается во время разогрева.

Обычно такие аппараты применяются для работы с диаметрами изделий 20 и 25 мм. В зависимости от площади сечения подбирается соответствующая насадка, которая будет разогреваться до нужной температуры. Достижение штатных параметров прибора сигнализируется зеленым индикатором.

При планировании большого объема работ и в промышленных масштабах используют более эффективное оборудование. Автоматические аппараты имеют специальные приспособления, за счет которых задается необходимый диаметр обхвата. Нужное значение температуры достигается быстрее, чем на ручных аппаратах для пайки полипропиленовых труб. За счет этого прокладка трубопроводов при помощи такого оборудования происходит в разы быстрее.

В промышленных условиях для соединения труб большого диаметра применяются специальные стыковочные сварочные аппараты. Модификация оборудования обеспечивает быструю подготовку (форматирование) труб к установке и такой же быстрый монтаж при любых объемах задач.

В арсенале монтажника необходим иметь и такие приспособления, как резаки для труб. Полипропиленовые трубы известны не только своей практичностью, но и высокой скоростью прокладывания на месте эксплуатации. Специальные ножницы для резки труб обеспечивают быструю подготовку торцевой части к стыковке с фитингами.

Подбор видов пайки

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.

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

• 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.

Разбор самых популярных ошибок при сварке полипропиленовых труб

Со стороны кажется, что в сварке полипропиленовых труб ничего особо сложного нет: нагреть, соединить, остудить — готово. Однако на практике выясняется, что в этом деле существует масса важных моментов, которые влияют на качество соединения труб и фитингов.

Пренебрежение этими нюансами приводит к различным огрехам, вызывающим закупорку, протекание труб и другие проблемы. Часть ошибок обнаруживается только через несколько месяцев после начала эксплуатации трубопровода, когда горе-мастеров уже и след простыл.

Для сваривания труб и фитингов из полипропилена чаще всего используют метод термической полифузии. Суть его состоит в том, чтобы нагреть свариваемые части до определенной температуры и быстро их соединить. Для разогрева частей используют специальный прибор, именуемый в народе «паяльником». Процесс пайки пластиковых труб наглядно представлен в видеоматериале:

Некоторые производители нагревателей для пайки пластиковых труб устанавливают на один прибор сразу два нагревательных элемента. (Это характерно для недорогих моделей китайского и турецкого производства). Для каждого из них предусмотрен отдельный включатель, и мощности каждого такого элемента хватает для разогрева труб и фитингов конкретного диаметра.

Если прибор для сварки оснащен двумя нагревательными контурами, их можно включать одновременно в начале работы, чтобы быстрее разогреть инструмент. Затем один из контуров следует отключить.

Разогретый материал труб на некоторое (очень короткое) время сохраняет пластичность. В эти секунды нужно соединить элементы и зафиксировать соединение, одновременно устраняя перекосы. Только по окончании фазы «фиксации», когда материал утратит эластичность, можно положить соединенные трубы на стол.

Оптимальной температурой для нагрева полипропиленовых труб считается температура в 260 градусов. В процессе нагрева необходимо прогреть материал трубы достаточно сильно, чтобы обеспечить надежное соединение. При этом трубу нельзя перегревать, чтобы она не потеряла форму. Для этого следует следить за временем нагрева. В зависимости от диаметра труб оно может составлять:

• 8-9 секунд для труб диаметром 20 мм;
• 9-10 секунд для труб диаметром 25 мм;
• 10-12 секунд для труб диаметром 32 мм и т.п.

Если труба не разогрета до необходимой температуры, соединение будет слишком слабым, со временем там образуется протечка. Перегрев трубы может привести к появлению оплывов и снижению ее проходимости.

Существуют модели приборов для пайки полипропиленовых труб с рукояткой регулировки температуры или без нее. Возможность варьировать температуру была продиктована скорее маркетинговыми соображениями изготовителя, чем практической необходимостью. Профессионалы рекомендуют выставить температуру правильно (260 градусов) и в дальнейшем ее не изменять, ориентируясь на время нагрева.

Трубы прогреты и соединены, теперь важно правильно их остудить. Для завершения фазы «фиксации» необходимо столько же времени, сколько и для нагрева. Неопытные мастера слишком спешат, прекращают процесс раньше этих немногих секунд, что вызывает деформацию соединения.

Спектр ошибок, совершаемых при сварке полипропиленовых труб, довольно обширен. Чаще всего это:

1. Загрязнения в месте соединения элементов
2. Небольшое количество воды, попавшее на материал в процессе сварки
3. Длительное позиционирование частей трубы
4. Использование неподходящего или некачественного материал
5. Несоблюдение правил монтажа и т. п.

Избежать этих ошибок не сложно, если при сварке соблюдается аккуратность, осторожность и высокий профессиональный уровень исполнителей.

Таблица пайки и температура их нагрева

Качество пайки зависит от температуры и времени нагрева. Очень важно соблюдать необходимые температурные параметры. Плохо влияет на качество соединения, как перегрев, так и недостаточное нагревание.

• Перегрев ведет к деформации, уменьшению проходимости.
• Не достаточное нагревание ослабляет соединение, что может привести к образованию течи.

Перед Вами таблица температур и времени пайки полипропиленовых труб:

Температура пайки полипропиленовых систем для всех диаметров одинакова и ровна примерно 260°С.

Следующий важный температурный параметр для получения качественной пайки – это температура окружающей среды. Рекомендуется выполнять соединение при температуре от 0° до 25°С.

При температуре воздуха ниже 5 °С необходимо увеличить время нагрева в полтора раза.

Еще одно значение, которое необходимо знать при сварке — это глубина плавления. При монтаже, выполняя замеры, проще измерить длину от фитинга до фитинга. Например, между двумя углами расстояние 110 мм, то необходимо отрезать трубу длинной – 110 мм 2*14 мм, получим длину 138 мм.

Таблица глубины плавления ПП: