Сварка раструбных труб полипропиленовых и пластмассовых ПНД фитингов

2 Таким образом, время сварки полипропиленовых труб можно определить как сумму времени нагрева, перестановки, фиксации и полного остывания.

Таблица 1       Технологические интервалы для раструбной сварки полипропиленовых труб и фитингов (согласно DVS 2207-1)

1) Ввиду слишком малой толщины стенки раструбная сварка для этих труб не рекомендуется.

Примечание:
Указанные в таблице временные интервалы носят только рекомендательный характер! Точные значения интервалов следует уточнять у производителя трубы и фитингов.

Виды и назначение

Трубы из полипропилена могут быть четырех цветов — зеленые, серые, белые и черные. Отличаются характеристиками только черные — они имеют повышенную стойкость к ультрафиолету и используются при прокладке системы полива по грунту. Все остальные имеют схожие характеристики и прокладываются в помещениях или закапываются в грунт.

По назначению полипропиленовые трубы бывают следующих видов:

• Для холодной воды (температура до 45°C). Отличить их легко по продольной полосе голубого цвета.
• Для горячего водоснабжения (нагрев до 85°C). Отличительная черта — полоса красного цвета.

Универсальные (максимальный нагрев до 65-75°C в зависимости от производителя). Наносится две полосы рядом — голубая и красная.

Как для холодной, так и для горячей воды есть трубы с разными характеристиками. Отображается это в маркировке:

• PN10 используются исключительно в системах холодного водоснабжения ( до 45°C) с низким давлением (до 1 МПа). Имеют небольшую толщину стенок. Для многоэтажек не подходят.
• PN16. Часто маркируются как универсальные, но чаще используют для холодной воды — выдерживают нагрев среды до 65°C и давление до 1,6 МПа.
• PN20. Толстостенные трубы, которые могут транспортировать среду с температурой до 80°С, выдерживают давление до 2 МПа. Используются при разводке горячей воды и системы отопления.
• PN25. Это армированные полипропиленовые трубы (фольгой или стекловолокном). За счет наличия армирующего слоя часто имеют меньшую толщину стенок, чем PN20. Температура нагрева среды — до 95°C, давление — до 2,5 МПа. Применяются для горячего водоснабжения и отопления.

Все они выпускаются разных диаметров — вплоть до 600 мм, но в квартирах и частных домах используются, в основном, размером от 16 мм до 110 мм

Обратите внимание, что указывается внутренний диаметр, так как толщина стенок может быть разной.

Особенности технологии сварки труб встык

Сварка труб, где стыки соединяются благодаря воздействию нагретого инструмента, проводится по определенной технологии. Чтобы получать надежные и прочные соединения, способные выдержать значительные нагрузки, нужно точно соблюдать правила выполнения сварочных работ. Кроме того, необходимо обеспечить тщательную подготовку труб под сварку.

Собираясь варить трубы, нужно их предварительно закрепить в центраторе, который способствует исправлению овальности и позволяет контролировать усилие прижима торцов. Чтобы трубы соединялись встык с максимальным прилеганием поверхностей, концы зачищают от окисленного слоя полимера и подвергают торцеванию. В результате такой подготовки труб под сварку получают ровные торцы, срезанные под углом 90°.

Дальнейший процесс проведения сварки трубопроводов из ПНД включает следующие операции:

• Оплавление торцов. Оно происходит под воздействием нагретого инструмента, который подводят к месту стыка. Чтобы достичь эффективного и равномерного нагрева концов участков трубопровода, нужно обеспечить полный контакт материала с оборудованием. Для этого при сварке труб нагретый инструмент прижимают к торцам с определенным усилием, что приводит к заполнению пустот расплавленным полимером и образованию грата.
• Нагрев торцов. На этом этапе сварки труб выполняется глубокий прогрев концов при снижении усилия прижима к нагретому инструменту до минимальных показателей. Он более продолжительный, чем процесс образования грата. При воздействии на стыки нормируются время нагрева, температура нагретого инструмента и усилие прижима торцов.
• Разведение участков трубопроводных систем в разные стороны, удаление нагревательного инструмента из зоны проведения сварки и сведение торцов до полного контакта.
• Осадка швов после сваривания труб заключается в постепенном увеличении усилия прижима торцов, которые соединяются друг с другом. Во время данного этапа сварки труб нормируется график, который отражает нарастание усилия прижима торцов.
• Остывание. Если варить стыки соблюдением технологии, то толщина стенок труб в месте фиксации увеличивается при осадке швов и затухает по мере охлаждения. Такой эффект позволяет компенсировать термическую деструкцию материала, вероятную неточность при соединении торцов и другие погрешности сварки.

При сварке труб нормируются высота грата при оплавлении торцов, температура нагретого инструмента, усилие прижима и время воздействия. Они зависят от характеристик трубопровода и отражены в специальных таблицах, которые прилагаются к каждому аппарату для сварки труб.

Руководство по сварке

Монтаж полипропиленовых труб

Сварка пластиковых труб – несложное мероприятие, с проведением которого можно справиться самостоятельно. Достаточно лишь пошагово пройти каждый этап руководства.

Первый этап – подготовка деталей к сварке

Начните с подготовки соединяемых элементов. Нарежьте трубы в соответствии с требованиями предварительно подготовленных схем разводки. Разложите все отрезанные элементы в порядке, в котором они будут соединены при помощи специального паяльника. Так вы избежите риска неправильного соединения элементов трубопроводной системы.

Помните: если неудачные резьбовые соединения без особых проблем раскручиваются и переделываются, то швы разобрать уже не получится. Изделия с дефектными соединениями придется попросту выбросить. Поэтому будьте внимательны и аккуратны.

Второй этап – настройка инструмента для сварки

Аппарат для сварки пластиковых труб

Конструкция паяльника предполагает наличие температурного регулятора. Выставьте на регуляторе предел, рекомендованный производителем в соответствии с приложенной инструкцией. Понять, что паяльник нагрелся до заданной температуры, вы сможете по погасшей лампочке регулятора температуры.

Третий этап – нагрев элементов

Перед началом сварки все составные элементы будущего трубопровода нужно разогреть. Информация о рекомендованных условиях и оптимальной продолжительност и предварительного нагрева приводится в инструкции к паяльнику. Обязательно ознакомьтесь с ней.

Для нагрева детали необходимо вставить в разъемы прибора для сварки. Информацию о том, как это правильно сделать, вы также найдете в руководстве производителя к своему паяльнику.

Как паять полипропиленовые трубы

Четвертый этап – соединение элементов

Правильно нагретые детали соединяются очень быстро и ровно. В процессе соединения нельзя допускать никаких перекосов и поворотов элементов. При соединении двух отрезков пластиковой трубы строго выдерживайте угол среза – лишь так созданный вами шов будет герметичным и надежным.

Пятый этап – зачистка соединений

Дайте шву остыть и аккуратно зачистите его. Для зачистки можно использовать напильник.

Таким образом, в самостоятельной сварке пластиковых труб нет ничего сверхсложного. Используйте качественные инструменты, во всем следуйте полученным рекомендациям и уже очень скоро вы сможете пользоваться самостоятельно проложенной водопроводной либо отопительной системой.

Инструкция по сварке вварных седел

После сверления устанавливается сварочный аппарат

Сварка полипропиленовых труб враструб

Сварка пластиковых труб враструб является основным способом соединения при монтаже трубопроводов различного назначения в домах и квартирах, поскольку предназначена она преимущественно для соединения труб небольших диаметров.Для сварки полипропиленовых труб используются фитинги (углы, тройники, отводы) из того же материала, что и сами трубы.

Схематично процесс сварки враструб представляет собой оплавление сопрягаемых поверхностей (внешней поверхности трубы и внутренней — фитинга) с помощью специального нагревательного инструмента, сборку нагретых деталей (вставка трубы в фитинг) и оставление их в таком положении до охлаждения.

Паяльник для сварки пластиковых труб
Паяльник для сварки пластиковых труб
Сварка полипропиленовых труб враструб

Соединение враструб является более надежным, чем сварка встык. Сам характер соединения (труба вставляется в фитинг) обеспечивает его повышенную прочность, не требует инструмента для центровки труб и не предъявляет высоких требований к практическим навыкам пользователя. Сварка полипропиленовых труб своими руками посильна не только любому мужчине, но и многим женщинам.

Оборудование для сварки враструб

. Аппараты для сварки полипропиленовых труб враструб, называемые также паяльниками или утюгами, представляют собой устройства, основной частью которых является нагревательная головка, на которой закрепляются сменные элементы — муфты и дорны. Первые служат для нагрева наружных поверхностей труб, вторые нагревают внутренние поверхности фитингов.

Паяльник для сварки пластиковых труб

Непосредственно нагреватель чаще всего имеет форму треугольной пластины, хотя встречаются и другие виды исполнения. Размеры пластины определяют размер насадок (диаметр труб, которые можно сваривать) и число нагревательных пар, которое может быть установлено одновременно. Чем больше площадь пластины, тем мощнее аппарат.

При закреплении, муфты и дорны нужно размещать таким образом, чтобы обеспечивался их контакт с пластиной всей опорной поверхностью.

Правильное и неправильное крепление муфты

Что касается мощности паяльника, если муфта и дорн контактируют с пластиной по всей площади, то необходимая температура нагревательной пары в 260°C будет достигнута в любом случае — независимо от мощности паяльника (в разумных пределах). Просто менее мощному аппарату для выхода на рабочий режим потребуется больше времени, чем более мощному.

Существуют модели паяльников, у которых нагревательная головка имеет форму стержня. Их основным достоинством является компактность. Что касается технических параметров, то форма головки на них особого влияния не оказывает.

Паяльник для сварки пластиковых труб

Важное значение имеет тип используемого термодатчика. Чем точнее его работа и меньше диапазон колебания температуры, тем качественней паяльник. Наиболее совершенными считаются электронные терморегуляторы, представляющие собой терморезисторы, способные измерять температуру не только очень точно, но и близко к рабочим поверхностям дорнов и муфт.

Их использование позволяет снизить температурную инерционность аппарата, приблизить фактическую температуру нагревательной пары к той, которая отображается на шкале прибора. Капиллярные термостаты и тем более биметаллические реле работают более грубо.

Однако независимо от используемого терморегулятора, после выхода аппарата на рабочий режим (согласно показаниям индикатора) нужно дать ему еще несколько минут на то, чтобы температура насадок окончательно сравнялась с той, которую показывает прибор. И только после этого приниматься за работу.

Можно встретить паяльники с двумя нагревательными элементами разной мощности, оснащенные отельными включателями. Причем мощность каждого нагревателя обеспечивает необходимый температурный режим в одиночку. Это позволяет выбирать оптимальную мощность, или использовать второй нагревательный элемент в качестве дублирующего на случай перегорания первого. Нагреватели можно включать и одновременно для форсированного выхода на рабочий режим.

Кроме набора дорнов и муфт, в комплект оборудования для сварки полипропиленовых труб могут входить различные вспомогательные инструменты и материалы — фаскосниматель, калиброватель, торцеватель, ножницы для резки труб, очищающая жидкость и пр. Не все из них входят в базовую комплектацию, некоторые предлагаются опционно.

Вспомогательные инструменты для сварки пластиковых труб

Укомплектованность сварочного аппарата инструментом для подготовительных операций не менее важна, чем технические параметры самого паяльника. Желательно иметь как можно более полный набор, это даст возможность работать с любой трубой независимо от ее размера и характера армирования.

Укомплектованность паяльника для сварки полимерных труб

Стыковая сварка полипропиленовых труб

Сварка пластиковых труб встык заключается в нагреве их торцов нагретым инструментом (сварочным зеркалом) до оплавления, и последующем сжатии с выдержкой под давлением до момента охлаждения шва. Этот метод технологически прост, не требует дополнительных соединительных деталей и при точном соблюдении технологии обеспечивает прочность сварного шва не ниже прочности самой трубы. Схематично процесс образования стыкового сварного шва выглядит следующим образом.

Стыковая сварка пластиковых труб: торцевание
Стыковая сварка пластиковых труб: торцевание
Стыковая сварка пластиковых труб: нагрев стыков
Стыковая сварка пластиковых труб: соединение труб
Стыковая сварка пластиковых труб: соединение труб
Промышленный аппарат для стыковой сварки пластиковых труб: 1 — торцеватель с ножами по обе стороны, 2 — нагреватель.
Стыковая сварка пластиковых труб
Стыковая сварка пластиковых труб
Маленькое приспособление для стыковой сварки пластиковых труб

Однако, несмотря на простоту технологической схемы, практическое осуществление стыковой сварки связано с некоторыми сложностями, ограничивающими ее использование в домашних условиях.

Необходимо обеспечить точное осевое совмещение труб и их параллельность друг относительно друга (несовпадение стенок труб допускается до 10% от их толщины). В течение определенного времени необходимо прикладывать усилие, прижимающее трубы к нагревательному зеркалу во время нагрева, и друг к другу — во время образования соединения.

При резке или торцовке трубы, должна быть обеспечена перпендикулярность торца. Все эти условия трудно соблюсти без специального оборудования — центратора, оснащенного ручным или электрическим приводом, создающим усилие сжатия, и торцевателем. То есть, в случаи труб небольших диаметров, оборудования и инструмента для сварки полипропиленовых труб встык требуется больше, чем при сварке враструб.

Сварка полипропиленовых труб встык применяется в основном в качестве промышленного способа соединения труб большого диаметра при прокладке прямых участков трубопроводов (подробнее процесс стыковой сварки пластиковых труб описан в статье Сварка полиэтиленовых труб).

Технология сварки враструб

Внешний диаметр трубы чуть больше номинального диаметра, а внутренний диаметр фитинга — чуть меньше номинального диаметра трубопровода. Например, труба диаметром 20 мм на самом деле имеет внешний диаметр 20,3-20,5 мм, а фитинг для трубопровода диаметром 20 мм имеет внутренний диаметр 19,5-19,7 мм.

При этом диаметры рабочих поверхностей муфт и дорнов в их средней части (рабочие поверхности конические, конусность около 0,5°) соответствуют номинальному диаметру.Таким образом, труба и фитинг без нагрева не могут быть совмещены ни с муфтой и дорном, ни друг с другом.

В процессе совмещения трубы с нагретой муфтой, внешний слой трубы оплавляется и выдавливается наружу в форме валика (грата), а внутренние слои прогреваются достаточно, чтобы упруго сжаться и позволить трубе войти в нагретую муфту. Похожий эффект наблюдается при совмещении фитинга с нагретым дорном.

Технология сварки полипропиленовых труб враструб состоит в выполнении следующих операций: резка трубы, подготовка деталей к сварке, монтаж и вывод на рабочий режим сварочного аппарата, установка деталей на прогрев, сборка соединения и его охлаждение.

Без больших усилий совместить трубу и фитинг вручную с нагретым инструментом, а затем — совместить трубу с фитингом в соединение, удается только при сварке трубопроводов небольших диаметров — до 40-50 мм. Для сварки труб диаметром больше 50 мм лучше использовать специальные центраторы для раструбной сварки.

Резка труб

. Резку трубы выполняют специальными ножницами, исключающими смятие ее стенки.

Ножницы для пластиковых труб

Подготовка труб и фитингов к сварке

. Стандартная подготовка заключается в очистке и обезжиривании наружной поверхности трубы и внутренней поверхности фитинга. Однако кроме стандартной есть еще и специальная подготовка, выполняемая в отношении армированных труб, — но не всех, а лишь некоторых из них.

Благодаря композитным ПП трубам с армированием алюминием или стекловолокном, достигается высокая термическая стабильность трубопровода (низкое температурное расширение), благодаря этому отпадает необходимость установки температурных компенсаторов в системах отопления и горячего водоснабжения.

Трубы без армирующего слоя или армированные стекловолокном не требуют никакой специальной подготовки.

Трубы, армированные алюминием, расположенным близко к поверхности (под тонким декоративным слоем полипропилена), требуют удаления армирующего слоя специальным инструментом — шейвером. При сварке ПП труб этот слой необходимо удалять, чтобы обеспечить прочную и неразрывную связь трубы с фитингом.

Шейвер для зачистки полипропиленовой трубы армированной алюминием близко к поверхности
Шейвер для зачистки полипропиленовой трубы армированной алюминием близко к поверхности
Зачистка шейвером полипропиленовой трубы армированной алюминием близко к поверхности

Трубы, в которых армирующий слой алюминия расположен в середине стенки, необходимо подвергать операции торцевания специальным инструментом, целью которой является удаление кромки алюминия, выходящей на торец трубы. Если этого не сделать, вода может проникнуть по открытому армирующему слою в середину стенки и вызвать ее вздутие.

Полипропиленовая труба армированная алюминием по центру стенки
Полипропиленовая труба армированная алюминием по центру стенки
Торцевание полипропиленовой трубы армированной алюминием по середине стенки

Ниже приведены фото разрезов соединений сделанных без торцовки (неправильно) и с торцовкой (правильно).

Соединение без торцовки армированной полипропиленовой трубы (неправильное)
Соединение без торцовки армированной полипропиленовой трубы (неправильное)
Соединение с торцовкой армированной полипропиленовой трубы (правильное)

Лучший результат достигается с применением специальных муфт. Их конструкция обеспечивает обволакивание полипропиленом кромки армирующего слоя (его замуровывание), в результате чего исключается его контакт с водой.

Паяльник для пайки пластиковых труб со специальными муфтами
Паяльник для пайки пластиковых труб со специальными муфтами
Муфта для обволакивания полипропиленом кромки армирующего слоя
Соединение с торцом трубы оплавленном специальной муфтой

Иногда производителями труб даются рекомендации при подготовке трубы к сварке, независимо от наличия армирующего слоя, калибровать ее по наружному диаметру и снимать фаску. Необходимость первого объясняется возможной эллипсностью трубы, которая должна устраняться калибровкой.

Подготовка сварочного аппарата («паяльника»)

. Перед началом работ, «паяльник» для сварки полипропиленовых труб необходимо надежно закрепить в кронштейне или на станине. Во время установки на прогрев, к деталям прилагаются определенные усилия, передающиеся на паяльник. Для удобства работы необходимо, чтобы он был прочно закреплен и неподвижен.

После установки аппарата, на его нагревателе закрепляется подходящая нагревательная пара (дорн и муфта), выставляется с помощью тумблера необходимое значение температуры нагрева, и аппарат включается в сеть. Температура инструмента для сварки полипропиленовых труб враструб должна составлять 260±10°С.

Это значительно превышает температуру вязкотекучести полипропилена и делается с той целью, чтобы быстро оплавить поверхностный слой трубы и фитинга и снять детали, не допуская прогрева их стенки на всю толщину. В противном случае труба и фитинг потеряют жесткость, и их невозможно будет соединить.

Установка деталей на прогрев

. После выхода аппарата для сварки полипропиленовых труб на рабочий режим (о чем должна просигнализировать индикация прибора), труба и фитинг одновременно устанавливаются для нагрева — труба вставляется в муфту, фитинг надевается на дорн. Если одновременная установка деталей невозможна, первым устанавливается фитинг, так как он массивнее.

Сварка полипропиленовых труб: установка деталей на прогрев
Сварка полипропиленовых труб: установка деталей на прогрев
Сварка полипропиленовых труб: установка деталей на прогрев

Трубы и фитинги имеют материал на припуск, который выдавливается во время установки деталей, образуя грат — валик в виде кольца. Его сдвиг требует приложения определенной силы. Однако усилие не должно быть излишним, надвигать детали нужно постепенно, следя за тем, чтобы образующийся грат был правильной формы. Если фитинг надевается на дорн свободно, без усилия и образования грата, значит, он бракованный и использовать его нельзя.

Устанавливая детали, нужно контролировать глубину их установки, чтобы снять усилие, когда они упрутся в дно муфты и вершину дорна. В противном случае можно смять торец трубы и ограничитель фитинга. Для контроля за глубиной погружения трубы в муфту, на ней можно сделать отметку на необходимом расстоянии от торца. Но чаще всего этого не делают, трубу и фитинг просто устанавливают на оправку до тех пор, пока они не упрутся.

Сварка полипропиленовых труб: отметка глубины погружения

После установки деталей в муфту и на дорн аппарата для сварки пластиковых труб, нужно дать им время для оплавления поверхностей. Продолжительность нагрева — очень важный параметр. Она должна быть достаточной для того, чтобы поверхности нагрелись до состояния вязкотекучести, но не быть выше того значения, за которым детали начнут терять жесткость.

У производителей пластиковых труб имеются таблицы, устанавливающие время нагрева в зависимости от марки полипропилена, диаметра трубы и толщины стенки. Ориентировочные значения продолжительности нагрева для трубы PPRC (ПП тип3) PN20 указаны в таблице ниже.

* — время на снятие разогретых деталей и соединение их. ** — время удержания соединения до частичного остывания. Это время используется для выравнивания соединения руками. По истечении этого времени соединение теряет эластичность, изменять его форму уже невозможно.

*** — Удерживать детали до полного остывания нет необходимости. Достаточно не создавать нагрузки. После этого времени соединение готово.Время нагрева отсчитывается с момента достижения деталями упоров. После того как оно закончится, трубу и фитинг с тем же умеренным усилием снимают с оправок.

Сборка деталей

. Снятые с оправок утюгов для сварки полипропиленовых труб детали без промедления соединяются между собой (труба вставляется в фитинг). Время, которое проходит с момента снятия деталей до момента их сборки, должно быть как можно меньше и в любом случае не превышать 4-6 секунд. Промедление чревато охлаждением деталей и невозможностью их сборки или, по крайней мере, низким качеством соединения.

Сварка полипропиленовых труб: соединение деталей
Сварка полипропиленовых труб: соединение деталей
Сварка полипропиленовых труб: соединение деталей

Соединяя трубы с фитингами, не следует проворачивать их друг относительно друга более чем на 5°. Правильность соединения нужно контролировать по виду образующегося грата, который должен быть одинаковым по толщине со всех сторон.

Охлаждение соединения

. После соединения деталей и (при необходимости) их правки, на которую по технологии отводится всего несколько секунд, к деталям нельзя прилагать никаких усилий до тех пор, пока полипропилен полностью не затвердеет. Обычно на это требуется 2-4 мин.

Ориентировочные значения продолжительности всех операций при сварке, для трубы PPRC (ПП тип 3) PN20, указаны в таблице выше. Точные значения параметров сообщаются производителями труб и фитингов.

Типичные ошибки при сварке враструб

Правильно выполненное соединение представляет собой монолитный узел, состоящий из фитинга и трубы, который по прочности не только не уступает целой трубе, но даже превосходит ее.Различные ошибки при сварке могут нарушить монолитность соединения и привести к потере герметичности или создать слабое место в трубопроводе, которое может разрушиться при кратковременном повышении давления. Ошибки эти могут быть следующими.

Недоведение трубы и фитинга до упоров при установке их на прогрев

. Это приводит к невозможности сборки деталей на полную глубину (детали упираются в грат, не дойдя до конца) и появлению слабого места в соединении.

Ошибка при сварке полипропиленовых труб враструб

Превышение нормальной глубины погружения трубы в муфту при ее установке на прогрев

— из-за чрезмерного приложения силы и/или несвоевременного ее снятия. В этом случае торец трубы загибается внутрь, образуя грат, который сужает проход трубы и препятствует свободному течению воды.

Ошибка при сварке полипропиленовых труб враструб

Недоведение деталей до упоров при их сборке

(соединение не на всю глубину). Следствие этого — ослабленное место в соединении.

Ошибка при сварке полипропиленовых труб враструб

Перегрев деталей

из-за превышения времени нагрева или слишком высокой температуры паяльника. Эта ошибка приводит к потере деталями жесткости и невозможности их сборки или деформациям и складкам в соединении, если детали все же удалось собрать. Последнее кроме ослабления конструкции может привести к потере герметичности.

Недогрев деталей

из-за малого времени нагрева или заниженной температуры сварочного аппарата. Следствие этой ошибки — невозможность сборки деталей или несплавление в соединении и потеря герметичности.

Превышение временного интервала между снятием деталей с прогрева и их сборкой

. В результате нагретые поверхности охлаждаются до температуры ниже вязкотекучести. Ошибка приводит к невозможности сборки деталей или несплавлению в соединении с нарушением герметичности.

Неправильная резка трубы

, выражающаяся в неперпендикулярности ее торца оси. В этом случае в собранном соединении образуется слабое место из-за неплотного прилегания торца трубы к внутреннему ограничителю фитинга.

Ошибка при сварке полипропиленовых труб враструб

Нарушение соосности трубы и фитинга при сборке

. Приводит к деформации и, возможно, к потере герметичности соединения.

Ошибки сварки, не вызывающие потери герметичности, могут ничем не проявить себя в течение долгой эксплуатации, однако несут в себе потенциальную угрозу выхода из строя соединений при кратковременных повышениях давления.