Сварка полиэтиленовых труб — способы, инструкция по монтажу

Надежность и исправное функционирование пластикового трубопровода (особенно если он напорный) напрямую зависит от способа соединения труб, из которых он состоит. Самым прочным способом является, безусловно, сварка полиэтиленовых труб. С ее помощью можно соединить элементы трубопровода не только между собой, но и с фитингами. О  технологии мастер сантехник расскажет в статье.

Способы сварки полиэтиленовых труб

Промышленный полиэтилен низкого давления (ПНД) является термопластичным материалом, свойства которого не изменяются в процессе циклов нагрева-остывания. Поэтому он прекрасно подходит для монтажа бытовых и промышленных трубопроводов.

Соединение отдельных ПНД труб и фитингов между собой происходит с помощью разъёмных резьбовых соединений или следующих способов сварки:

• Раструбный;
• Электромуфтовой;
• Стыковой.

Трубы с толщиной стенки до 4,5 мм (диаметр до 50-110 мм) паяются первыми двумя способами, а для более толстостенных труб используется бесфитинговый стыковой способ сварки.

Обратите внимание! ПНД чувствителен к повышенным температурам, поэтому применяется только для водоснабжения с рабочей температурой до + 40 °С или кратковременным её повышением до + 60 °С

Подготовка оборудования к сварке

Для каждого вида сварки применяется различное оборудование. Приобретать его для разовой сборки коммуникаций стыковым и электросварным методом нет смысла, потому что стоимость комплекта составляет несколько тысяч долларов. Лучше воспользоваться услугами сторонних компаний или взять технику в аренду.

Используемое сварочное оборудование

В стандартный набор устройств для стыковой сварки полиэтиленовых труб входит:

• Центратор. Это станина с 4 металлическими зажимами для труб, два из которых подвижны, а два жестко зафиксированы на основании;
• Торцеватель. Представляет собой отдельное дисковое устройство для точной механической обрезки концов свариваемых труб. Устройство крепится к направляющим сварочного аппарата;
• Нагревательное зеркало. Представляет собой покрытую тефлоном округлую пластину, к которой придавливаются стыки труб для расплавления ПЭ. Имеет встроенный термометр;
• Гидравлический или механический привод. Устройство для регулирования силы сдавления труб при их нагреве и последующем соединении;
• Редукционные вкладыши. Это набор сменных полуколец для фиксации труб различного диаметра;
• Блок управления. Входит в комплекты оборудования с автоматизацией процесса сварки.

По сути, комплект оборудования представляет собой самостоятельные приспособления, выполняющие определенные функции на различных этапах сварочного процесса. Они могут быть как предназначенные для сугубо ручной сварки, так и для соединения труб в полностью автоматическом режиме.

Для монтажа электромуфтовых соединений применяется соответствующий сварочный аппарат со встроенным сканнером штрих-кодов. Дополнительных устройств для этого процесса не требуется.

Для раструбной сварки будет необходимо приобретение такого комплекта:

• Электросварочный аппарат;
• Ножницы-труборезы;
• Подставка;
• Калибратор и фаскосниматель;
• Насадки для разогрева соединяемых элементов.

Помимо указанного оборудования, для монтажа труб могут понадобиться и общехозяйственные инструменты: разводной ключ, рулетка, маркер и другие.

Подготовка к сварочному процессу

Немаловажным фактором качественной сварки трубопроводов из ПНД является их предварительная подготовка. Необходимые манипуляции для формирования хорошего сварочного шва будут представлены в виде инструкции.

Непосредственно перед нагревом спаиваемых деталей нужно:

• Убедиться в идентичности материала и маркировки спаиваемых деталей.
• Очистить и обезжирить стыки соединяемых изделий.
• Центрировать трубы и жестко их зафиксировать.
• Обработать срезы торцевателем до образования непрерывной ленты длиной в две окружности трубы.
• После всего необходимо очистить края соединяемых деталей от стружки.

Обратите внимание! Торцеватель с электроприводом значительно ускоряет процесс монтажа, особенно при больших объемах работы, но его стоимость слишком высокая для разовой работы

После тщательной подготовки полиэтиленовых труб и фитингов к сварке можно быть уверенным, что качественный шов наполовину гарантирован.

Технология стыковой сварки ПНД труб

Во время стыковой сварки важно контролировать критические параметры: температуру инструмента и пластика, прижимное усилие и продолжительность операций. При отсутствии датчиков этих значений стабильно получать качественный шов вряд ли удастся.

Рассматривать пошаговую инструкцию по стыковой сварке полиэтиленовых труб лучше на примере полуавтоматического оборудования с гидравлическим приводом.

Шаг №1 — Нагрев стыков

После обработки торцов труб, сварочное зеркало нагревается до температуры 200-230 градусов и помещается в середину центратора. Затем, с помощью гидравлического привода, к нему плотно прижимаются края ПНД труб с усилием 4-6 кг/см2.

После приближения размеров грата к минимально допустимым значениям усилие снижают до 0,2-0,5 кг/см2 и продолжают нагревать пластик в течение всего нормативного времени. Сварка допустима при температурах от 15 мороза до 45 тепла, но в холодных условиях время нагрева может быть увеличено.

Обратите внимание! Прижимное давление контролируется встроенным в гидравлический механизм манометром. При его отсутствии необходимое усилие определяют визуально по виду образующихся валиков грата

Шаг №2 — Соединение труб

После необходимого нагрева и расплавления ПНД на стыках, трубы разводят гидравлическим приводом, убирают зеркало и опять приводом прижимают свариваемые поверхности друг к другу с усилием 1-3 кг/см2. Размеры грата контролируются визуально, поэтому и прижимное давление может отличаться.

Обратите внимание! Излишнее усилие при сплавлении торцов труб вредит не меньше его недостаточности. Это ведет к формированию большого внутреннего валика, который будет создавать вихревые потоки и снижать давление воды

Шаг №3 — Охлаждение и осмотр

Трубы продолжают быть придавленными друг к другу до полного охлаждения соединения. После снятия усилия с гидравлического привода трубы извлекаются из зажимов центратора, и проводится оценка состояния сварного шва и грата. Если их параметры в норме, то труба готова к эксплуатации.

Технология раструбной сварки ПНД труб

После предварительной обрезки и подготовки ПНД труб и деталей можно начинать их раструбную сварку. Процесс будет рассмотрен в виде пошаговой инструкции.

Шаг №1 — Подготовка паяльника

Оптимальная температура сварки полиэтиленовых труб колеблется в пределах 210 °C, поэтому подойдут только паяльники с регулируемым нагревом. Перед подключением к сети необходимо накрутить на утюг специальные двусторонние насадки (гильзу и дорн) и поставить паяльник на крестовидную подставку.

Обратите внимание! Чем больше мощность паяльника, тем большее количество ПНД труб он может соединить в единицу времени. Для домашних работ будет достаточно 800-ваттного электроприбора

При достижении заданной температуры на нем загорится сигнальная (обычно зеленая) лампочка.

Шаг №2 — Нагревание деталей

Производить работы с горячими трубами безопаснее в перчатках. Для нагревания деталей необходимо одновременно одну соединяемую деталь натянуть на дорн, а потом вторую всунуть в металлическую гильзу.

Обратите внимание! Присоединять и разъединять ПНД детали с паяльником нужно прямо без вращательных движений. Аналогичное правило применяется и при соединении нагретых изделий

Чтобы соблюсти глубину соединения, можно заранее нанести маркером соответствующую пометку на трубе, а потом ориентироваться по ней при состыковывании разогретых изделий.

Таблица параметров раструбной сварки

Выше приведена таблица с ориентировочными временными рамками прогрева, стыкования и остывания труб, а также глубиной всовывания в раструб. При минусовой температуре время прогрева материала можно увеличить на 1-2 секунды.

Обратите внимание! Приведенные в таблице данные являются ориентировочными, а полагаться следует только на информацию, указанную в инструкции к сварочному аппарату

Шаг №3 — Соединение деталей

После прогрева, изделия необходимо одновременно отсоединить от насадок и сильным прямым движением ввести трубу в раструб до отмеченной черты. Крутить детали относительно друг друга нельзя. Через 5-10 секунд после соединения любые перемещения могут привести к резкому снижению прочности стыка.

Обратите внимание! При соединении нагретых деталей их оси должны располагаться максимально параллельно, так как через 20-25 секунд выправить кривизну будет невозможно

После остывания желательно обследовать образовавшийся внутренний шов на наличие наплывов, перегораживающих просвет трубы. Если он сужен, то лучше перепаять соединение для предупреждения падения давления в системе.

Технология электромуфтовой сварки полиэтилена

Сварка полиэтиленовых труб с помощью электромуфты является наиболее простым и быстрым способом. Пластиковые фитинги имеют встроенную металлическую спираль, которая самостоятельно разогревает соединяемые поверхности и расплавляет ПЭ.

При этом способе приходится дополнительно тратиться на электромуфты, стоимость которых начинается с 3-4 долларов за штуку. Поэтому такая сварка применяется только в тех местах, где недоступны стыковой и раструбный методы. Преимуществом электромуфтового способа является возможность соединения труб с толщиной от 4,5 мм и менее.

Основные этапы сварки:

• Очистка и механическая обработка фитинга и концов труб;
• Центрирование и вставка трубы в электромуфту;
• Подсоединение фитинга к электроконтактам специального сварочного аппарата, нагрев соединения.

Последний этап – отключение электроэнергии и остывание трубы.

Обратите внимание! Электромуфтовое стыковое соединение более прочное, чем сама труба. При тестах на растяжение происходит разрыв самой трубы, а не места сварочного шва

На электромуфтах имеется штрих-код с закодированными параметрами времени нагрева, силы тока и напряжения. Он считывается сканером сварочного аппарата, который затем осуществляет процесс пайки в автоматическом режиме. Изделия получаются плотно и надежно спаяны на большой площади.

Правильные стыковые сварные швы

Правильность выполнения всех сварочных инструкций можно оценить по итоговому внешнему виду полиэтиленового соединения. В случае формирования неправильного шва и высокого риска нарушения герметичности при дальнейшей эксплуатации, лучше обрезать соединение по краям и сварить новое.

В правильно выполненном шве размеры валика грата должны соответствовать нормативным значениям.

Таблица параметров сварного шва. Нормативные параметры рассчитаны на основе лабораторных испытаний. Их соблюдение гарантирует высокую надежность шва и длительный срок эксплуатации трубопровода

Существуют и дополнительные требования к параметрам валиков:

• Симметричность и равномерность по всей окружности стыка;
• Смещение стенок труб в радиальной плоскости не должно быть более 10% их толщины;
• Цвет валиков должен быть идентичен окрасу трубы;
• Впадина между гратами не должна заходить глубже уровня наружной поверхности труб.

И конечно, полностью исключается наличие трещин и пор.

1. Нормальный сварной шов. Валики правильного шва имеют округлые размеры и формы, не выходящие за установленные нормы. 2. Шов с маленьким гратом. Маленький грат свидетельствует о недостаточном времени прогрева или слабом сдавлении труб при осадке

3. Валики с увеличенными сверх нормы размерами. Увеличенный сварной шов может быть результатом избыточной температуры нагревательного оборудования или его неисправностью. 4. Радиальное смещение валиков. Радиальное смещение труб резко снижает прочность соединения и может привести к его разрыву уже на этапе укладки

Причиной несимметричности валиков по окружности может быть некачественное предварительное торцевание или расположение торцевателя под наклоном к трубе.

Видео

В сюжете - Раструбная сварка полиэтиленовых труб

В сюжете - Процесс электромуфтовой сварки

В сюжете - Стыковая сварка ПНД труб полуавтоматическим аппаратом с гидравлическим приводом

Самостоятельный монтаж полиэтиленовых водопроводов требует некоторых знаний и умений, но вполне выполним при соблюдении вышеперечисленных правил. При отсутствии специального оборудования собрать водопровод можно вообще без инструментов, используя исключительно компрессионные фитинги.

Вариантов монтажа много, но использовать нужно тот, который обеспечит результат с минимумом финансовых затрат.

В продолжение темы посмотрите также наш обзор Выбор и особенности монтажа пластиковых труб отопления и водоснабжения