Сварка поліпропіленових труб

Монтаж поліпропіленових труб своїми руками - завдання, посильна для всякого, хто володіє більш-менш навиком фізичної роботи.

Висока надійність зварних з'єднань дозволяє виробляти прихований монтаж трубопроводів - з закладенням в конструкцію будівлі. Це створює додаткові переваги з точки зору дизайну приміщень.

Деякі загальні правила зварювання пластикових труб

Існує два способи з'єднання пластмасових труб - враструб і встик. Незалежно від способу з'єднання, при зварюванні поліпропіленових труб необхідно дотримуватися певних правил, без дотримання яких висока міцність шва не може бути гарантована.

Добре зварюються можуть тільки термопласти одного хімічного складу, тобто труби ПП типу 3 повинні з'єднуватися з трубами і фітингами з ПП типу 3. У цьому випадку при нагріванні до певної температури, вироби мають однакову плинність, що забезпечує якісне з'єднання. За умови однакової марки труб, їх колір значення не має. Він визначається дуже малою кількістю хімічно нейтрального пігменту, що не робить впливу на зварюваність.

Зварювані частини труб і інструмент повинні бути чистими. Особливо негативно позначається на якості з'єднання наявність на поверхні деталей масла і жиру. Їх потрібно видаляти за допомогою спирту, ацетону або інших розчинників. Інструмент слід очищати спиртом. Використовувана для цих цілей ганчір'я не повинна залишати волокон.

До забруднень можна віднести і зовнішній шар полімеру, який зазнавав руйнування під дією ультрафіолету і кисню повітря. Видалити його можна тільки механічною зачисткою. Іноді на поверхні труб може утворитися конденсат, яка також становить небезпеку для з'єднання. Перед зварюванням її потрібно видалити сушінням.

Не потрібно намагатися прискорити охолодження з'єднання за допомогою води або холодного повітря. Швидке охолодження шва може привести до виникнення напружень, що знижують його міцність. Якщо зварювання поліпропіленових труб відбувається при низькій температурі навколишнього повітря, потрібно уповільнити охолодження, укривши шов тканиною або утеплювачем.

Сварка пластикових труб враструб є основним способом з'єднання при монтажі трубопроводів різного призначення в будинках і квартирах, оскільки призначена вона переважно для з'єднання труб невеликих діаметрів.

Для зварювання поліпропіленових труб використовуються фітинги (кути, трійники, відводи) з того ж матеріалу, що і самі труби. Використання додаткових сполучних деталей можна розглядати як недолік способу, оскільки одночасно з з'єднує функцією вони також грають роль елементів, що забезпечують зміну напрямку трубопроводів.

Схематично процес зварювання враструб є оплавлення поверхонь, що сполучаються (зовнішній поверхні труби і внутрішньої - фитинга) за допомогою спеціального нагрівального інструменту, складання нагрітих деталей (вставка труби в фітінг) і залишення їх в такому положенні до охолодження.

З'єднання враструб є більш надійним, ніж зварювання встик. Сам характер з'єднання (труба вставляється в фітінг) забезпечує його підвищену міцність, не вимагає інструменту для центрування труб і не пред'являє високих вимог до практичним навичкам користувача. Сварка поліпропіленових труб своїми руками посильна не тільки будь-якому чоловіку, але і багатьом жінкам.

Устаткування для зварювання враструб. Апарати для зварювання поліпропіленових труб враструб, звані також паяльниками або прасками, являють собою пристрої, основною частиною яких є нагрівальна головка, на якій закріплюються змінні елементи - муфти та дорни. Перші служать для нагріву зовнішніх поверхонь труб, другі нагрівають внутрішні поверхні фітингів.

Безпосередньо нагрівач найчастіше має форму трикутної пластини, хоча зустрічаються і інші види виконання. Розміри пластини визначають розмір насадок (діаметр труб, які можна зварювати) і число нагрівальних пар, яке може бути встановлено одночасно. Чим більше площа пластини, тим потужніше апарат.

При закріпленні, муфти і дорни потрібно розміщувати таким чином, щоб забезпечувався їх контакт з пластиною всієї опорною поверхнею.

Що стосується потужності паяльника, якщо муфта і Дорн контактують з пластиною по всій площі, то необхідна температура нагрівальної пари в 260 ° C буде досягнута в будь-якому випадку - незалежно від потужності паяльника (в розумних межах). Просто менш потужному апарату для виходу на робочий режим буде потрібно більше часу, ніж більш потужному.

Існують моделі паяльників, у яких нагрівальна головка має форму стрижня. Їх основною перевагою є компактність. Що стосується технічних параметрів, то форма головки на них особливого впливу не робить.

Важливе значення має тип використовуваного термодатчика. Чим точніше його робота і менше діапазон коливання температури, тим якісніше паяльник. Найбільш досконалими вважаються електронні терморегулятори, що представляють собою терморезистори, здатні вимірювати температуру не тільки дуже точно, але і близько до робочих поверхонь дорнів і муфт. Їх використання дозволяє знизити температурну інерційність апарату, наблизити фактичну температуру нагрівальної пари до тієї, яка відображається на шкалі приладу. Капілярні термостати і тим більше біметалеві реле працюють більш грубо. Діапазон регулювання і розбіжність між фактичною температурою дорна і муфти і тієї, яка встановлена на шкалі приладу, у них набагато вище, ніж у терморезисторов.

Однак незалежно від використовуваного терморегулятора, після виходу апарату на робочий режим (згідно з показаннями індикатора) потрібно дати йому ще кілька хвилин на те, щоб температура насадок остаточно зрівнялася з тієї, яку показує прилад. І тільки після цього прийматися за роботу.

Можна зустріти паяльники з двома нагрівальними елементами різної потужності, оснащені готельними вмикачами. Причому потужність кожного нагрівача забезпечує необхідний температурний режим в поодинці. Це дозволяє вибирати оптимальну потужність, або використовувати другий нагрівальний елемент в якості дублюючого на випадок перегорання першого. Нагрівачі можна включати і одночасно для форсованого виходу на робочий режим.

Крім набору дорнів і муфт, в комплект обладнання для зварювання поліпропіленових труб можуть входити різні допоміжні інструменти і матеріали - Фаскознімачі, Калібрувач, торцеватели, ножиці для різання труб, що очищає рідина та ін. Не всі з них входять в базову комплектацію, деякі пропонуються опционно.

Укомплектованість зварювального апарату інструментом для підготовчих операцій не менш важлива, ніж технічні параметри самого паяльника. Бажано мати якомога повніший набір, це дасть можливість працювати з будь-якою трубою незалежно від її розміру і характеру армування.

Технологія зварювання враструб

Зовнішній діаметр труби трохи більше номінального діаметра, а внутрішній діаметр фитинга - трохи менше номінального діаметра трубопроводу. Наприклад, труба діаметром 20 мм насправді має зовнішній діаметр 20,3-20,5 мм, а фітінг для трубопроводу діаметром 20 мм має внутрішній діаметр 19,5-19,7 мм. При цьому діаметри робочих поверхонь муфт і дорнів в їх середній частині (робочі поверхні конічні, конусність близько 0,5 °) відповідають номінальному діаметру.

Таким чином, труба і фітінг без нагрівання не можуть бути суміщені ні з муфтою і дорном, ні один з одним.

В процесі суміщення труби з нагрітою муфтою, зовнішній шар труби оплавляется і видавлюється назовні в формі валика (грата), а внутрішні шари прогріваються досить, щоб пружно стиснутися і дозволити трубі увійти в нагріту муфту. Схожий ефект спостерігається при поєднанні фитинга з нагрітим дорном. При з'єднанні після нагрівання труби і фітинга, труба пружно стискається, а фітінг пружно розтягується. В результаті нагріті зварюються поверхні тиснуть один на одного, витісняючи повітря і забезпечуючи перемішування розплавленого матеріалу.

Технологія зварювання поліпропіленових труб враструб полягає у виконанні наступних операцій: різання труби, підготовка деталей до зварювання, монтаж і висновок на робочий режим зварювального апарату, установка деталей на прогрів, збірка з'єднання і його охолодження.

Без великих зусиль поєднати трубу і фітінг вручну з нагрітим інструментом, а потім - поєднати трубу з фітингом в з'єднання, вдається тільки при зварюванні трубопроводів невеликих діаметрів - до 40-50 мм. Для зварювання труб діаметром більше 50 мм краще використовувати спеціальні центратори для розтрубної зварки.

різка труб. Різання труби виконують спеціальними ножицями, що виключають смятие її стінки.

Підготовка труб і фітингів до зварювання. Стандартна підготовка полягає в очищенні і знежирення зовнішньої поверхні труби і внутрішньої поверхні фітинга. Однак крім стандартної є ще й спеціальна підготовка, яка виконується щодо армованих труб, - але не всіх, а лише деяких з них. Здійснює монтаж поліпропіленових труб своїми руками необхідно знати про особливості підготовки труб, що мають різне армування.

Завдяки композитним ПП трубах з армуванням алюмінієм або скловолокном, досягається висока термічна стабільність трубопроводу (низька температурне розширення), завдяки цьому відпадає необхідність установки температурних компенсаторів в системах опалення та гарячого водопостачання. Армування алюмінієм, крім того, виключає дифузію кисню в систему. Проник через стінку труби кисень насичує воду замкнутих високотемпературних системгазом, що викликає кавітацію в вентилях, насосах та інших елементах трубопроводу.

Труби без армуючого шару або армовані скловолокном не вимагають ніякої спеціальної підготовки.

Труби, армовані алюмінієм, розташованим близько до поверхні (під тонким декоративним шаром поліпропілену), вимагають видалення армуючого шару спеціальним інструментом - шейвера. При зварюванні ПП труб цей шар необхідно видаляти, щоб забезпечити міцну і нерозривний зв'язок труби з фитингом.

Труби, в яких шару не алюмінію розташований в середині стінки, необхідно піддавати операції торцювання спеціальним інструментом, метою якої є видалення кромки алюмінію, що виходить на торець труби. Якщо цього не зробити, вода може проникнути з відкритого армуючому шару в середину стінки і викликати її здуття.

Нижче наведені фото розрізів з'єднань зроблених без торцювання (неправильно) і з торцовкой (правильно).

Кращий результат досягається із застосуванням спеціальних муфт. Їх конструкція забезпечує обволікання поліпропіленом кромки армуючого шару (його замуровування), в результаті чого виключається його контакт з водою.

Іноді виробниками труб даються рекомендації при підготовці труби до зварювання, незалежно від наявності армуючого шару, калібрувати її по зовнішньому діаметру і знімати фаску. Необхідність першого пояснюється можливою елліпсность труби, яка повинна усуватися калібруванням. Зняття фаски покликане полегшити установку труби в муфту. Однак в більшості випадків, при зварюванні поліпропіленових труб своїми руками, ні першого, ні другого не роблять, вважаючи ці операції зайвими.

Підготовка зварювального апарату ( "паяльника"). Перед початком робіт, "паяльник" для зварювання поліпропіленових труб необхідно надійно закріпити в кронштейні або на станині. Під час установки на прогрів, до деталей додаються певні зусилля, що передаються на паяльник. Для зручності роботи необхідно, щоб він був міцно закріплений і нерухомий.

Після установки апарату, на його нагрівачі закріплюється відповідна нагрівальна пара (Дорн і муфта), виставляється за допомогою тумблера необхідне значення температури нагріву, і апарат включається в мережу. Температура інструменту для зварювання поліпропіленових труб враструб повинна становити 260 ± 10 ° С. Це значно перевищує температуру вязкотекучесті поліпропілену і робиться з тією метою, щоб швидко оплавити поверхневий шар труби і фітинга і зняти деталі, не допускаючи прогріву їх стінки на всю товщину. В іншому випадку труба і фітінг втратять жорсткість, і їх неможливо буде з'єднати.

Установка деталей на прогрів. Після виходу апарату для зварювання поліпропіленових труб на робочий режим (про що повинна просигналізувати індикація приладу), труба і фітінг одночасно встановлюються для нагріву - труба вставляється в муфту, фітінг надаватися на Дорн. Якщо одночасна установка деталей неможлива, першим встановлюється фітінг, так як він масивніший.

Труби і фітинги мають матеріал на припуск, який видавлюється під час установки деталей, утворюючи грат - валик у вигляді кільця. Його зрушення потребує докладання певної сили. Однак зусилля не повинно бути зайвим, насувати деталі потрібно поступово, стежачи за тим, щоб утворюється грат був правильної форми. Якщо фітінг надаватися на Дорн вільно, без зусилля і освіти грата, значить, він бракований і використовувати його не можна.

Встановлюючи деталі, потрібно контролювати глибину їх установки, щоб зняти зусилля, коли вони упрутся в дно муфти і вершину дорна. В іншому випадку можна зім'яти торець труби і обмежувач фитинга. Для контролю за глибиною занурення труби в муфту, на ній можна зробити позначку на необхідній відстані від торця. Але найчастіше цього не роблять, трубу і фітінг просто встановлюють на оправлення до тих пір, поки вони не упрутся.

Після установки деталей в муфту і на Дорн апарату для зварювання пластикових труб, потрібно дати їм час для оплавлення поверхонь. Тривалість нагрівання - дуже важливий параметр. Вона повинна бути достатньою для того, щоб поверхні нагрілися до стану вязкотекучесті, але не бути вище того значення, за яким деталі почнуть втрачати жорсткість. У виробників пластикових труб є таблиці, що встановлюють час нагрівання в залежності від марки поліпропілену, діаметра труби і товщини стінки. Орієнтовні значення тривалості нагріву для труби PPRC (ПП Тип3) PN20 вказані в таблиці нижче.

Діаметр труби, мм	16	20	25	32	40	50	75	110
Час нагріву, сек.	5	5	7	8	12	18	30	50
Час перестановки *, сек.	4	4	4	6	6	6	8	10
Час фіксації **, сек.	6	6	10	10	20	20	30	50
Час повного остигання ***, хв.	2	2	2	4	4	4	6	8

* - час на зняття розігрітих деталей і з'єднання їх.
** - час утримання з'єднання до часткового охолодження. Цей час використовується для вирівнювання з'єднання руками. Після закінчення цього часу з'єднання втрачає еластичність, змінювати його форму вже неможливо.
*** - Утримувати деталі до повного охолодження немає необхідності. Досить не створювати навантаження. Після цього часу з'єднання готове.

Час нагріву відраховується з моменту досягнення деталями упорів. Після того як воно закінчиться, трубу і фітінг з тим же помірним зусиллям знімають з оправок.

складання деталей. Зняті з оправок прасок для зварювання поліпропіленових труб деталі без зволікання з'єднуються між собою (труба вставляється в фітінг). Час, який проходить з моменту зняття деталей до моменту їх складання, має бути якомога менше і в жодному разі не перевищувати 4-6 секунд. Зволікання загрожує охолодженням деталей і неможливістю їх складання або, по крайней мере, низькою якістю з'єднання.

Поєднуючи труби з фітингами, не слід провертати їх один щодо одного більш ніж на 5 °. Правильність з'єднання потрібно контролювати по виду утворюється грата, який повинен бути однаковим по товщині з усіх боків.

охолодження з'єднання. Після з'єднання деталей і (при необхідності) їх редагування, на яку за технологією відводиться всього кілька секунд, до деталей не можна докладати ніяких зусиль до тих пір, поки поліпропілен повністю не затвердіє. Зазвичай на це потрібно 2-4 хв.

Орієнтовні значення тривалості всіх операцій при зварюванні, для труби PPRC (ПП тип 3) PN20, вказані в таблиці вище. Точні значення параметрів повідомляються виробниками труб і фітингів.

Типові помилки під час зварювання враструб

Правильно виконане з'єднання являє собою монолітний вузол, що складається з фітинга і труби, який за міцністю не тільки не поступається цілої трубі, але навіть перевершує її.

Різні помилки при зварюванні можуть порушити монолітність з'єднання і привести до втрати герметичності або створити слабке місце в трубопроводі, яке може зруйнуватися при короткочасному підвищенні тиску. Помилки ці можуть бути наступними.

Недоведення труби і фітинга до упорів при установці їх на прогрів. Це призводить до неможливості складання деталей на повну глибину (деталі впираються в грат, не дійшовши до кінця) і появи слабкого місця в з'єднанні.

Перевищення нормальної глибини занурення труби в муфту при її установці на прогрів- через надмірне застосування сили і / або несвоєчасного її зняття. В цьому випадку торець труби загинається всередину, утворюючи грат, який звужує прохід труби і перешкоджає вільному течією води.

Недоведення деталей до упорів при їх складанні(З'єднання не на всю глибину). Наслідок цього - ослаблене місце в з'єднанні.

перегрів деталейчерез перевищення часу нагріву або занадто високої температури паяльника. Ця помилка призводить до втрати деталями жорсткості і неможливості їх складання або деформацій і складкам в з'єднанні, якщо деталі все ж вдалося зібрати. Останнє крім ослаблення конструкції може привести до втрати герметичності.

недогрев деталейчерез малого часу нагріву або заниженою температури зварювального апарату. Слідство цієї помилки - неможливість складання деталей або несплавление в з'єднанні і втрата герметичності.

Перевищення тимчасового інтервалу між зняттям деталей з прогріву і їх складанням. В результаті нагріті поверхні охолоджуються до температури нижче вязкотекучесті. Помилка призводить до неможливості складання деталей або несплавлення в з'єднанні з порушенням герметичності.

Неправильна різання труби, Що виражається в неперпендикулярності її торця осі. В цьому випадку в зібраному з'єднанні утворюється слабке місце через нещільного прилягання торця труби до внутрішнього обмежувача фитинга.

Порушення співвісності труби і фітинга при складанні. Призводить до деформації і, можливо, до втрати герметичності з'єднання.

Помилки зварювання, що не викликають втрати герметичності, можуть нічим не проявити себе протягом тривалої експлуатації, проте несуть в собі потенційну загрозу виходу з ладу з'єднань при короткочасних підвищеннях тиску.

Стикова зварювання поліпропіленових труб

Сварка пластикових труб встик полягає в нагріві їх торців нагрітим інструментом (зварювальним дзеркалом) до оплавлення, і подальшому стисненні з витримкою під тиском до моменту охолодження шва. Цей метод технологічно простий, не вимагає додаткових сполучних деталей і при точному дотриманні технології забезпечує міцність зварного шва не нижче міцності самої труби. Схематично процес утворення стикового зварного шва виглядає наступним чином.

Стикова зварювання пластикових труб: нагрівання стиків Маленьке пристосування для стикового зварювання пластикових труб

Однак, незважаючи на простоту технологічної схеми, практичне здійснення стикового зварювання пов'язано з деякими складнощами, що обмежують її використання в домашніх умовах.

Необхідно забезпечити точне осьовий поєднання труб і їх паралельність один щодо одного (розбіжність стінок труб допускається до 10% від їх товщини). Протягом певного часу необхідно прикладати зусилля, притискає труби до нагрівального дзеркала під час нагрівання, і один до одного - під час утворення з'єднання. При різанні або торцовке труби, повинна бути забезпечена перпендикулярність торця. Всі ці умови важко дотриматися без спеціального обладнання - центратору, оснащеного ручним або електричним приводом, що створює зусилля стиснення, і торцеватели. Тобто, у випадку труб невеликих діаметрів, обладнання та інструменту для зварювання поліпропіленових труб встик потрібно більше, ніж при зварюванні враструб. А якщо врахувати, що зварювання враструб забезпечує більш високу надійність завдяки замкового характеру з'єднання, стає зрозуміло, чому їй віддається перевага перед зварюванням встик при монтажі домашніх водопроводів і опалювальних систем.

Сварка поліпропіленових труб встик застосовується в основному в якості промислового способу з'єднання труб великого діаметру при прокладанні прямих ділянок трубопроводів (докладніше процес стикового зварювання пластикових труб описаний в статті зварювання поліетиленових труб).

Монтаж поліпропіленових труб

У разі проектування та монтажу водопроводу для гарячої води і особливо системи опалення, важливо враховувати температурне розширення труб. При цьому температурне розширення різних поліпропіленових труб сильно розрізняється. У армованих труб температурне розширення значно менше, ніж у неармованих поліпропіленових труб. Не випадково розробники армованих поліпропіленових труб називають такі труби "стабільними". Під цим мається на увазі мале зміна первісної довжини труби при її нагріві або охолодженні.

На прикладі поліпропіленових труб системи KAN-therm PP видно, що при максимальній різниці температур 80 ° один метр однорідної труби подовжується на 12 мм, а комбінованої труби на 2 мм, при значній довжині ділянок трубопроводів (більше 2-3 метра) теплове подовження при нагріванні , або стиснення при охолодженні, може привести до неприпустимо сильним напруженням на стиках. Потрібно відзначити, що саме термічні напруги від подовження або стиснення, а не внутрішні від тиску води, найбільш небезпечні для поліпропіленових труб, особливо в разі однорідних поліпропіленових труб. Для компенсації подовжень (коли це необхідно) вдаються до різних вигинів трубопроводу і нежорстких кріпленню до опор, що забезпечує осьове переміщення труби.

Відео: