Методы сварки для соединения полиэтиленовых труб

Трубы из полимерных материалов активно заменяют привычный металл при монтаже или ремонте бытовых коммуникаций. Трубопроводы из полиэтиленовых труб используют при устройстве отопления, канализации, водопровода, в централизованном строительстве и в частном секторе. Сварка полиэтиленовой трубы – это самый надежный способ соединения, который применяется для строительства коммуникаций, эксплуатирующихся под давлением.

Особенности монтажа труб из полиэтилена

Монтаж трубопроводов из полиэтилена осуществляют с использованием сварки или фитингов. Только в одном случае соединения получаются разборными — при сборке на обжимных фитингах. Их прочность достаточна, чтобы выдерживать нагрузки индивидуального водяного отопления, но не рассчитана на промышленное давление или гидроудары центрального водоснабжения.

Сварные соединения полиэтиленовых труб обладают большей прочностью, однако монтаж требует специального оборудования и некоторых навыков.

Способы сварки полиэтиленовых труб

Сварные соединения на полиэтиленовых трубопроводах можно получить несколькими способами:

• Раструбный метод с использованием фитингов.
• Сварка встык. Требуется специальное оборудование. Метод является наиболее применяемым при монтаже полиэтиленовых труб диаметром более 110 мм.
• Сварка экструдером. Удобно использовать для изменения направления трубопровода без дополнительных фитингов.
• Электросварка с использованием специальных фитингов.

Все перечисленные способы сварки полиэтиленовой трубы основаны на молекулярной диффузии (взаимное проникновение, смешивание) полимера при нагревании его до температуры плавления. Отсюда название методов – диффузионные.

Обратите внимание! Для качественного соединения требуются детали из одного производителя! Только это может гарантировать полную идентичность соединяемых полимеров.

Раструбный метод

Выполняется раструбная сварка полиэтиленовых труб с использованием специальных соединительных фитингов.

Инструменты для сварочных работ:

• труборез;
• фаскосниматель;
• калибратор;
• сварочный аппарат с регулируемым нагревом для полимерных материалов;
• набор соответствующих насадок для нагревания трубы и фитинга.

Обратите внимание! Если работы проводят при минусовой температуре, то время нагрева соединяемых элементов увеличивают на 1-2 секунды от норматива.

Сварка в раструб выполняется следующим образом:

• Трубу нарезают на необходимые сегменты.
• Край, который планируют соединять, обрабатывают фаскоснимателем до получения непрерывной стружки, равной по длине двум окружностям.
• Калибруют до получения идеальной окружности.
• Протирают детали и обезжиривают.
• Закрепляют сварочный аппарат на устойчивую подставку и нагревают. Температуру регулируют при помощи штрих кода фитинга. Если аппарат не оснащен подобной функцией, то температуру нагрева выставляют в 210 градусов. Когда сварочник нагреется до заданной температуры, на нем загорится индикатор.
• Одновременно на насадки электросварочного аппарата надевают трубу, соединительную муфту и нагревают.
• Снимают разогретые детали и соединяют физическим усилием.
• Фиксируют неподвижно до остывания.

Обратите внимание! Сварочное соединение враструб для полиэтиленовых материалов используют на трубопроводах с небольшим диаметром и толщиной стенки до 5 мм.

Этот метод в частном строительстве не находит большого распространения, так как затратен, требует специального оборудования. Соединение на пресс-фитингах проще и достаточно надежно для индивидуальных водопроводных или отопительных коммуникаций.

Сварка встык

Соединение встык проводят для деталей, толщина стенки которых более 5 мм Работы проводят чаще всего на магистральных трубопроводах. Оборудование для такой сварки кардинально отличается от сварки в раструб.

Для сварочных соединений методом «встык» потребуется следующее оборудование:

• Центратор – устройство для неподвижного, соосного закрепления соединяемых концов труб. Имеет два неподвижных и два передвигающихся зажима.
• Торцеватель – инструмент для обработки среза. Подготовленные срезы должны соприкасаться друг с другом полностью. Допустимый зазор составляет не более 0,5 мм, для трубопроводов большого диаметра это расстояние допустимо увеличить до 0,7 мм. Если зазор при примерке больше, то трубы вновь следует обработать.
• Сварочный аппарат для торцевой сварки. Он представляет собой нагревательную пластину, покрытую тефлоном.
• Специальный привод, который сближает и соединяет оплавленные концы трубопровода. Есть гидравлические или механические разновидности.
• Редукционные вкладыши, которые противодействуют деформации мягкой полиэтиленовой трубы.
• Блок управления, если процесс автоматизирован.

Сварку проводят в автоматическом режиме. Алгоритм операций следующий:

• концы трубопровода закрепляют в центровочной станине;
• снимают фаску и зачищают (операция выполняется одновременно);
• соединяемые концы одновременно нагревают специальным сварочным «зеркалом», глубина расплавления материала около 2 мм;
• удерживают под давлением до остывания.

В результате манипуляций должно получиться герметичное соединение с внешним наплавленным валом.

Обратите внимание! Отход от технологии грозит перегревом материала и образованием внутреннего наплыва. Это уменьшает проходимость трубопровода и считается браком в работе.

Сварка встык является недорогой (при наличии собственного оборудования) и повсеместно используется при монтаже централизованных магистралей. Для прокладки индивидуальных коммуникаций оборудование можно взять напрокат.

Сварка экструдером

Сварка с использованием экструдера (специальный инструмент для расплавления гранулированного полимера) применяется в промышленном строительстве для монтажа криволинейных трубопроводов. Это удешевляет работы, поскольку не требует соединительных фитингов.

Соединение полиэтиленовых труб экструдером схематично выглядит так:

• Трубы обрезают под необходимым углом, очищают от стружки и заусенец.
• Ветошью стирают грязь с места среза, обезжиривают раствором на спиртовой основе.
• Вручную сводят срезы встык и фиксируют в необходимом положении точечной сваркой – прихватывают.
• Тщательно проваривают шов экструдером.

Обратите внимание! Экструдер расплавляет органический полимер, что в результате может выглядеть не слишком аккуратно. Не следует трогать мягкую пластмассу руками. Следует дать ей остыть, после чего можно ножом и наждачной бумагой зачистить полученный шов.

Сварка электросварными фитингами

Монтаж при помощи электросварных фитингов требует закупки дорогостоящих комплектующих. Для работы потребуется особый сварочный аппарат без нагревающегося сегмента.

Электросварные фитинги – это детали для соединения труб из полимерных материалов, внутрь которых вмонтированы нагревательные элементы для расплавления внешней части трубы и внутренней части фитинга. Результатом является сплавление составляющих в одно целое. Для подключения к сварочному аппарату на детали есть готовые контакты.

По технологии выполнения работ монтаж трубопровода на электросварных фитингах является самым простым. Достаточно вставить концы соединяемых труб в фитинг и подсоединить его к сварочному аппарату. Процесс нагрева, расплавления материала трубы и муфты является автоматическим. Для этого на каждой детали имеется особый штрих код с информацией о температуре и времени нагрева.

Недостаток у этого метода соединения полиэтиленовых труб один – его дороговизна.

Рекомендации для проведения качественной сварки

Для того чтобы качественно сварить полиэтиленовый трубопровод недостаточно хорошего оборудования и навыков работы с полимерами. Ошибки могут быть уже на этапе закупки материалов.

Для качественной сварки полиэтиленового трубопровода следует придерживаться следующих правил:

• Трубы, фитинги следует приобретать от одного производителя. Лучше если это будут заводские материалы уже известных производителей. Расхождение в производителе чревато несовпадением диаметров труб, неоднородностью органического полимера. Несмотря на то, что полиэтилен получают одинаковыми способами, разнородность материала может быть даже у разных партий одного производителя.
• Трубы и фитинги от разных брендов могут иметь расхождение во времени нагрева. Перегрев одного из элементов оплавит деталь и сделает соединение бракованным.
• Чистота при проведении работ очень важна. Попадание в место сварочного стыка пыли, взвешенных частиц, песка или следов масляных элементов сделает соединение неспособным выносить нагрузки.
• Обязательно соблюдение полной неподвижности свариваемых деталей до их полного остывания.

Как выполняется сварка полиэтиленовых труб – правила технологии процесса

Полиэтиленовые (ПЭ) трубы очень популярны при создании трубопроводов различных типов. В статье речь пойдет об основных способах, которыми может быть выполнена сварка полиэтиленовых труб, и о нюансах каждого из них.

Диффузионный способ пайки ПЭ труб

На сегодняшний день полиэтилен все еще не имеет такого авторитета как металл или металлопластик, но по факту его прочностные и эксплуатационные характеристики ничуть не хуже. Современные технологии на этапе производства позволяют сделать ПЭ трубы качественными и надежными. Наиболее интересным способом их сварки считается диффузионный, не требующий использования специального оборудования. Даже новичок сможет выполнить сварочные работы данным способом.

Полиэтилен высокого и низкого давления (ПВД и ПНД) – это одни из самых популярных полимерных термопластов, пользующихся высочайшим спросом при организации самых разных систем водоснабжения, водоотведения и т.д. Отличительной особенностью полимерного материала является то, что при нагревании он размягчается, поскольку теряется взаимосвязь цепочки молекул между собой. Застывая, он возвращает себе былую прочность, будто трансформации вовсе и не происходило. Именно эта особенность делает полиэтилен идеальным материалом для проведения сварочных работ на нем. Во время размягчения двух изделий их можно соединить, что после застывания приведет максимально прочному скреплению. Между двумя кусками будет создан прочнейший сварочный шов.

Производится сварка ПЭ труб под относительно низкой температурой в 270 градусов по Цельсию, что значительно облегчает задачу по выбору оборудования и последующему его использованию. Время работы крайне мало (несколько секунд на каждый этап) и может корректироваться лишь за счет изменения толщины трубопроводов.

Оборудование для диффузионной сварки

Выше было сказано, что выполнять данный тип робот достаточно просто и особого инструментария при этом не понадобиться.

Понадобятся следующие приспособления:

1. Труборез. Специальная конструкция по типу гильотины, предназначенная для разреза трубы под прямым углом в нужном месте.
2. Калибровщик. Вставляемая в трубу форма, позволяющая восстановить исходный диаметр после того как была выполнена резка.
3. Фаскосниматель. Фактически это нож, при помощи которого снимают фаски на торцевых частях труб, чтобы те имели определенную форму. Выбирая фаскосниматель, нужно обращать внимание на качество инструмента, производителя.
4. Сварочный аппарат. Устройство аналогичное паяльнику, создающее высокую температуру для плавления полимерного материала (подробнее: «Какой аппарат для сварки полиэтиленовых труб выбрать – виды и правила использования»).
5. Насадки разных калибров. Когда применяется диффузионная технология сварки полиэтиленовых труб без насадок, совпадающих по диаметру с сечением трубы, просто не обойтись. С их помощью нужная температура создается на тех участках труб, которые впоследствии должны быть состыкованы.

Также нужно позаботиться о наличии измерительных инструментов, различных тряпок для очистки обрабатываемых поверхностей. Чтобы установить насадки на шине сварочного аппарата придется использовать сантехнические ключи соответствующего размера, а контакты электромуфты можно подгонять при помощи отвертки. Стоимость данного инструментария достаточно мала, а чаще всего большинство приспособлений имеются в доме в качестве подручных.

Правила проведения сварочных работ на ПЭ трубах

Когда производится сварка ПЭ труб встык, различают три основных способа:

У каждого из способов имеются свои технологические особенности, но сварочный процесс в любом случае должен проводиться с соблюдением ряда требований:

• Для начала нужно правильно закупить полиэтиленовые трубы. Все они должны принадлежать одной партии и производителю. Разница между качественным и бракованным изделием может быть незаметна, потому в любом случае нужно отдавать предпочтение заводскому производству. Даже миллиметровое расхождение в диаметре двух стыкуемых труб может привести к дефектам последующей эксплуатации системы.
• Также использование изделий, произведенных в идентичных условиях, обуславливает полное соответствие труб по химическому составу и толщине. Данные показатели влияют на время выполнения сварочных работ, а точнее – на этап разогрева. Несоответствие двух труб друг другу может привести к тому, что одна из них расплавится сильнее, а вторая, наоборот, не достигнет нужных кондиций. В этом случае стыковочный шов будет недостаточно прочным.
• То, насколько материал будет чистым, также очень важно. Любая технология сварки ПЭ труб предполагает работу с идеально чистой поверхностью. Мельчайший песок, пыль, грязь и прочие твердые частицы могут привести к образованию недостаточно герметичного шва.
• Также важно учитывать погодные условия при работе на открытом воздухе, ведь повышенная влажность во время выпадения осадков, перегрев элементов под открытыми лучами солнца и переохлаждение на морозе могут привести к ухудшению прочностных характеристик шва.
• Наконец, очень важным этапом работ является остывание созданного шва. Вплоть до полного остывания разогретого полимера нужно зафиксировать изделия относительно друг друга.

Работа с ПЭ трубами по технологии встык

Конкретный способ применим для труб с толщиной стенки от 0,5 до 5 сантиметров. В ходе работ разогреваются торцевые части труб и соединяются между собой под высоким давлением, чтобы фиксация была максимальной вплоть до полного остывания полимеров.

Выполняются работы следующим образом:

1. Стыкуемые торцы труб фиксируются в специальной конструкции, чтобы впоследствии их можно было прогреть при помощи сварочного аппарата.
2. Зафиксированные трубы необходимо обработать при помощи ножа для фасок. Выравнивать торцы с его помощью нужно до тех пор, пока излишки материала не перестанут мешать созданию идеально ровного стыка.
3. Затем между изделиями вкладывается пластина, одновременно являющаяся нагревательным элементом, что позволяет быстро расплавить полимерный материал.
4. При достижении необходимых кондиций материала пластину убирают из зазора между торцами труб, а их сводят с постепенным увеличением нажима вплоть до максимально прочной фиксации.

Как только материал остынет, будет виден очень прочный и герметичный шов в виде кольца, опоясывающего новенький трубопровод.

Сварка по технологии «в раструб»

Раструб – это довольно известное название функциональной части трубы, которое предполагает ее расширение на конце. Сварка через раструб предполагает помимо разогрева краевых частей изделий ввод меньшего из них в большее. Раструб на одну из труб можно приварить, либо он там будет сделан еще на этапе производства. В качестве привариваемого раструба обычно используют гладкостенную муфту, а уже в ней свариваются две трубы.

В этом случае сварочные работы обойдутся значительно дороже, чем в предыдущем. Причиной такого роста цены является большее количество создаваемых швов и закупка муфты.

Выполняются работы следующим образом:

1. Трубы обрезаются под прямым углом, а затем выравниваются до идеального состояния с использованием ножа для фасок и калибровочного инструмента.
2. Затем поверхности очищаются от любых типов загрязнений, а к сварочному аппарату приделывается насадка нужного диаметра.
3. Паяльник запускается и прогревается до нужной температуры. Затем муфту надевают на одну насадку соответствующего размера, а трубу вставляют в чашу насадки, естественно, меньшего размера. Как только материал размягчен до оптимальных кондиций, можно состыковать два элемента.
4. Затем останется лишь ввести трубу в муфту и зафиксировать их в таком положении на 20-30 секунд.

Все следующие швы делаются по аналогии.

Алгоритм электромуфтовой технологии сварки

Данный способ предполагает наличие у работника простейшего трансформатора и самой электромуфты, в которой нагревательный элемент установлен изначально. Процесс сварки осуществляется достаточно просто: к муфте подсоединяются обе трубы, а также на нее подается электрический ток.

Выполняются работы следующим образом:

1. Трубы подготавливаются так же, как и во всех предыдущих способах, начиная с обрезки под прямым углом и заканчивая зачисткой.
2. Трубы вводятся в электрическую муфту, и на нее подается ток от трансформатора.
3. Когда соединенные трубы остынут можно отключать проводку, но муфта останется в качестве элемента единого с трубопроводом.

На самом деле электромуфтовая сварка труб достаточно проста, но требует значительных денежных вложений, поскольку муфта является одноразовым изделием с достаточно дорогостоящей начинкой в виде нагревательных пластин.

Особенности работы с полиэтиленом низкого давления

На сегодняшний день ПНД очень популярен, как материал, выступающий в качестве замены железным, чугунным или пластиковым трубам. Преимущество его очевидно – это долгий эксплуатационный срок. Монтируются изделия из такого материала достаточно просто, если учитывать широкую функциональность современных аппаратов, используемых при сварке (подробнее: «Соединительная сварка ПНД труб: виды и особенности соединения»).

Стоит знать о некоторых нюансах, чтобы сварка полиэтиленовых трубопроводов дала качественный и надежный результат:

1. Начинается все с подготовки рабочего места. Для этого необходимо убрать все лишнее, а также отчистить его от пыли, мусора и т.д. Затем в максимальной доступности располагаются все используемые в работе инструменты.
2. Каждый элемент, используемый в процессе сварки, будь то труба или фитинг, должен быть очищен от любых видов загрязнений.
3. Затем трубы и фитинги соединяются между собой.
4. Нельзя забыть о подготовке краев изделий. Все они должны быть обрезаны под нужным углом и зачищены от излишков материала.

Чаще всего производитель прилагает к своей продукции инструкцию по эксплуатации, что позволяет тщательно ухаживать за трубами. В этом случае сварной трубопровод служит максимально долго и эффективно.

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:

1. Каждый узел сварочного оборудования должен быть тщательно очищен и проверен на предмет наличия дефектов, которые могут сказаться на качестве и безопасности проводимых работ.
2. Вся проводка и заземление должны быть проверены на предмет дефектной или вовсе отсутствующей изоляции.
3. Топливные агрегаты необходимо дозаправлять, либо удалять из них старое застоявшееся топливо и заливать новое.
4. Обязательно производить контрольный запуск установки, чтобы убедиться в ее работоспособности.
5. Уровень масла в гидравлической системе сварочного аппарата необходимо проверить и выполнить с ним те же действия, что и с топливом.
6. Если сварочный аппарат является мобильным, то его перемещение должно выполняться свободно, чтобы работы выполнялись без заминок и без риска для оператора установки.
7. Ножи торцующего устройства должны быть отточены до идеального состояния, чтобы процесс обработки труб и фитингов происходил оперативно, а в результате получались качественные изделия.
8. Каждое контрольно-измерительное устройство должно быть исправно.
9. При работе с ПНД необходимо заранее приобрести в нужном количестве зажимы и редукционные вкладыши, диаметр которых должен соответствовать сечению труб.
10. 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.