Аппарат для сварки полиэтиленовых труб: особенности и применение

Самостоятельная сварка пластиковых труб большого диаметра

Сварка труб большого диаметра

Пластиковые трубы свариваются диффузионным способом. Это означает, что материал соединяемых элементов нагревается до расплавления. Затем края прижимаются друг к другу, и происходит проникновение частиц одной из деталей в структуру другой. В результате образуется монолитное соединение. Этот принцип используется в разных сварочных аппаратах и является главным для всех видов сварки пластиковых деталей.

Стандартными размерами пластиковых труб считаются малые и средние диаметры – до 75 мм. Размер канализационной трубы составляет 110 мм, а стояков – 220 мм. Это уже большие диаметры. Хотя в строительстве и промышленности принято считать большими размеры от 500 мм и выше. Внутри квартир и в комнатах частных домов крупные трубопроводы не встречаются. Однако большие трубы используются, например, при обсадке артезианских скважин.

Особенности сварки больших труб

Машина для сварки пластмассовых труб

Пластиковые материалы сделали трубные технологии менее трудоёмкими. Поэтому монтаж больших труб тоже может производиться без участия специалистов. Сварка пластиковых труб большого диаметра своими руками – дело далеко не простое. Процесс потребует применения монтажно-сварочной установки для соединения фрагментов. Сварить куски лучше всего встык, поскольку крупные муфты, установленные вручную, не всегда обеспечивают монолитность соединения. Обе стыкуемые детали должны быть абсолютно идентичными по составу, то есть произведёнными из одного и того же пластика.

Машины для стыковой сварки отличаются сложной комплектацией и высокой ценой. Они могут иметь гидравлический или механический привод. Эту аппаратуру легче взять напрокат, чем покупать в магазине. Сварочный аппарат такого уровня потребуется тем, кто постоянно и профессионально занят такой работой. От уровня аппарата зависит качество сварного шва. Выбрать такое оборудование при покупке поможет опытный консультант. Всемирно известная германская фирма ROTHENBERGER выпускает для сварки крупногабаритных пластиковых изделий машины, оснащённые программным управлением. Для бытовых нужд лучше выбрать более простые, механические установки. Они обеспечат нужное качество соединения в диапазоне диаметров изделий до 200 мм.

Трубы пластиковые большого диаметра

Перед началом сварочного процесса следует как можно более ровно обрезать края фрагментов. При этом крайне нежелательно проявление эффекта бочкообразности, то есть загибания краёв среза внутрь. Эта деформация, к сожалению, возникает довольно часто. Большая труба под влиянием собственного веса может принимать овальную форму, что также затрудняет сварку. Для точной обрезки кусков больших пластиковых труб существуют специальные устройства. Но это скорее промышленное оборудование. При выполнении работы своими руками достаточно будет выровнять торцы. Выравнивание осуществляется торцевателем, входящим в состав сварочного аппарата.

Последовательность работы на сварочном аппарате для габаритных пластиковых элементов

Аппарат для сварки габаритных труб

Свариваемые части фиксируются в центраторе. Одна часть крепится неподвижно, другая может передвигаться вдоль рамы аппарата

Это важно для создания нужного усилия при стыковке частей.
Торцы выравниваются до образования плоской поверхности стыков. Эта процедура обеспечивает и зачистку соединяемых поверхностей

После этого обработанных частей нельзя касаться руками.
Торцы прижимаются к сварочному зеркалу для нагрева. Под оптимальным давлением на краях фрагментов образуется грат, наплыв расплавленного пластика. Это необходимо для формирования прочного шва. После создания грата давление минимизируется, нагрев продолжается. Скорость прогрева составляет 1 мм за 10 секунд. Зная толщину стенки изделия, можно высчитать время прогрева.
Решающим моментом является быстрое удаление нагревательной поверхности и совмещение стыков. Соединение происходит на молекулярном уровне. Сварить детали качественно можно только при условии полного отсутствия загрязнений поверхностей.
Затем сварная конструкция охлаждается на воздухе, формируется ровный и симметричный шов.

Самостоятельная сварка пластиковых труб большого диаметра Технология сварки пластиковых труб специальным сварочным аппаратом.

Особенности

Выбирая аппарат для сварки труб из ПЭ, нужно четко представлять себе, какие именно работы будут производиться с его помощью. Особенности желаемого оборудования во многом будут зависеть от способа сварки, которым вы планируете пользоваться чаще всего.

Существуют четыре основных метода пайки полиэтиленовых изделий.

Стыковая сварка – этот метод является наиболее распространенным, а в его основе лежит соединение нагретых торцов труб друг с другом или с фитингами при помощи специального сварочного зеркала. Соединение встык позволяет получать довольно качественное соединение при приемлемой цене оборудования, но метод не подходит для соединения изделий с толщиной стенок меньше 4,5 мм. Применение стыковой сварки требует тщательной очистки соединяемых поверхностей, максимальной точности торцевания изделий и приложения правильного давления на трубы в процессе их соединения.
Стыковка труб в раструб (или муфтовый способ) – надежный, но менее распространенный и более дорогой метод, основанный на соединении изделий через специальную муфту. Возможны и варианты соединения между собой напрямую двух труб различного диаметра. Данный метод не применяют для прокладки трубопроводов, находящихся вне помещений.

Электромуфтовая (или терморезисторная) сварка труб – этот способ похож на стыковку в раструб, но применяемая в нем муфта содержит металлический нагревательный элемент, что способствует более равномерному нагреву соединяемых изделий и электромуфты. На каждой электромуфте нанесен специальный штрихкод, в котором зашифрованы необходимые для этой муфты параметры электрического тока, поэтому аппараты такого типа нередко оснащают сканером штрихкодов. Терморезисторный способ еще надежней (и дороже), чем муфтовый, поэтому применяется в основном в случаях, когда нужно обеспечить очень устойчивое соединение (например, при проведении трубопроводов в районах частых землетрясений). Этот метод используют для соединения труб диаметром от 20 мм с любой толщиной стенки, а требования к точности выдержки технологических параметров в нем значительно ниже, чем при пайке встык.
Экструзионная сварка – метод, подобный электросварке, при применении которого через специальный экструдер в область сварки подается нагретый полиэтилен, формирующий соединение между трубами. Прочность полученного соединения обычно не превышает 80% прочности полиэтилена, поэтому экструзионный метод обычно применяют в основном для соединения труб с другими пластиковыми изделиями и монтажа труб диаметром от 630 мм в местах, которые скорее всего не будут подвергаться высоким нагрузкам.

Агрегаты для стыковой сварки

Оборудование для стыковой сварки может использоваться для труб разного диаметра. Для выполнения работы заготовки нужно закрепить в специальном держателе. Концы труб разогреваются при помощи нагревателя. После этого они соединяются друг с другом. Торцы изделий стоит плотно прижать до полного остывания шва.

Оборудование для стыковой сварки делится на следующие виды:

Рассмотрим подробнее особенности каждого из них.

Ручные агрегаты

Ручной аппарат для сварки полиэтиленовых труб подходит для изделий с небольшим диаметром (4-12,5 см). Некоторые ручные сварочные агрегаты могут работать с заготовками шириной до 30 см. Это компактное, простое в использование оборудование подходит для эксплуатации в домашних условиях.

Стыковой ручной агрегат состоит из следующих составных частей:

центратор, позволяющий выравнивать положение соединяемых деталей;
для обрезки труб используется торцеватель;
для плавления материала применяется нагревательная плита.

Механические приборы

Механический агрегат для стыковой сварки полиэтиленовых труб позволяет работать с элементами диаметром не более 25 см. Обычно с помощью таких труб выполняются напорные системы низкого давления.

Если подобный прибор для стыковой сварки будет использоваться для обустройства безнапорных инженерных коммуникаций, то диаметр труб может быть больше – до 31,5 см. Данные изделия могут применяться для сварки на месте прокладки или в специальных цехах.

Главные достоинства таких приборов, за которые они так ценятся, – это небольшой вес, что гарантирует мобильность изделия, и надёжная бесперебойная работа. У некоторых производителей такой сварочный аппарат выпускается с полезной дополнительной функцией – возможностью создания пластиковых отводов.

Гидравлическое оборудование

Стыковой сварочный агрегат данной разновидности имеет центратор, который укомплектован гидравлическим приводом. Благодаря такой конструкции прибор может соединять трубы любого диаметра (4-200 см). Однако большинство приборов рассчитаны на максимальный диаметр свариваемых труб, равный 1,6 м.

В свою очередь гидравлические агрегаты делятся на три вида по степени автоматизации:

Ручные гидравлические приборы . Область использования такого оборудования – это прокладка трубопроводов среднего и низкого давления. Управление агрегатом и регулировка температуры плавления производятся вручную. Остальные параметры сварки необходимо выбирать и задавать по специальным сварочным таблицам. Данные приборы не имеют функции протоколирования.
Полуавтоматические гидравлические устройства . Эти приборы со средним уровнем автоматизации чаще всего применяются для сваривания заготовок большого и среднего диаметра. Такое оборудование укомплектовано электронным блоком, снимающим температурные данные с нагревательной плиты и определяющим давление масла в приводном механизме. После сверки полученных данных с программой блок выводит на дисплее сигналы для оператора. Когда процесс сварки завершён, выдаётся протокол.

Автоматические гидравлические агрегаты . Это современные высокотехнологичные приборы, у которых процесс сварки полностью автоматизирован и контролируется при помощи специального электронного модуля. Оператору достаточно лишь задать данные свариваемых труб – материал, диаметр и некоторые важные параметры, после чего прибор сам выбирает подходящий режим сварки с учётом температуры окружающего воздуха. По завершении процесса прибор выдаёт протокол сварки, в котором указываются все важные параметры.

Стыковая сварка ПНД труб своими руками

Оборудование для стыковой сварки труб ПНД

Стыковая сварка технологически более сложный процесс, нежели соединение ПНД труб электромуфтой. За работу можно браться, только имея квалификацию сварщика и соответствующий опыт работы.

Оборудование для стыковой сварки полиэтиленовых труб

При стыковой сварке образуется монолитный шов, не уступающий по техническим параметрам прочим поверхностям полиэтиленовых труб, не нарушающий гибкости конструкции. Таким способом соединяют трубы между собой, а также производят монтаж фитингов и других деталей.

Схема стыковой сварки

Стыковая сварка применима только для соединения деталей одинаковой марки полиэтилена, диаметра, SDR с толщиной стенок более 4,5 мм и диаметром более 50 мм. Температурный режим для работы должен соответствовать диапазону от -15°С до +45°С.

Технология стыковой сварки полиэтиленовых труб

На подготовительном этапе проверяют овальность полиэтиленовых труб, сравнивают толщину их стенок, соответствие SDR свариваемых деталей. После этого с торцов ударяют сколы, неровности (можно использовать электроторцеватель, который обрежет трубы под углом 90°), очищают от загрязнений (пыли, песка, влаги и т.д.).

Трубы устанавливают в центратор, выдерживая расстояние между торцами около 4 см.

Трубы устанавливают в центратор, выдерживая расстояние между торцами около 4 см

После этого производят формирование первичного грата путем расплавления торцов труб на аппарате для сварки.

Нагревателем воздействуют на торцы ПНД труб. При этом тепло распространяется вглубь полиэтилена, начинается процесс его плавления.

После выдерживания нагревательной части сварочного аппарата на торцах труб в течение определенного времени, которое выбирается в зависимости от размера и толщины изделий, ее аккуратно удаляют, а нагретые трубы стыкуют между собой

Важно, чтобы время, затраченное на удаление сварочного аппарата и стыковку нагретых концов труб было минимальным

На горячем полиэтилене после стыковки образуется окончательный грат. Надлежащее давление обеспечивает машинка с гидродинамическим перемещателем.

Когда полиэтилен остынет, получится равномерный герметичный шов — бурт. В случае допущения ошибок в технологическом процессе / монтаже, шов получается неоднородным или кривым

Важно не допускать сдвига стенок труб относительно друг друга более чем на 10% от толщины их стенок

Внешний вид верно и ошибочно сваренных встык труб ПНД

Таблица с рекомендуемыми временными параметрами при стыковой сварке полиэтиленовых труб

Трубы устанавливают в центратор, выдерживая расстояние между торцами около 4 см

Труба в разрезе после сварки электромуфтовым способом

Таблица с рекомендуемыми временными параметрами при стыковой сварке полиэтиленовых труб

Схема стыковой сварки

Соединительные детали для монтажа полиэтиленовых труб

Сварка труб ПНД своими руками

Оборудование для стыковой сварки труб ПНД

Оборудование для стыковой сварки полиэтиленовых труб

Внешний вид верно и ошибочно сваренных встык труб ПНД

1 CANDAN СМ-05

Лучшее соотношение цены и производительности Страна: Турция Средняя цена: 6 000 руб. Рейтинг (2019): 4.9

Лучшим соотношением цены и производительности обладает паяльник турецкого производства CANDAN СМ-05. В своем модельном ряду это самый мощный аппарат для сваривания полипропиленовых труб. Благодаря двухконтурной системе управления можно одновременно или по очереди включать оба нагревателя мощностью по 1,2 кВт каждый. Предназначен прибор для монтажа магистралей из труб диаметром 90-160 мм. Информацию о нагреве дают мастеру два световых индикатора. Они гаснут, когда насадки разогреваются до рабочей температуры. Термостат поддерживает температурный режим в диапазоне 50-320 градусов. Нагреватель сделан из нержавейки, в приборе имеется одно отверстие для сварочной насадки.

Потребители довольны соотношением цены, производительности и долговечности. Радует мастеров качество изготовления и подбор материалов. Некоторые пользователи хотели бы видеть более богатый ассортимент насадок.

Внимание! Представленная выше информация не является руководством к покупке. За любой консультацией следует обращаться к специалистам!

4 Нормативная база сварки встык

Как видно из , до недавнего времени в России была значительная неразбериха с технологией стыковой сварки, поскольку несколько действующих нормативных документов давали собственную ее трактовку, и потому большинство сварщиков предпочитали доверять стройной немецкой технологии DVS. А требования к оборудованию стыковой сварки в России вообще не были определены никаким нормативом.

С начала 2013 г. в РФ начали действовать сразу два нормативных документа:

ГОСТ Р 55276 – на технологию стыковой сварки ПЭ труб при монтаже водопроводов и газопроводов, на основе перевода международного стандарта ISO 21307;
ГОСТ Р ИСО 12176-1 – на оборудование для стыковой сварки, на основе перевода международного стандарта ISO 12176-1.

Принятие ГОСТа на оборудование было безусловно полезным. К сожалению, это не значит, что самое низкосортное импортное оборудование сразу отсеялось. Но, во всяком случае, немногочисленные Российские производители оборудования теперь вынуждены работать над качеством, а потребитель получил подсказку по оценке качества приобретаемого оборудования.

ГОСТ на технологию стыковой сварки навел относительный порядок. Во всяком случае, привел к единообразию технологии стыковой сварки ПЭ труб на территории РФ. Но проблемы остались.

ВАЖНО! ГОСТ Р 55276 наряду с традиционным режимом сварки при низком давлении (схожа с DVS 2207-1 и старыми Российскими нормативами) узаконил режим сварки полиэтиленовых труб при высоком давлении, которая раньше применялась только в США. Этот режим предъявляет повышенные требования к оборудованию, зато позволяет заметно сократить время сварочного цикла

ВАЖНО! ГОСТ Р 55276 вряд ли годится для непосредственного использования на стройплощадке, поскольку ориентирован не на сварщика, а на разработчика технологической карты сварки полиэтиленовых труб. ВАЖНО! ГОСТ Р 55276 не решил проблему ограничений, которыми страдали старые Российские нормативы и по сей день страдают все иностранные нормативы

Во-первых, допустимый диапазон температур воздуха от +5 до +45°С, в то время как огромная часть территории РФ вынуждена начинать сварку когда болота замерзнут. Во-вторых, максимальная толщина стенки труб 70 мм, в то время как толщина стенки фактически производимых труб давно перевалила за 90 мм. И в-третьих, материал труб – только традиционный полиэтилен низкого давления (ПНД) с показателем текучести расплава не ниже 0,2 г/10 мин (при 190/5), в то время как для производства труб большого диаметра давно используются нестекающие марки полиэтилена среднего давления с ПТР ниже 0,1 г/10 мин (при 190/5). Для условий, выходящих за проверенные рамки температуры воздуха и толщин стенок, некоторые производители рассчитали технологию сварки полиэтиленовых труб путем экстраполяции действующих нормативов, но эта теоретическая технология пока не проверена долгосрочными испытаниями. Для нестекающих марок полиэтилена технологии сварки труб нет даже в теории. В итоге в условиях, выходящих за ограничения проверенной технологии, в России выполняется около 80% всех сварок!

ВАЖНО! ГОСТ Р 55276 не решил проблему ограничений, которыми страдали старые Российские нормативы и по сей день страдают все иностранные нормативы. Во-первых, допустимый диапазон температур воздуха от +5 до +45°С, в то время как огромная часть территории РФ вынуждена начинать сварку когда болота замерзнут

Во-вторых, максимальная толщина стенки труб 70 мм, в то время как толщина стенки фактически производимых труб давно перевалила за 90 мм. И в-третьих, материал труб – только традиционный полиэтилен низкого давления (ПНД) с показателем текучести расплава не ниже 0,2 г/10 мин (при 190/5), в то время как для производства труб большого диаметра давно используются нестекающие марки полиэтилена среднего давления с ПТР ниже 0,1 г/10 мин (при 190/5). Для условий, выходящих за проверенные рамки температуры воздуха и толщин стенок, некоторые производители рассчитали технологию сварки полиэтиленовых труб путем экстраполяции действующих нормативов, но эта теоретическая технология пока не проверена долгосрочными испытаниями. Для нестекающих марок полиэтилена технологии сварки труб нет даже в теории. В итоге в условиях, выходящих за ограничения проверенной технологии, в России выполняется около 80% всех сварок!

Пред.

След.

ПОВОРОТНЫЕ СТЫКИ

Их относят к сложным работам. Так что нужно придерживаться существующих правил.

Скорости поворота детали и проводки проводника нужно соблюдать паритетными. У последнего она определяется толщиной свариваемой детали. Чем больше, тем дольше длится сварка. Лучше всего, когда сварочная ванна находится под углом в 30 градусов.

Где деталь поворачивается на 180 градусов, работают поэтапно. Прежде в 2 подхода осуществляют сварку 2-х верхних четвертей d трубы. Один шов идет другому навстречу. Допустим и 1 слой, и два. Потом поворот на 180 градусов, и проваривают стык, что остался. После поворот опять на 180 градусов и варят шов до самого конца.

Методы стыковой сварки

Стоит учитывать, что выделяют несколько различных методов стыковой сварки. Наибольшее распространение получили:

Сварка оплавлением.
Метод сопротивления.

https://youtube.com/watch?v=RHaIWxYtUHg

Все технологии характеризуются своими определенными особенностями, которые нужно учитывать.

Стыковая сварка методом сопротивления

Распространенная стыковая сварка сопротивлением характеризуется довольно большим количеством особенностей. Они следующие:

Заготовки исключительно прижимают специальными губками к электродами. За счет этого обеспечивается быстрое прохождение тока через обрабатываемые материалы.
Применение специальных губок позволяет исключить вероятность проскальзывания деталей между используемыми электродами, через которые подается напряжение на обрабатываемые поверхности.
Следующий шаг заключается в подаче электрического тока. За счет этого происходит нагрев металла в обрабатываемой зоне.
После этого прикладывается осадок, за счет которого уменьшается наплав. Следующий шаг заключается в подаче сильного тока для максимального нагрева поверхности.

При электрическом сопротивлении можно провести обработку деталей с небольшим сечением. Максимальный показатель толщины поперечного сечения составляет 40 миллиметров. При этом формируется прочное соединение в стыке без расплавления металла.

Стыковая сварка методом оплавления

Рассматриваемая технология также получила широкое распространение. Для нагрева торцов деталей применяется специальное оборудование, которое позволяет получить качественный шов. Среди особенностей контактной сварки можно отметить следующие моменты:

Соединяемые элементы подводятся на небольшой скорости друг к другу.
На протяжении всего процесса напряжение остается неизменным.
За счет равномерной подачи соединяемых элементом происходит выравнивание всех микронеровностей.
Происходит оплавление поверхности для обеспечения максимальной площади контакта.
Нет необходимости в проведении тщательной подготовки поверхности.

Сварка методом оплавления

Воздействие высокой температуры приводит к появлению качественного соединения, которое характеризуется прочностью и надежностью.

Инструкция по сварке

Если вы выбрали полиэтиленовые трубы, поступили мудро, но теперь их еще нужно грамотно установить. Давайте учиться

Базовые правила

Вне зависимости от того, какая технология вами выбрана – электромуфтовая или стыковая сварка полиэтиленовых труб, необходимо придерживаться таких важных принципов:

Соединяемые элементы должны быть совместимыми (и по составу, и по физическим параметрам).
Сварка встык полиэтиленовых труб может производиться только, если части имеют одинаковый диаметр и равную толщину стенок.
Края следует тщательно очистить и обезжирить.
Концы конструкций, не задействованные в процессе соединения, необходимо закрыть заглушками, дабы избежать воздействия холодного воздуха, негативно влияющего на процесс.
Во время работ нужно минимизировать воздействие внешней среды, а именно:
- в жару не допускайте попадания солнечных лучей на область соединения;
- в ветреную погоду создайте преграду для порывов воздуха;
- в холодное время помещение для работ рекомендовано обогреть.

Во время сварки и остывания конструкции исключите механическое воздействие на систему.

А теперь рассмотрим в деталях, что собой представляет технология сварки полиэтиленовых труб встык и при помощи электромуфтового метода.

Фотофрагмент электромуфтовой методики: присоединенные нагреватели

Электромуфтовое соединение

Такой вид сварки, называемый также терморезисторным, используют для крепления элементов разной толщины стенок и диаметра, а также для установки безнапорных трубопроводов – установок дренажа, самотечной канализации и т.д.

Для соединения по данной технологии потребуются специальные – электросварные фитинги. А теперь запоминайте порядок работ.

Разработайте проект системы.
Рассчитайте необходимое количество труб и других деталей.
Произведите закупку.
Нарежьте конструкцию на части предполагаемой планом длины. Следите, чтобы срез был выполнен ровно, избегайте затекания расплавленного материала внутрь системы.
Подготовьте и очистите детали, включая муфты. Не будет лишним обезжирить поверхность элементов при помощи спирта, нанеся его на кусок ветоши.
Если поверхность элементов окислена, удалите лишнее при помощи специального скребка.
Закрепите элементы в позиционере, помня о соосности.
Во избежание попадания пыли обмотайте место соединения липкой лентой.
Открытые концы конструкций закройте заглушками.
Подайте напряжение к выводам муфты.
Дождитесь пока элементы, разогревшись, скрепятся.

Терморезисторная сварка полиэтиленовых труб должна производиться только при условии неподвижности соединяемых элементов. В таком же положении конструкция должна пребывать до полного остывания шва.

Так выглядит установка для соединения встык

Стыковая сварка

Технология и параметры сварки полиэтиленовых труб встык более интересны, поскольку элементы соединяются на молекулярном уровне, образуя более прочный шов. Используется такой метод для монтажа элементов, имеющих диаметр от 50 мм и толщину стенок от 5 мм.

При данном способе края изделий при помощи специального нагревательного прибора разогреваются, а затем расплавляются и в таком состоянии стыкуются, образуя одно целое и безупречный шов.

Порядок работ при таком виде сварки до пункта № 7 идентичен предыдущему варианту соединения (за исключением того, что муфты для работ не требуются).

Таблица для определения времени нагрева и охлаждения свариваемых элементов

А затем отличается и идет по такому «сценарию»:

торцы элементов вставьте в аппарат так, чтобы разогревающая плита оказалась между ними;
края прижмите к плите и не меняйте давления нажима до процесса плавления;
нагревайте элементы, придерживаясь норм (в этом вам поможет приведенная ниже таблица сварки полиэтиленовых труб);
удалите плиту и состыкуйте торцы, оказывая на них равномерное давление;
удерживая узел, дождитесь остывания полиэтилена.