Варианты сварки ПНД труб и этапы ручной работы

Соединение труб из полиэтилена низкого давления (ПНД) в единую магистраль производится разными способами, как разъёмными так и неразъёмными. Один из самых надёжных вариантов — сварка ПНД труб.

Существует несколько методов выполнения сварочных работ, каждый из которых осуществляется по определённой технологии.

Неразъёмные соединения — сварка ПНД труб

Неразъёмный способ соединения — единственно приемлемый вариант для ПНД труб большого диаметра. Он обеспечивает высокий уровень герметичности, который удаётся создать при воздействии высоких температур.

Полиэтилен хорошо поддаётся сварке, так как сохраняет вязко-текучую консистенцию в большом диапазоне температур и отличается невысокой вязкостью расплава.

Независимо от способа создания неразъёмного соединения, к ним предъявляют следующие требования:

• угол смещения двух соединяемых труб не должен превышать 10% относительно толщины их стенок;
• шов состыковки должен располагаться выше внешнего уровня поверхности соединяемых отрезков;
• валики швов должны быть выполнены безупречно качественно, а их высота может варьироваться в диапазоне 2,5-5 мм (определяется толщиной стенок).

Различают три самых востребованных вида сварки — стыковой, раструбный, электромуфтовый. Рассмотрим подробнее каждую из технологий.

Сваривание труб встык

Сварка встык — самый популярный вариант неразъёмного соединения ПНД труб. Технология предусматривает соединение торцов двух отрезков одного диаметра. Толщина стенок у соединяемых элементов тоже должна быть одинаковой.

Соединение напорных труб выполняют в промышленных условиях специальной электрогидравлической и механической техникой, так как она требует повышенной точности и аккуратности.

Ручное сваривание допустимо только на безнапорных трубопроводах.

Особенности сварки встык:

• метод применяют на трубах со стенками толщиной более 4,5-5 мм и диаметром от 50 мм;
• сварочные работы проводят на ровных и устойчивых поверхностях;
• если работы проводятся на улице, необходимо закрывать концы труб заглушками, чтобы исключить сквозняки в магистралях, ветер ухудшает температурные параметры и мешает качеству работы;
• соединяемые отрезки должны быть чистые внутри и снаружи — любой мусор и даже пыль не позволят провести качественное соединение, не менее чистыми должны быть и зажимы сварочного агрегата;
• чтобы отрегулировать температуру, рекомендуется выполнить 1-2 шва — на пробу, это поможет понять принципы и особенности процесса, если нет навыков сваривания трубопроводов встык;
• перед шлифовкой торцующие диски нужно тщательно протереть, а после шлифовки проверить соответствие размерности труб;
• оптимальный диапазон температур окружающей среды для сварки встык — от -15 до +45 °С.

Порядок сваривания встык промышленным способом:

1. Прежде чем начать работы, свариваемые участки обрезают перпендикулярно поверхности, на которой они лежат. Торцы качественно зачищают, обезжириваются, торцуются.
2. Трубы закрепляют в аппарате для сварки и тщательно центруют, проверяют — нет ли на них деформаций и повреждений.
3. Торцы трубопрокатных материалов нагревают аппаратом, чтобы размягчить материал.
4. Расплавленные концы совмещают и прижимают под высоким давлением. Длится процесс, пока не остынет полиэтилен.
5. Когда стык охладится, станок убирают.

Стыковая сварка труб ПНД

После сварки встык шов получается безупречно ровным и симметричным. Соединение обеспечивает соединение, равнопрочное с цельным трубопроводом. Для выполнения вышеописанного процесса нужны два человека.

Выполняя сварку встык, не допускайте:

• резкого соединения расплавленных концов;
• передвижения и скручивания труб;
• наличия зазоров;
• резкого изменения температуры;
• неравномерного прогрева соединяемых участков;
• быстрого охлаждения стыков в месте соединения.

Рекомендуется сваривать трубопрокатные материалы ПНД одной марки, но бывает, приходится соединять и трубы разной маркировки.

Учтите, что при слишком сильном сжатии, внутри трубопровода создаются увеличенные наросты, снижающие эксплуатационные качества готовых магистралей. Если давления недостаточно, на сварку затрачивается больше времени. Из-за продолжительного ожидания, нагретый полиэтилен успевает остыть.

Начиная сварочные работы, необходимо согласовать параметры сварки с таблицей, в которой собраны рекомендуемые усилия и давления для разных трубопроводов.

Таблица параметров для сваривания ПНД встык:

Сваривание встык трубопровода экструдером под углом

Путём экструзионной сварки удаётся создать соединение, прочность которого составляет 70% и более от характеристик целостного материала. Такой метод применяют только для сваривания элементов из одного и того же материала.

Экструзионную сварку выполняют посредством следующего оборудования:

• нагревательный элемент;
• шнек;
• воздухоподающая система;
• накопитель для гранул и башмака, давящего на присадку.

Особенности и порядок выполнения работ:

1. Трубы очистите, обезжирьте, проверьте — есть ли дефекты.
2. Торцам свариваемых элементов придайте нужную форму.
3. Нагрейте свариваемые поверхности горячим воздухом из экструдера.
4. Присадку (гранулы или проволоку), сплавляемую в экструдере, подавайте на стык, контролируя сползание посредством башмака. Создаваемое давление производит сварку присадок с материалом труб.

Сварка ПНД труб экструдером ЭкоМонтаж

Швы при экструзионной сварке должны остывать без принуждения. Применяют такую сварочную технологию при монтаже безнапорных магистралей. Толщина стенок — от 6 мм, иначе изделие может деформироваться.

Раструбный метод сваривания с использованием фитингов и муфт

Использование сварки враструб позволяет состыковать участки труб разного диаметра. Соединение производится посредством помещения трубы меньшего размера в магистраль большего диаметра. Крепёж осуществляется с помощью муфт, создающих плотное и надёжное соединения.

Последовательность выполнения работы такая же как при сварке встык. Отличаются только применяемые инструменты.

При соединении ПНД труб сваркой с фитингами/муфтами используют:

• труборезы;
• калибраторы;
• фаскосниматели;
• сварочное оборудование с насадками.

Также могут понадобиться фитинги-тройники — чтобы организовать отводы. За счёт теплового расширения трубы обеспечивается герметичность муфтовых соединений.

Порядок сваривания враструб:

1. Разберите соединительный элемент.
2. Торцы соединяемых участков очистите, выполните фаску.
3. Произведите калибровку, чтобы получить симметричные окружности.
4. Чистые и обезжиренные концы вставьте в фитинг, подсоедините к сварочному аппарату и нагревайте.

Сварка муфт ПНД за 5 минут. Сварка электросварных муфт. Как сварить электромуфту пнд

В результате детали сплавляются в единую поверхность. Применяют сварку враструб в отношении изделий с толщиной стенок до 5 мм. Она особенно удобна для участков магистралей, к которым проблематично подать оборудование для стыковой сварки.

Что нужно для сварки?

Сварочные работы предусматривают выполнение высокотехнологичных процессов, для которых необходимо специальное оборудование, основное и вспомогательное.

При выборе инструментов и сварочных устройств, учитывайте способ сварки и параметры труб ПНД.

Инструменты и оборудование

Работа с ПНД требует, чтобы все нагревательные элементы агрегатов имели антипригарные свойства. Тогда их не придётся чистить после сварочных работ. Все приборы, как правило, оснащены контрольными индикаторами и терморегуляторами.

Основное сварочное оборудование:

• ручная сварка для раструбного метода;
• станок для соединения встык;
• монтажные детали;
• нагревательные элементы;
• струбцина — подставка, используемая для фиксации во время их обработки или плотного прижатия друг к другу.

Практические все агрегаты для сваривания полиэтилена лёгкие и удобные в работе, а их нагревательные элементы легко заменяются.

Применяют сварочные агрегаты:

1. Механические;
2. Автоматические;
3. Гидравлические.

Нагревательные элементы представляют собой округлые пластины, покрытые слоем ПТФЭ. У них имеется температурная и сетевая лампочка, а также предохранитель. Здесь можно выставлять температуру посредством специального регулятора.

Для сварки изделий диаметром больше 400 мм применяют аппараты:

• стыкового соединения;
• раструбного соединения;
• электромуфтового соединения.

Особенно ценятся универсальные агрегаты гидравлического типа. С их помощью можно создавать множество сварных швов в минимальные сроки, так как в оборудовании имеются весь необходимый в работе функционал.

Дополнительные инструменты гидравлических аппаратов:

• позиционеры;
• элементы для устранения оксидного налёта;
• оснастка для удаления фасок;
• пилки — разделять магистрали;
• выравнивающее устройство;
• перегибы для ПНД.

Выполняя сварку любым из вышеприведённых способов, необходимо использовать полный набор инструментов. Если пренебречь тем или иным оборудованием, соединение может получиться недостаточно качественным, а то и вовсе бракованным.

Фитинги для соединения

Фитинги для сварки — элементы, предназначенные для соединения труб, в том числе разного диаметра, а также для создания разветвлений, поворотов трасс. С помощью фитингов можно также соединять трубопрокатные материалы, изготовленные из различных материалов.

Обзор фитингов для ПНД труб

Такого рода элементы бывают:

• Сварные и литые. Их соединяют с трубами с помощью специальных сварочных аппаратов, соединяющих детали встык. Их обычно применяют на поворотах и изгибах магистралей. В результате создаётся прочное соединение, равное по прочности сплошному материалу.
  Такие фитинги стоят недорого, долговечны, доступны в широком ассортименте. После соединения разборка системы не предусмотрена. Производители предлагают фитинги — крестовины, переходы, тройники, элементы с разными углами поворота.
• Электросварные фитинги. Они могут соединить сразу несколько труб. Состоят из полиэтиленового корпуса, внутри которого находился проволочный нагревательный элемент. В такие фитинги вставляют трубы, которые под действием высоких температур плавятся и создают надёжное, герметичное соединение.

Также бывают компрессионные фитинги, но для сварочных работ они не подходят. Эти полиэтиленовые детали с уплотнителями нужны для создания разъёмных соединений без сварки. Создают средний уровень герметичности.

Трубы ПНД

ПНД — полиэтиленовые трубы, изготовленные при низком давлении, меньше 2 МПа. Готовый материал имеет невысокую плотность, вследствие чего и вес у него небольшой — это делает установку и соединение более простым.

Особенности ПНД:

• Эластичность. Они способны вытягиваться, исключая разрывы при деформациях, которые могут появляться при высоких температурах или при механическом воздействии — к примеру, при давлении, возникающем при образовании ледяных пробок.
• Гибкость. ПНД трубы можно без проблем сгибать, что крайне важно при создании магистралей сложных конфигураций.
• Надёжность. ПНД отличается прочностью и инертностью в отношении агрессивных сред, включая масляные. Не ржавеют. Хорошо поглощают гидроудары.

Различают несколько видов таких труб:

• Для холодного водоснабжения. Они имеют продольную синюю полосу. У них гладкие внутренние стенки, на которых не происходит образования наслоений из солей и осадка.
• Газовые. Имеют высокую пропускную способность, отличаются большими сроками эксплуатации, выдерживают высокое давление. Опознавательная цветовая маркировка — жёлтая продольная полоса.
• Для отопления и горячего водоснабжения. Они усилены армированным стекловолокном и сделаны из полиэтилена, обладающего высокой прочностью на разрыв.
• Гофрированные двухслойные. Это трубы с раструбами, которые используют для водоотведения и канализации. Они очень долговечны, просто монтируются, не боятся агрессивных сред.

Этапы работы

Чтобы процесс сварки труб ПДН протекал без задержек, а его результатом был качественный шов, обеспечивающий долгосрочную работу магистрали, нужно действовать в определённом порядке.

СВАРКА 32 ПНД ТРУБЫ ВСТЫК ПАЯЛЬНИКОМ/ПЕРЕНИМАЮ ОПЫТ У КОЛЛЕГИ/КАКОЙ ШОВ ПОЛУЧАЕТСЯ СНАРУЖИ И ВНУТРИ

Подготавливаем трубы ПНД перед сваркой

Перед началом сварочных работ необходимо провести ряд подготовительных мероприятий. Если всё сделать правильно, во время сварки не придётся отвлекаться на поиск недостающего инструмента, исправление недочётов и т. п.

Подготовка к сварке:

1. Купите и привезите на место сварки трубы ПНД и крепёжные элементы, зажимы и прочие детали — в соответствии с диаметром свариваемых элементов.
2. Обустройте и освободите от всего лишнего площадку для размещения сварочного оборудования.
3. Механическим методом обработайте торцы у фасонных деталей и труб, которые предстоит сваривать.

Отдельного внимания требует сварочное оборудование. Его необходимо проверить — исправно ли, и подготовить к работе.

Как подготовить сварочное оборудование:

1. Осмотрите все узлы сварочного аппарата. Проверьте исправность заземлителей и электрических проводов, а у торцевателя — остроту ножей.
2. Подготовьте электрический генератор. Заправьте его топливом и проведите тестирование на работоспособность.
3. Очистите все элементы оборудования — скребки, торцеватели, нагреватели, от загрязнений. Уберите следы прилипшего полиэтилена, а затем обезжирьте все поверхности с помощью растворителя.
4. В гидросистеме сварочного аппарата проверьте уровень масла и работоспособность подвижного зажима. Смажьте трущиеся элементы оборудования специальными составами.
5. Проверьте как работают контрольно-измерительные приборы.

Нормативы сварки встык

До определённого времени в России была путаница с нормативной базой сварки ПНД, так как одновременно действовало несколько документов.

С 2013 года работают ГОСТы на оборудование и на технологию стыковых сварочных работ. Это не означает, что импортное, низкосортное сварочное оборудование утилизировали или перестали покупать, однако российские производители получили стимул повышать качество выпускаемых аппаратов.

Действующий ГОСТ 55276 Р 55276-2012 (Трубы и фитинги пластмассовые) позволил унифицировать технологию стыковой сварки ПНД на территории России.

На что обратить внимание:

• ГОСТ Р 55276. Вместе с обычной технологией сварки при низком давлении узаконивает режим сварки ПНД при высоком давлении, которая ранее практиковалась только в США. Данный режим требует от оборудования особых возможностей, но он существенное сокращает длительность цикла сваривания.
• ГОСТ Р 55276. Не особо подходит для стройплощадок, так как он рассчитан не на непосредственных исполнителей — сварщиков, а на технологов — разработчиков технологических карт сварки ПНД.
• ГОСТ Р 55276. Не решает вопрос ограничений, накладываемых старыми отечественными и иностранными нормативами. Это касается, прежде всего, диапазона температур окружающего воздуха — от +5 до +45°С, при том, что в РФ сваривать трубопроводы приходится во время морозов.
  Ещё одно несоответствие — ограничение толщины стенок труб 70 мм, тогда как стенки выпускаемых сегодня труб — 90 мм и более.

Производим стыковую сварку своими руками

Имея специальный сварочный аппарат, можно выполнять сварку ПНД труб встык своими руками. Соединение достигается за счёт размягчения полиэтилена и формирования надёжного шва. Этот вариант самый простой и подходит только для изделий равного диаметра, но даже он требует от исполнителя определённых навыков и умений.

Свариванием ПНД трубопроводов встык должен заниматься квалифицированный сварщик, иначе будет трудно добиться точности и надёжности соединения.

Порядок ручной сварки встык:

1. Подготовьте оборудование, осмотрите сварочный аппарат, проверьте его работу.
2. Трубы обрежьте с запасом — оставьте несколько миллиметров полиэтилена для образования сварочного шва.
3. Зачистите торцы, чтобы создать идеально ровные края — для создания хорошего контакта.
4. Поставьте трубопрокатные материалы в сварочный аппарат, отцентруйте их.
5. Вложите между свариваемыми отрезками нагревательный элемент. Грейте торцы, пока они не расплавятся — время нагрева зависит от качества материала и толщины стенок изделий.
6. Уберите нагревательный элемент и сразу прижмите концы друг к другу. Усилие и давление, необходимое для осадки, создаётся рычагом или гидравлическим приводом.
7. Подождите остывания полиэтиленовых труб. Проверьте качество шва — нельзя допускать образования наплыва материала и изменения диаметра.

Если необходимо сварить изделия большого диаметра, рекомендуется использовать автоматический сварочный аппарат, который точно выполнит центровку и стыковку отрезков.

Контроль качества швов

По окончании сварки производят визуальную проверку швов на предмет качества. Существуют ГОСТы на качественные характеристики сварных соединений.

Требования:

• сварные швы должны быть равномерными вдоль всей длины на уровне наружных поверхностей свариваемых участков;
• допустимы выступы сварных швов над соединяемыми поверхностями, высота швов:
  • при толщине стенок 5 мм — выступ не более 2,5 мм;
  • при толщине 6-20 мм, максимальная высота шва — 5 мм;
• соединение должно быть точно отцентрованным, если обнаружено смещение соединяемых поверхностей, оно не должно составлять более 10% толщины стенок соединяемых труб.

Рекомендации профессионалов

Опытные сварщики, работающие с трубами ПНД, советуют быть во время сварки максимум внимательным и следить за качеством соединения. От того, насколько аккуратны швы, зависит герметичность стыков и долговечность прокладываемых магистралей.

Советы профессионалов:

• следите, чтобы разрез труб не выглядел как эллипс — это существенно снизит качество сварного шва;
• пластиковые трубопрокатные материалы должны быть неподвижно зафиксированы, пока расплавленные кромки полностью не застынут;
• шов должен представлять собой равномерный валик, выступающий над поверхностями свариваемых элементов, высота валика должна соответствовать нормативам (указаны в приведенной выше в таблице);
• крепёжные элементы с гайками должны фиксироваться не более чем до проектного предела, так как чрезмерное усилие может вызвать повреждение трубы;
• обязательно изучите перед началом работ инструкцию по сварке ПНД, ознакомьтесь с параметрами техпроцесса.

Трубы ПНД — современный недорогой материал, позволяющий создавать магистрали самого разного назначения и конфигурации. Благодаря специальному сварочному оборудованию, из данных изделий можно создавать надёжные трубопроводы, как промышленным, так и ручным способом.