Стыковая сварка полиэтиленовых труб технология

Обновлено: 07.07.2024

Инструкция по сварке ПЭ труб фитингами с закладными нагревателями

Правильное название метода – «Сварка труб с помощью фитингов с закладными нагревателями», или коротко «Сварка с закладными нагревателями». Название соответствует нормативным документам:

Недавно принятому гармонизированному ГОСТ Р ИСО 12176-2-2011 «Трубы и фитинги пластмассовые. Оборудование для сварки полиэтиленовых систем. Часть 2. Сварка с закладными нагревателями.»
Более ранним нормативным документам РФ, в которых упоминалась данная технология сварки, например, СНиП 42-01-2002 «Газораспределительные системы.»

Закладной нагреватель – электрическая спираль, вмонтированная в свариваемую поверхность фитинга. Поэтому название фитингов, приведенное в ГОСТ Р 52779-2007 (п.4.1.2), является более точным: «Детали с закладными электронагревателями (электросварные)». Устаревший ГОСТ Р 52134-2003 (п.4.6.1) и только что пришедший ему на смену ГОСТ 32415-2013 (п.4.2.1) называют такие фитинги «электросварными». Из-за краткости определение «электросварные фитинги» является более популярным, чем «фитинги с закладными электронагревателями». Согласно ГОСТ Р 52134-2003 (п.4.6.1), электросварные фитинги для водопровода и отопления изготавливаются из ПЭ, ПП или ПБ. Электросварные фитинги для газопроводов – только из ПЭ. На практике даже водопроводные фитинги под сварку ЗН – это в подавляющем большинстве случаев полиэтиленовые фитинги, соответственно, для полиэтиленовых труб.

Академическое название метода сварки точно описывает физический принцип, но является громоздким. По этой причине в обиходе чаще применяются названия «электрофузионная сварка» (от английского «electrofusion welding»), краткое «ЭФ сварка» или «EF сварка», местное новообразование «сварка электромуфтами» или «электромуфтовая сварка». В некоторых нормативах (например, в НАКС'овском РД 03-614) используют сокращение «сварка ЗН».

Итак, во внутреннюю поверхность электросварного фитинга вмонтирована электроспираль, контакты которой выведены на наружную поверхность. Подача электрической мощности на контакты приводит к разогреву свариваемых поверхностей фитинга и трубы и, в конечном итоге, к образованию сварного соединения.

Технология электромуфтовой сварки, в принципе, заключается в следующем (см.рис.1):

конец трубы вводят в электросварной фитинг, наружная поверхность трубы касается внутренней поверхности фитинга или находится от нее на минимально возможном расстоянии;
к контактам электросварного фитинга подключают провода специального сварочного аппарата, который пропускает через закладной нагреватель (электроспираль) электрический ток;
спираль нагревает внутреннюю поверхность электросварного фитинга и наружную поверхность трубы до вязко-текучего состояния, полиэтилен трубы и фитинга перемешивается;
после остывания труба и фитинг образуют единую деталь; спираль остается внутри сварного соединения как побочный эффект.

Если не вдаваться в подробности, то всё выглядит просто.

При ближайшем рассмотрении, технология электрофузионной сварки вызывает проблемы, которые обусловлены всего несколькими типовыми причинами:

Сварщик невнимательно изучает спецификации фитингов и/или инструкцию сварочного аппарата;
Сварщик нерадиво выполняет подготовку к сварке;
Сварщик из ложной экономии не использует вспомогательный инструмент – роликовые скребки, позиционеры и пр.;
Самое главное – сварщик не понимает физику и логику процесса электрофузионной сварки. Поэтому допускает ошибки при выборе трубы, электросварных фитингов и сварочного аппарата, а также с легкой душой пренебрегает требованиями инструкций.

2 Достоинства, недостатки и область применения сварки ЗН

Для соединения напорных пластиковых труб применяются всего три технологии сварки: (1) сварка нагретым инструментом встык, (2) сварка нагретым инструментом в раструб и (3) сварка с закладными нагревателями. Именно эти 3 технологии обеспечивают прочность сварного соединения не ниже прочности исходной трубы. Благодаря своим особенностям, технология электромуфтовой сварки занимает в этом ряду незаменимое положение:

В отличие от стыковой сварки, сварка ЗН не образует внутреннего грата и, соответственно, не приводит к снижению проходимости труб. Поэтому применяется, в т.ч., и для безнапорных трубопроводов дренажа и канализации.
Если говорить о средних и больших диаметрах труб, то оборудование для сварки ЗН значительно легче, дешевле и универсальнее , чем оборудование для стыковой или раструбной сварки . Кроме того, оборудование для сварки ЗН не имеет подвижных частей или поверхностей, покрытых тефлоном, поэтому реже приводится в негодность нерадивыми пользователями, и поэтому охотнее сдается в аренду продавцами оборудования.
Качество сварного соединения при сварке ЗН значительно меньше зависит от человеческого фактора , чем при стыковой или даже раструбной сварке .
Сварка ЗН позволяет сварить трубы, когда ни одна из труб не имеет возможности перемещения вдоль оси. Поэтому совершенно незаменима при ремонте трубопроводов.
Сварка ЗН незаменима также для соединения полиэтиленовых труб, армированных лавсановым или другим волокном. Стыковая сварка в этом случае не дает прочности, адекватной прочности исходной трубы. Однако если после стыковой сварки обрезать наружный грат и сверху выполнить сварку ЗН, армированные полиэтиленовые трубы оказываются вполне экономически оправданными.
Другое незаменимое достоинство сварки ЗН – она позволяет соединить трубы из сшитого полиэтилена (PE-Xa и PE-Xc), которые другими способами сварить невозможно. Сварка производится электросварными фитингами из ПЭВП. Тот факт, что PE-X является реактопластом и его макромолекулы связаны между собой поперечными связями, не мешает макромолекулам ПЭВП «связываться» с ними силами Ван-дер-Ваальса.
И одно из самых важных достоинств – сварка ЗН позволяет собирать сложные 3-мерные трубопроводы средних и больших диаметров прямо по месту (см.рис.2). Раструбная сварка для таких диаметров неприменима, а стыковая – как правило, выполняется на горизонтальной поверхности.

К недостаткам технологии электромуфтовой сварки можно отнести только один – сравнительно высокую стоимость электросварных фитингов. Есть еще ограничение, сварка ЗН неприменима для протяжки трубопроводов при бестраншейной прокладке или при ремонте изношенных трубопроводов, поскольку в результате сварки локально увеличивается диаметр ПЭ трубопровода.

Сварка с закладными нагревателями формально рекомендована для ограниченного разнообразия трубопроводов:

Системы водоснабжения и канализации

Нормативный документ – СП 40-102-2000. Сварка (нагретым инструментом или фитингами с закладными нагревателями) предписана для всех полимеров, поддающихся сварке (см.п.7.3.1. СП) – ПЭ, ПП и ПБ. Электрофузионная сварка рекомендуется (см.п.7.3.9. СП) для труб диаметром 20÷500 мм с любой толщиной стенки; особенно для приварки седловых отводов, для соединения длинномерных труб, для тонкостенных (≤5 мм) труб, а также для ремонта трубопроводов в стесненных условиях.

Наружные газопроводы из полиэтиленовых труб

Нормативный документ – СП 62.13330.2011, который является обновленной версией СНиП 42-01-2002. Речь идет только о подземных газопроводах (см.п.4.11 СП) с давлением газа до 1,2 МПа (см.п.4.3. СП). Из всех полимерных материалов – только ПЭ, технология сварки – «…встык нагретым инструментом или при помощи деталей с закладными электронагревателями» (см.п.4.13 СП).
СП 62.12220.2011 не указывает ни на толщину стенки, ни на диаметр труб. Зато Газпромовский СТО 2-2.1-411-2010 уточняет (см.п.7.10 СТО), что при толщине стенки более 5 мм можно применять как стыковую, так и сварку ЗН, а для тонкостенных (≤5 мм) труб – только сварку ЗН. СТО также обозначает диапазон диаметров (см.п.6.1 СТО) – до 630 мм.

Сварка с закладными нагревателями не узаконена формально для нефтепроводов и для технологических трубопроводов. Для технологических трубопроводов противопоказаний нет. Просто нормативная база у этой отрасли старовата – СНиП 3.05.05-84 (1984г.). Отсутствие нормативного обоснования не составляет практической проблемы, поскольку эта группа трубопроводов не подконтрольна Ростехнадзору.

А с нефтепроводами сложнее. Старый и до сих пор действующий норматив ВСН 003-88 допускает использование труб из ПЭ и ПП, правда, по тем временам (1988г) сварка предлагалась только встык и в раструб. А сейчас, даже с учетом назревшей необходимости обновить нормативную базу, есть мнение, что с кондачка эту задачу решать не стоит, необходимо тщательно разобраться, для каких нефтепродуктов рекомендовать ПЭ и ПП. Так или иначе, на сегодняшний день использование технологии электрофузионной сварки для ПЭ нефтепроводов невозможно, поскольку сдать такой трубопровод в эксплуатацию будет невозможно. Даже аттестовать электромуфтовый сварочный аппарат в НАКС на эту группу «опасных производственных объектов» нельзя – нет нормативной базы.

Что касается материала, из которого производятся электросварные фитинги, тут есть некоторые разночтения. Как видим выше, в секторальных нормативах РФ на узкоспециализированные трубопровоы сварка ЗН упоминается применительно к фитингам из ПЭ, ПП и ПБ. С другой стороны, автору неизвестен ни один мировой норматив, регламентирующий режим электромуфтовой сварки для ПБ.

Авторитетные нормы DVS (Германия) предлагают процедуры сварки ЗН для ПЭ, ПП и ПВДФ. Более того, в РФ недавно начал действовать ГОСТ Р 54793 на различные технологии сварки ПВДФ, в том числе на технологию электрофузионной сварки. Проблема в том, что ни один секторальный норматив РФ не регламентирует применение электросварных фитингов из ПВДФ для трубопроводов конкретного назначения.

В мировой и Российской практике сварка с закладными нагревателями почти всегда применяется для полиэтиленовых трубопроводов. В подавляющем большинстве – для напорных полиэтиленовых трубопроводов. Ничтожно мало – для ПП трубопроводов. И почти никогда – для трубопроводов из ПБ или ПВДФ.

3 Нормативная база по технологии электромуфтовой сварки

Уникальность сварки полиэтиленовыми фитингами с закладными нагревателями состоит в том, что формальное описание процедуры сводится к подготовке к сварочному процессу. А технология самого сварочного процесса определяется не действиями оператора, а спецификациями ПНД фитинга и сварочного аппарата, на которые есть свои нормативы:

ISO 8085-3:2001 и гармонизированный ГОСТ Р 52779-2007 определяют требования к полиэтиленовым фитингам с закладными нагревателями для газопроводов: требования к полиэтилену, основные геометрические характеристики (особенно размеры зоны нагрева и холодных зон), геометрические характеристики контактов, методы испытаний прочности сварного соединения и необходимые результаты этих испытаний.
Нормативы не определяют устройство закладных нагревателей – глубину залегания нагревательной спирали, расстояние между витками, диаметр проводника, удельное сопротивление проводника или хотя бы удельную мощность нагрева на единицу площади свариваемой поверхности. Эти характеристики – ноу-хау производителя электросварных фитингов.
ISO 12176-2:2008 и гармонизированный ГОСТ Р ИСО 12176-2-2011 определяют требования к сварочным аппаратам. Нормативы определяют варианты регулирования мощности нагрева закладного нагревателя (регулировка напряжения, регулировка тока, регулировка того и другого), варианты ввода параметров сварочного процесса (ручной ввод регулируемого параметра и времени нагрева, автоматическое считывание штрих-кода или пр.), предъявляют требования к мощности, к надежности аппаратов, а самое главное – определяют необходимые обратные связи и логику их обработки с тем чтобы обеспечить приемлемое качество сварного соединения.
ISO 13950:2007 и гармонизированный ГОСТ Р ИСО 13950-2012 определяют порядок кодирования информации об электросварном фитинге (производитель, тип, диаметр, сопротивление и его допустимая погрешность) и о параметрах сварки ЗН (напряжение и время нагрева, коэффициент температурной компенсации, время остывания) в штрих-коде, который наклеивается на фитинг. Аппарат, рассчитанный на автоматическое распознавание параметров сварки, должен уметь читать и декодировать такой штрих-код.
ISO 12176-3:2011 и находящийся на стадии согласования гармонизированный ГОСТ Р ИСО 12176-3 определяют порядок кодирования информации в т.н. «идентификационной карте оператора». Карта представляет собой штрих-код или магнитный носитель, содержит сведения об операторе: имя, язык, срок действия допуска и пр. Сварочный аппарат должен считывать карту и автоматически осуществлять ряд действий: предоставлять допуск к работе, настраивать язык меню, вносить имя оператора в протокол и пр.
ISO 12176-4:2003 и находящийся на стадии согласования гармонизированный ГОСТ Р ИСО 12176-4 определяют порядок кодирования информации, которая в английском варианте называется traceability code и содержит сведения о свариваемом изделии (трубе или фитинге) или о сварочном аппарате – кто и когда это произвел, из какого сырья и т.д. Информация заносится в сварочный протокол и в случае проблем сварного соединения позволяет найти «крайнего». В русском варианте был выбор между терминами «код отслеживания» и «код трассируемости». В последнем рассматриваемом варианте ГОСТ рассматривается «код трассируемости».
ISO-11413:2008 и находящийся на стадии согласования гармонизированный ГОСТ Р ИСО 11413 определяют методы испытания фитингов с закладными нагревателями – контроль электрических характеристик, условия выполнения контрольной сварки для последующего разрушающего контроля.

ПЕЧАЛЬНО: К сожалению, на сегодня (апрель 2014) образовался неприятный юридический казус – основные национальные нормативы для сварочных аппаратов приняты, но не являются обязательными к исполнению. Неформально – пожалуйста, можно ими руководствоваться при разработке новых аппаратов или при оценке качества готовых. Но получать сертификат соответствия аппарата требованиям ГОСТ Р ИСО 12176-2-2011 – совсем необязательно. С 15.02.2013 вступил в силу Технический регламент Таможенного союза "О безопасности машин и оборудования" (ТР ТС 010/2011), который отменил обязательную сертификацию, в частности, оборудования для сварки пластмасс, заменив ее декларированием соответствия нормам безопасности – электромагнитной и электрической. А формальное подтверждение функциональных способностей теперь не требуется.

Что касается действий оператора по выполнению сварки ЗН, они сводятся к нажатию кнопки «СТАРТ» на сварочном аппарате. Не больше и не меньше. Значение, и очень важное, имеют действия оператора по подготовке к сварке ЗН – зачистка наружной поверхности труб, совмещение труб с электросварным фитингом, фиксация сборки, ввод сварочных параметров в аппарат. Ну, может, еще предварительный прогрев для уменьшения зазора. В базовом варианте подготовка к сварке ЗН описана в немецких нормах DVS 2207-1. Мы в п.7 рассмотрим подготовку к сварке наиболее типичных полиэтиленовых фитингов с ЗН.

Особенности подготовки к сварке отдельных ПНД фитингов описаны в Газпромовском СТО 2-2.1-411-2010. Даже на время разработки документа (2009г.) набралось приличное количество хитрых полиэтиленовых фитингов различных производителей, требующих особого подхода и применения особого вспомогательного инструмента. На сегодняшний день таких фитингов еще больше, поэтому Ассоциация Сварщиков Полимерных Материалов планирует работу над новым комплексным нормативным документом по сварке фитингами с закладными нагревателями в 2016г.

Сварка полиэтиленовых труб: сравнение способов + инструкция по монтажу

Для сборки разводки из полиэтиленовых (ПЭ) труб необходимы определённые умения по их сварке и соединению с помощью фитингов. Для этой работы подойдет и оборудование, используемое для монтажа полипропиленовых трубопроводов.

Сварка полиэтиленовых труб производится специальными аппаратами и требует определенных знаний, о чем мы и будем говорить в этой статье. Детально рассмотрим особенности подготовки оборудования к процессу сварки, приведем рекомендации по выполнению качественного сварного шва. Также рассмотрим различные варианты сварки труб из полиэтилена.

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

Оборудование для раструбной пайки стоит в пределах 100-200 долларов, поэтому вопрос о приобретении сварочного аппарата каждый решает самостоятельно.

В стандартный набор устройств для стыковой сварки полиэтиленовых труб входит:

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.

Стыковая сварка применяется преимущество у труб с диаметром более 50 мм, поэтому и оборудование для неё имеет немалый размер

Для раструбной сварки будет необходимо приобретение такого комплекта:

электросварочный аппарат; ;
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.

Инструкция по технологии стыковой сварки полиэтиленовых труб

Русскому человеку, у которого стоит задача проложить ПЭ трубопровод, а знаний и опыта нет, заманчиво найти подробную и корректную инструкцию по сварке ПНД труб своими руками , так сказать в домашних условиях. Это похвальное свойство нашего пытливого ума иногда приводит к массе проблем.

Давайте разберемся, стоит ли делать это своими руками. Если стоит, то как?

Любая инструкция по эксплуатации сварочного оборудования (особенно импортного) содержит фразу типа «Дальнейшее описание правил эксплуатации аппарата не может заменить обязательного обучения сварке полиэтиленовых труб в специализированном учебном центре». Действительно, автору приходилось встречать людей, которым когда-то «дядя Вася показал», как варить. После этого человек проработал несколько лет и считает себя авторитетным профи. А при ближайшем рассмотрении оказывается, что он все эти годы методично вредил народному хозяйству России.

К сожалению, большинство Российских учебных центров образованы при коммерческих фирмах, торгующих сварочным оборудованием какой-либо определенной марки. Учебный центр сам по себе дело не прибыльное, коммерческая фирма содержит его в основном для «проталкивания» своего товара. Вряд ли можно надеяться, что в таком центре вам дадут подробные и объективные знания по технологии сварки полиэтиленовых труб. И уж тем более, вряд ли научат выбирать оборудование среди конкурирующих марок.

Вторая проблема – в учебный центр будущего сварщика калачом не заманишь. Технология сварки полиэтилена ошибочно представляется простой, а времени всем не хватает.

Автор поставил себе несколько задач:

В меру своих сил способствовать тому, чтобы в нашей стране полиэтиленовые трубопроводы были надежными. А для этого:
Не просто дать формальное описание различных режимов стыковой сварки, а подробно объяснить, почему так. Иначе русского человека не переубедить.
На основе объяснения физических принципов стыковой сварки развенчать некоторые популярные мифы. Иначе любой менеджер торгующей организации уверенным голосом делает из нашего человека идиота.
На основании действующих нормативов объяснить требования к сварочному оборудованию и научить это оборудование выбирать. Иначе, опять же, продавцы обманут.

Автор берет на себя смелость утверждать, что внимательное изучение всего, что написано далее, может служить инструкцией по сварке полиэтиленовых труб своими руками. Только практика потребуется.

2 Общая идея

Сварка пластмассовых труб нагретым инструментом встык заключается, в принципе, в нагреве торцов до расплавления материала и в последующем сжатии торцов для образования стыкового соединения и остывания шва (рис.1).

Нагрев свариваемых поверхностей производится плоским металлическим нагретым инструментом с тефлоновым покрытием, который после нагрева удаляется из зоны сварки.

Рис. 1 Сварка труб встык

Однако сварка качественного стыкового соединения требует от оператора аккуратного выполнения целого ряда условий. В итоге процесс сварки встык нагретым инструментом состоит из 5 основных фаз с точно нормированными режимами.

3 Назначение технологии стыковой сварки

Сварка встык – один из трех способов сварки полиэтиленовых (и вообще пластиковых) труб, обеспечивающих прочность сварного соединения не ниже прочности самой трубы. Два других способа – сварка с закладными нагревателями и сварка нагретым инструментом в раструб.

Технология стыковой сварки позволяет соединять трубы из любых термопластов I и II группы – ПЭ, ПП, ПВДФ, ПВХ и пр. Другими словами, из полимеров, которые при нагреве способны перейти в вязко-текучее состояние, а после остывания – снова затвердеть без существенного изменения физико-химических свойств.

Основное достоинство технологии стыковой сварки перед другими видами сварки пластиковых труб – в том, что для прокладки прямых участков трубопроводов не требуются расходы на соединительные детали; свариваются непосредственно отрезки труб.

Недостаток – в том, что, независимо от диаметра свариваемых труб, требуется строгое выполнение многочисленных требований технологии стыковой сварки, а сварка одного стыкового шва занимает сравнительно много времени.

Чем выше диаметр свариваемых труб, тем ощутимее превосходство достоинств технологии стыковой сварки над ее недостатками. Поэтому для диаметров ниже 63 мм сварка встык нагретым инструментом применяется очень редко. Что касается пластиковых труб диаметром выше 110 мм, то это, как правило, трубы из полиэтилена. Поэтому в подавляющем большинстве случаев технология стыковой сварки используется для соединения полиэтиленовых труб.

И наоборот, полиэтиленовые трубы в большинстве случаев соединяются по технологии стыковой сварки. Можно сказать, что «сварка полиэтиленовых труб» и «стыковая сварка труб» – почти синонимы.

Единственное ограничение – сварка стыковых швов не рекомендуется на безнапорных трубопроводах канализации из полимерных труб, т.к. на внутренней поверхности трубопровода в результате сварки стыкового соединения образуется валик оплавленного материала (т.н. грат), который может стать местом скопления твердых частиц и причиной засорения безнапорного трубопровода. Если внутренний грат срезается, то стыковые сварные соединения могут использоваться даже для прокладки канализации. Проблема в том, что на готовом трубопроводе факт удаления внутреннего грата практически невозможно проверить. Вероятно, поэтому основное «узаконенное» применение технологии стыковой сварки – монтаж напорных трубопроводов:

Наружные водопроводы из полиэтиленовых труб

Нормативный документ – СНиП 3.05.04-85*. Материал труб:
- Полиэтилен (ПНД), способы сварки – стыковая или раструбная (п.3.58. СНиП);
- ПВХ, соединение методом склеивания в раструб (п.3.62. СНиП).

В части технологии стыковой сварки полиэтиленовых труб СНиП 3.05.04-85* ссылается на один из первых Российских нормативных документов, в которых эта технология описана – ОСТ 6-19-505-79.

Наружные газопроводы из полиэтиленовых труб

Нормативный документ – СП 62.13330.2011, который является обновленной версией СНиП 42-01-2002. Речь идет только о подземных газопроводах (п.4.11 СП). Материал труб – только ПЭ, способы сварки полиэтиленовых труб – «…встык нагретым инструментом или при помощи деталей с закладными электронагревателями» (п.4.13 СП).

Здесь нет ни собственного описания технологии стыковой сварки, ни ссылки на другой нормативный документ. Зато собственная технология стыковой сварки полиэтиленовых труб описана в Газпромовском СТО 2-2.1-411-2010.

Нефтепроводы из полиэтиленовых и полипропиленовых труб

Монтаж нефтепроводов из пластиковых труб подчиняется ВСН 003-88 Миннефтегазстроя. Материал труб – ПЭ или ПП, способы сварки – нагретым инструментом встык или в раструб (п.7.5.3.1. ВСН).

ВСН 003-88 содержит описание технологии стыковой сварки полиэтиленовых (ПНД) и полипропиленовых труб, сходное с самыми привычными в России технологиями DVS 2207-1 и DVS 2207-11 соответственно.

Технологические трубопроводы

Монтаж технологических трубопроводов из пластиковых труб подчиняется СНиП 3.05.05-84. Трубы из полимерных материалов здесь собирательно называются «пластиковыми». Методы сварки не определены. Однако методы контроля качества сварки пластиковых труб здесь определены, в том числе, для стыковых соединений (п.4.23. СНиП).

4 Нормативная база сварки встык

Как видно из п.3, 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:

– на технологию стыковой сварки ПЭ труб при монтаже водопроводов и газопроводов, на основе перевода международного стандарта ISO 21307; – 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!

Что такое стыковая сварка полиэтиленовых труб

Стыковая сварка полиэтиленовых труб относится к неразъемным способам соединения и производится путем нагрева при помощи специального сварочного оборудования торцов свариваемых частей, трубы и (или) фитинга до вязкотекучего состояния полиэтилена, и последующего их соединения под давлением.

Содержание

Способ стыковой сварки

Сварочный цикл можно разделить на следующие этапы:

Оплавление торцов трубы;
Нагрев;
Удаление нагревателя из зоны сварки;
Сварка;
Охлаждение.

Максимальные допуски по зазорам между свариваемыми поверхностями после торцевания указаны в таблице:

Сварка полиэтиленовых труб

7831 + Оглавление

Применение изделий из полиэтилена имеет широкое распространение. Материал, из которого они изготавливаются, позволяет использовать их для строительства трубопроводов. Для них характерна демократичная цена в сочетании с хорошим качеством и надежностью эксплуатации. Дополнительное преимущество полиэтиленовых материалов в их несложном монтаже. Сварка полиэтиленовых труб отличается рядом достоинств относительно других применяемых материалов.

Процесс сварки ПЭ труб

Общая информация

Изделия из полиэтилена обладают рядом преимуществ. Они не подвержены коррозии, легко свариваются, стойки к действию химических веществ. Для них характерен долгий срок эксплуатации. Благодаря морозостойкости материала сварка полиэтиленовых труб возможна при температуре -70 0 С. Это свойство позволяет использовать их для прокладывания наружных трубопроводов.

Сварка ПЭ труб не всегда возможна при высоких температурах. Материал отличается относительно невысокой термостойкостью. Его можно использовать при температуре сред не больше 45 С. Трубные спецматериалы применяют для производства газопроводов, вентиляционных систем и водопроводов для холодной воды. Термостойкость полиэтилена повышают за счет его сшивания. Процесс позволяет использовать такой полиэтилен при температуре 95 С.

Разновидности трубных материалов из полиэтилена

В зависимости от используемого полиэтилена различают изделия:

из полиэтилена высокого давления;
из полиэтилена низкого давления.

В первом случае трубные материалы, изготовленные из указанного типа полиэтилена, имеют невысокую плотность. По этой причине создание высокого давления в них ведет к уменьшению плотности самого материала.

Сварка ПНД труб сопряжена с риском их разрушения при изгибах. Для них характерна высокая плотность и способность выдерживать давление в 20 атмосфер. Но при этом материал отличается хрупкостью, что необходимо учитывать, когда осуществляется пайка ПНД труб. Материалы на основе ПНД эксплуатируют для создания водопроводов и канализаций.

Сварка труб из полиэтилена низкого давления

В зависимости от способности сдерживать давление различают:

напорные;
безнапорные;
средненапорные.

Напорные применяются при прокладывании напорной канализации и газопроводов. Для них характерен большой размер, поэтому сварка полиэтиленовых труб большого диаметра требует соблюдения особых условий.

Безнапорные используются для строительства безнапорной канализации, в которой не создается сильное давление. Такие материалы тоже отличаются значительными диаметрами. Средненапорные имеют небольшое давление внутри.

По типу соединения выделяют изделия:

разъемного типа;
неразъемные.

Первый тип легко разбирается в процессе использования, а трубные материалы крепятся с помощью фланцев или фитингов, если имеют небольшие диаметры.

Неразъемные являются цельными, и сварка полиэтиленовых труб данного типа осуществляется несколькими способами.

Способы сваривания изделий на основе полиэтилена

Для неразъемных трубных материалов из полиэтилена предусмотрены два основных способа сваривания:

электромуфтовая сварка полиэтиленовых труб;

Электромуфтовая сварка полиэтиленовых труб

стыковое сваривание.

Стыковая сварка полиэтиленовых труб

В других случаях применяется стыковая сварка полиэтиленовых труб. Указанным способом свариваются изделия, имеющие толщину не меньше 5 мм и диаметр не меньше 50 мм. Технологическая карта по сварке полиэтиленовых труб стыковым методом подразумевает использование одной марки полиэтилена. Рекомендуется брать изделия из полиэтилена, выпущенные в рамках одной партии.

«Важно!
Температура сварки полиэтиленовых труб должна быть в пределах от 200 С до 220 С.»

Применяемое оборудование

Сварка полиэтиленовых труб электромуфтами предполагает наличие оборудования:

аппарат для сваривания;
обезжиривающий раствор на основе спирта;
позиционер;
липкая лента;
электромуфты (фитинги);
чистая ткань;
устройство, обрезающее торцы;
линейка с маркером;
устройство, снимающее верхний слой в 0,2 мм.

Стыковая сварка ПЭ труб проводится с применением специального аппарата, который имеет либо гидравлический, либо механический привод. Используется аппарат с установленным программным обеспечением, что упрощает процесс проведения работ.

Аппарат для сварки полиэтиленовых труб

Дополнительно эксплуатируется оборудование в виде:

обезжиривающего раствора;
сухой тряпки;
штангенциркуля.

Подготовительные работы и технология

В обязательном порядке соблюдается техника безопасности при сварке полиэтиленовых труб. Она включает в себя:

очистку аппарата от загрязнений в виде остатков полиэтилена от предыдущей работы;
проверку рабочего состояния узлов агрегата;
проверку изоляции проводов;
проверку наличия топлива в аппарате и его качество;
холостой запуск агрегата с целью проверки его работы;
контроль уровня масла в гидросистеме;
обследование механизма заточки ножей торцевателя;
проверку исправности измерительных устройств аппарата;
проверку соответствия диаметра редукционных вкладышей и зажимов диаметру изделия;
проверку наличия смазки на трущихся деталях.

Предусмотрена для такого процесса как сварка полиэтиленовых труб и инструкция, включающая в себя порядок действий:

подготовка деталей и очистка рабочего места;
установка сварочного режима;
обрезка специальным механизмом концов элементов, которые подлежат свариванию;
удаление окисленного слоя с трубной поверхности;
обезжиривание фитинга с внутренней стороны и торцов с внешней стороны;
маркером и линейкой отмечается на изделии длина, на которую будет надета муфта;
фиксация фасонной детали;
установка изделий в позиционере;
обматывание сварочных мест липкой лентой для защиты от пыли;
установка заглушек на открытые участки изделий;
подсоединение проводов от агрегата к электромуфте, подача напряжения к ней с последующим разогревом фитинга, который сваривает детали.

Подобная сварка полиэтиленовых труб используется при электромуфтовом методе. Сварка полиэтиленовых труб стыковым методом подразумевает другой алгоритм действий:

проверка овальности торцов;
установка изделий в центратор и их очистка;
установка требуемого параметра давления;
торцовка концов изделий и проверка зазора;
обезжиривание торцов;
фиксация нагретой плиты между техизделиями с установкой давления;
прижимание торцов к плите до возникновения грата;
нагревание трубных материалов;
отвод нагревательного элемента, и сплавление труб под действием давления;
извлечение техизделий из центратора и их охлаждение.

Предусматривает указанная сварка полиэтиленовых труб гост, содержащий требования к технологическому процессу. Так, например, температура пайки пнд труб зависит от метода сваривания. Для придания гибкости используется сваривание встык, а при сваривании в труднодоступных местах целесообразно применять электромуфтовую сварку.

Таблица сваривания изделий из полиэтилена

На практике берется во внимание таблица для сварки полиэтиленовых труб. Содержит в себе такой важный показатель как время сварки полиэтиленовых труб таблица:

Стыковая сварка полиэтиленовых труб

5196 + Оглавление

Стыковая сварка полиэтиленовых труб довольно часто используется во время монтажа трубопровода. Популярность данного метода обусловлена дешевизной и быстротой выполнения работ.

Процесс стыковой сварки ПЭ труб

Общие сведения

При использовании данной технологии нагретые трубы соединяются под давлением и надежно фиксируются до тех пор, пока полностью не остынут. Прочность полученного соединения намного выше прочности труб.

Сварка полиэтиленовых труб встык применяется для изделий с диаметром от 50 мм. Именно при таком диаметре толщина их стенок составляет 5-7 мм, что является оптимальным значением для надежного соединения. Для изделий с меньшим диаметром использовать такой метод не стоит.

Таким способом рекомендуется соединять изделия, стенки которых имеют одинаковую толщину. Если у одной из труб она будет толще, то придется снять фаску.

Виды полиэтиленовых труб

Стыковая сварка используется для соединения разных полиэтиленовых труб, которые отличаются между собой своей плотностью. Она обозначается цифрами, стоящими после аббревиатуры:

ПЭ32. Имеют наименьшую плотность и поэтому практически нигде не используются.
ПЭ63. Их часто используют для разводки водоснабжения в частных домах или же в безнапорных системах. Намного реже их применяют во время создания канализационных систем, так как они очень плохо справляются с сильным давлением и быстро ломаются.
ПЭ80. Могут использоваться как внутри, так и снаружи. При наружном использовании их следует утеплять.
ПЭ100. Данные изделия являются наиболее тяжелыми и прочными. Они применяются практически во всех областях. Довольно часто используют в разводке отопления и для доставки газов и жидкостей под сильным давлением.

Преимущества и недостатки

Стыковая сварка полиэтиленовых труб имеет немало преимуществ. Использование данного метода позволяет:

проводить работы без большого количества людей и техники – для этого понадобится несколько человек и специальное оборудование для сварки полиэтиленовых труб встык;
сэкономить время – сварка пэ труб встык выполняется довольно быстро;
сократить затраты на монтаж трубопровода.

Недостатков у такого способа соединения не так уж и много. К ним можно отнести несколько ограничений:

технология сварки полиэтиленовых труб встык требует много рабочего пространства, так как в стесненных условиях выполнять такую работу довольно сложно;
не рекомендуется соединять изделия разной толщины, поэтому придется позаботиться о том, чтобы заготовки были одинаковыми;
трубы нужно соединять так, чтобы одну из них можно было перемещать.

Некоторые из этих ограничений поможет обойти электромуфтовая сварка полиэтиленовых труб.

Особенности рабочего процесса

Для начала нужно узнать точные параметры сварки полиэтиленовых труб встык. С их помощью можно будет правильно настроить сварочное оборудование. Можно посмотреть параметры сварки полиэтиленовых труб встык в таблице.

Читайте также: