Сварка полипропиленовых труб своими руками: правила пайки для начинающих

Оборудование для диффузной раструбной сварки полипропиленовых труб

При нагреве ППР-труб и фитингов на раструбах сварочного аппарата происходит локальная деполимеризация полипропилена, а при тугом совмещении поверхностей свариваемых труб и их остывании происходит взаимная диффузия материала и реполимеризация. Таким образом, при соблюдении всех тонкостей сварочной технологии свариваемые поверхности труб и фитингов становятся одним целым.

Трубы и фитинги после хранения в холодных условиях следует подержать в теплом помещении минимум 3 часа. Полипропилен обладает очень низкой теплопроводностью. Даже теплая на ощупь труба остается промерзшей внутри. Следствием неоднородности температуры в верхних и нижних слоях становится некачественный шов, способный разойтись под действием гидравлического удара. Так происходит, потому что паяльник хуже разогреет материал, и пластичный слой получится тоньше обычного. Перед контактной сваркой полипропиленовыхтруб, армированных алюминием, необходимо произвести зачистку алюминия на свариваемых участках труб, а также на глубину посадки в фитинг. Удаление алюминия производится специальными зачистками, которые представлены в ассортименте Московского завода FDplast. Для работы рекомендуется вооружиться специальным зачистным устройством. Трубы, армированные стекловолокном, зачистке не подвергаются.

Процесс сварки пластиковых труб нагретым инструментом заключается в следующем: при помощи специального сварочного оборудования необходимо разогреть концы свариваемых элементов до температуры плавления материала, затем соединить трубы под давлением и охладить, пока сварной шов не достигнет достаточной прочности.

Давление прижима не должно существенно превышать давления перемещения – необходимо только создать достаточное усилие для врезания ножей в трубы. Дальнейшее увеличение давления не ускоряет процесс, но при этом ведет к быстрому износу оборудования. Выполняйте торцовку труб непосредственно перед сваркой, после чего не трогайте их руками.

После удаления нагревателя и сведения труб выполняется осадка стыка под постепенно увеличивающимся до заданного значения давлением. Во время осадки свариваемый материал перемешивается и образуются молекулярные связи, обеспечивающие прочность готового сварного соединения.

Для получения надежного соединения нельзя допускать перегрева или недогрева соединяемых деталей. Плохой прогрев отрицательно сказывается на качестве шва, что может проявиться уже при первом пуске системы отопления или водоснабжения. При проведенной сварке с нарушениями под давлением труба может выскакивать из фитинга. Перегрев материала приводит к заужению трубы, уменьшению ее диаметра, материал становится менее пластичным, почти стеклянным. В случае возникновения гидроударов и динамических нагрузок шов быстро разрушится.

Подготовительные операции

В реальных условиях на время нагрева влияет комплекс факторов. Например, качество продукции из полипропилена, состояние и температура соединяемых элементов, степень износа насадок и паяльника. Поэтому на практике продолжительность нагрева может отличаться от рекомендуемой и устанавливается опытным путем.

* Табличные значения давления в гидросистеме сварочного аппарата приводятся производителем аппарата. Для каждой модели оборудования они будут отличаться, т.к. разные аппараты при одном и том же значении давления на манометре будут создавать разное усилие прижима.

Главным плюсом данной технологии по сравнению с другими вариантами сварки ПЭ труб является отсутствие затрат на дополнительные соединительные детали (фитинги) – свариваются сами торцы труб. При этом прочность сварного шва не уступает прочности трубы. И чем больше диаметр монтируемого трубопровода, тем более ощутимой становится экономия на каждом сварном соединении.

Для монтажа систем отопления и водоснабжения Московский завод FDplast рекомендует использовать полипропиленовые трубы и фитинги одного производителя. Сварка труб и фитингов разных производителей может привести к усложнению процесса сварки или к некачественному его результату. Может отличаться температура плавления, и для получения однородного стыка потребуется корректировать время прогрева для каждого элемента, что неудобно и усложняет процесс. Все комплектующие тщательно просматриваются и сортируются. Фитинги, которые свободно надеваются на холодный дорн насадки или болтаются, отбраковываются. На выступающую насадку примеряются также и отрезки труб, которые предстоит использовать. Оптимально, чтобы посадка на гильзу была слегка плотной. Свариваемые поверхности предварительно очищаются от пыли и обезжириваются. Попадание в стык мельчайших частиц песка или иного сора способно вызвать протечки системы.

Также дорогие ППР-трубы имеют армирование из стекловолокна, которое не способствует расслаиванию стенок труб при дефектах сварки, как в трубах с армированием металлической фольгой. Более дорогие ППР-трубы легко отличить по меньшей толщине стенок труб и лучшей эластичности, особенно при охлаждении. Такие трубы лучше противостоят случайному замерзанию в них воды ― растягиваясь без нарушения целостности.

Для эксплуатации в простых системах водоснабжения в городских условиях можно выбирать ППР-трубы любых производителей. Для холодного водоснабжения используются неармированные трубы, а для горячего водоснабжения ― армированные стекловолокном или фольгой трубы (при нагреве на 10 °C армированные полипропиленовые трубы удлиняются всего на 0,3 мм на каждый погонный метр, а неармированные трубы удлиняются на 1,5 мм).

Аппарат для сварки полипропиленовых труб, или паяльник, оснащается одной или комплектом насадок нужного диаметра, соответствующего диаметрам стыкуемых труб. Они крепятся на нагревательной пластине с помощью специальных ключей. Затем паяльник помещается на подставку. С помощью температурного реле задается степень нагрева. Чаще всего это +260°С (температура сварки PPRC труб и фитингов). Прибор включается в сеть. В зависимости от температуры окружающей среды нагрев парных насадок длится 5-7 минут. Процесс нагрева закончен, когда гаснет или загорается (в зависимости от типа сварочного оборудования) лампочка контроля температуры. Первую сварку рекомендуется производить через 5 минут после нагрева сварочного аппарата. При недостаточной температуре нагрева полипропилен может налипать на насадку, либо соединение получится некачественным. При сварке аппаратом FD терморегуляция осуществляется автоматически.

После окончания времени прогрева торцов труб следует отвести свариваемые элементы от нагревателя, снять нагреватель и максимально быстро свести трубы обратно. Время технологической паузы не должно превышать табличного значения: если оно будет больше, то на концах труб образуется слой охлажденного материала, что негативно скажется на прочности готового соединения.

Преимущества сварки ПНД встык по сравнению с другими способами

Для проведения работ необходим электросварочный аппарат, предназначенный для полифузионной сварки с набором парных насадок, ножницы для резки PPR-труб или резак, средство для обезжиривания труб, зачистное устройство в случае сваривания труб, армированных алюминием. Московский завод FDplast предлагает сварочные аппараты для сварки труб от 20 до 200 диаметра, мощностью от 1200 до 2500 Вт.

Если сварка выполняется при низких температурах (особенно ниже 0°C), охлаждение поверхностей происходит быстрее, чем в нормальных условиях. Это сокращает допустимое время технологической паузы: увеличивающийся слой охлажденного материала на торцах может сделать качество шва неудовлетворительным. К этому эффекту также может привести отсутствие укрытия зоны сварки от ветра. Другим фактором, который может отрицательно повлиять на качество сварки, является влага, которая также ускоряет охлаждение поверхностей труб. Кроме того, при значительной влажности частицы пара могут попасть внутрь соединения и создать пустые пузырьки, влияющие на прочность шва. Таким образом, необходимо защищать зону сварки от неблагоприятных погодных условий (например, с помощью защитной палатки с установленным внутри обогревателем).

При этом некоторая часть материала будет выдавлена наружу и внутрь в виде валиков (грата). После формирования грата высотой, соответствующей табличному значению, давление должно быть уменьшено до давления прогрева. При этом важно, чтобы контакт между нагретым инструментом и торцами труб не прерывался.
Температура поверхности нагревателя должна выбираться в соответствии с материалом свариваемых труб.

Еще одним принципиальным преимуществом сварки встык является возможность использования данного метода при прокладке трубопроводов с помощью горизонтально-направленного бурения, а также при восстановлении старых трубопроводов методом протяжки внутри пластиковых труб: при стыковой сварке, в отличие от муфтовой, наружный диаметр трубопровода не увеличивается.

Второй этап. Труба и фитинг помещаются на соответствующие насадки. Трубы вставить в насадку до отметки, обозначающей глубину сварки. Насаживаться на дорн детали должны с незначительным усилием. Для труб большого диаметра плотность контакта и усилие должны быть больше. Стоит внимательно следить за глубиной погружения и нанесенными на трубу метками. Отсчет времени нагрева начинается с момента их полной посадки на паяльник. Во время сварки необходимо исключить вращение трубы и фитинга. Технологическое время сварки для каждого диаметра трубы приводится в техническом паспорте сварочного аппарата для полипропиленовых труб.

Время t, сек:
tw – подготовка (крепление заготовок, определение давления перемещения и т.д.);
tf – торцовка;
t1 – выравнивание (длится, пока не образуется валик, высотой соответствующий табличному значению);
t2 – прогрев;
t3 – технологическая пауза (для снятия нагретого инструмента с центратора);
t4 – подъем давления;
t5 – охлаждение под давлением РО.

Чтобы процесс прогрева торцов труб прошел правильно, поверхности нагревателя и свариваемых элементов должны идеально прилегать друг другу. Даже после правильно выполненной торцовки на трубах остаются некоторые неровности, также они присутствуют и на поверхности нагревателя.

Российский ГОСТ Р 55276 (в основе – европейский стандарт ISO 21307) допускает выбор из трех вариантов процедур сварки встык: сварку при при единственном низком давлении, сварку при двойном низком давлении и сварку при единственном высоком давлении. Однако на сегодняшний день (2020 г.) наиболее употребимым на практике вариантом остается процедура сварки при единственном низком давлении (близкая к традиционно использовавшимся немецким нормам DVS 2207-1).