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.

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.

* 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.

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.

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).

Полипропиленовые трубы пользуются широким спросом и применяются для монтажа самых разных коммуникаций. Их преимуществом является доступная стоимость, надежность, обеспечивающая длительный срок эксплуатации, и простота выполнения монтажных работ. Именно последнее преимущество и сделало их популярными в бытовом использовании, так как для монтажа трубопровода понадобятся лишь нужный инструмент и материалы. Рассмотрим подробней особенности сварки полипропиленовых труб, требуемые для этого приспособления, и преимущества технического процесса перед прочими способами монтажа.

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.

Процесс торцовки свариваемых элементов (срезание стружки с торцов труб с помощью специального инструмента) выполняется для создания параллельных поверхностей при выполнении сварки. Процедуру необходимо выполнять, пока не будет получена непрерывная стружка шириной в толщину стенки свариваемых элементов.

Диаграмма процедуры сварки труб ПНД встык

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.

Перед проведением сварочных работ потребуется нарезать трубы под нужный размер. Для этого проводятся замеры на месте монтажа, после чего при помощи рулетки отмечается нужная длина. Необходимо учитывать, что при монтаже труба будет входить в фитинг или муфту на определенную длину, поэтому нарезка должна осуществляться с небольшим запасом. После нарезки происходит сборка и пайка, которые заключаются в следующем:

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.

Перед тем, как закрепить свариваемые элементы в центраторе, необходимо очистить их внутренние и наружные поверхности – протереть чистой безворсной тканью. Удалите все загрязнения из зоны сварки. Также очистите поверхности торцевателя и нагревателя. Для обезжиривания поверхности нагревателя используйте соответствующее средство, например, пропитанные спиртом салфетки.
Если монтируются трубы в защитной оболочке, предварительно необходимо снять внешний слой так, чтобы трубу можно было правильно зафиксировать в центраторе (если иное не предусмотрено изготовителем трубы).

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.

Паяльники, используемые для работы, представляют собой нагревательные устройства контактного типа. Они могут быть бытового и профессионального уровня. Разница между ними заключается в количестве настраиваемых опций, качестве материалов, из которых выполнены отдельные компоненты, стоимости.

Технологическая пауза для извлечения нагревателя

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.

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.

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).

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).

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.

Если пайка выполнена правильно, то участки соединения труб прослужат в течении всего времени эксплуатации системы без появления протечек и прочих дефектов. Кроме того, такая схема соединения устойчива к перепадам давления внутри системы и механическим нагрузкам. Однако получить некачественный результат соединения также вполне возможно. Такое бывает, если допустить несколько частых ошибок, свойственных новичкам или низкоквалифицированным монтажникам. К наиболее распространенным ошибкам относят:

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.

Перед началом сварки необходимо определить, какое давление в гидравлической системе сварочного аппарата позволит преодолеть силы трения, действующие на трубы и подвижные элементы центратора. В каждом конкретном случае давление будет разным из-за различной массы труб, сопротивления грунта, углов наклона и т.д. Значение давления, которое отобразится на манометре в момент, когда зажим с подвижным участком трубы начнет перемещаться, нужно будет далее добавлять ко всем табличным значениям давления на последующих этапах процесса сварки.