Заваряване на полиетиленови тръби: сравнение на методите + инструкции за монтаж

Заваръчна машина

Устройството за заваряване на HDPE тръби се състои от няколко елемента. Всеки елемент изпълнява своите функции. Например, централизатор се използва за захващане и центриране на тръби. Снабден е с две или четири скоби. Рендото се използва за обработка на краищата. Огледало за заваряване - загрява тръбите до точката на топене.

В допълнение, устройството е оборудвано с устройство, което ви позволява да създадете необходимата сила за притискане на тръбата към огледалото за заваряване, както и за натискане на две тръбни секции по време на натискане. Блокът за управление на устройството ви позволява да осигурите необходимото напрежение, както и да поддържате параметрите на устройството в определен интервал.

Предимства и недостатъци

Както всяка друга професионална дейност, работата на пластмасов заварчик се характеризира със свои собствени отличителни характеристики.Освен това те са не само положителни, но и отрицателни. Трябва предварително да се запознаете с всички характеристики на професионалната дейност на специалист, за да не съжалявате, че сте избрали кариера в бъдеще.

Предимствата включват:

• високо ниво на търсене (след като сте получили професионално обучение като пластмасов заварчик, няма да останете без работа);
• достойни заплати;
• кратък период на обучение (тъй като заварчиците се обучават не във висши, а в средни професионални училища) и др.

В същото време е невъзможно да не се отбележат съществуващите недостатъци, основният от които е фактът, че ще трябва да работят в неблагоприятни, често опасни условия. Например, вредните изпарения могат да повлияят неблагоприятно на здравето на служителя.

4 Нормативна рамка за челно заваряване

Както се вижда от , доскоро в Русия имаше значително объркване с технология на челно заваряване, тъй като няколко настоящи регулаторни документи дадоха свое собствено тълкуване и затова повечето заварчици предпочетоха да се доверят на тънката немска DVS технология. А изискванията към оборудването за челно заваряване в Русия изобщо не бяха определени от нито един стандарт.

От началото на 2013 г. в Руската федерация влязоха в сила наведнъж два регулаторни документа:

• GOST R 55276 - за технологията на челно заваряване на PE тръби по време на монтаж на водопроводи и газопроводи, въз основа на превода на международния стандарт ISO 21307;
• GOST R ISO 12176-1 - за оборудване за челно заваряване, въз основа на превода на международния стандарт ISO 12176-1.

Приемането на GOST за оборудване със сигурност беше полезно. За съжаление, това не означава, че най-нискокачественото вносно оборудване е било незабавно отстранено.Но във всеки случай няколко руски производители на оборудване сега са принудени да работят върху качеството и потребителят получи намек за оценка на качеството на закупеното оборудване.

GOST за технологията на челно заваряване донесе относителен ред. Във всеки случай това доведе до еднаквост на технологията на челно заваряване на PE тръби на територията на Руската федерация. Но проблемите си останаха.

ВАЖНО! GOST R 55276, заедно с традиционния режим на заваряване с ниско налягане (подобно на DVS 2207-1 и старите руски стандарти), легализира режима на заваряване с високо налягане за полиетиленови тръби, който преди се използваше само в САЩ. Този режим налага повишени изисквания към оборудването, но може значително да намали времето на цикъла на заваряване.

ВАЖНО! GOST R 55276 едва ли е подходящ за директна употреба на строителна площадка, тъй като е фокусиран не върху заварчик, а върху разработчик на технологична схема за заваряване на полиетиленови тръби. ВАЖНО! GOST R 55276 не реши проблема с ограниченията, от които страдаха старите руски стандарти и до ден днешен страдат всички чужди стандарти

Първо, допустимият диапазон на температурата на въздуха е от +5 до +45°C, докато огромна част от територията на Руската федерация е принудена да започне заваряване, когато блатата замръзнат. Второ, максималната дебелина на стената на тръбите е 70 мм, докато дебелината на стената на реално произведените тръби отдавна е надхвърлила 90 мм. И трето, материалът на тръбата е само традиционен полиетилен с ниско налягане (HDPE) с дебит на стопилка най-малко 0,2 g / 10 min (при 190/5), докато нетечащи сортове полиетилен отдавна се използват за производството на тръби с голям диаметър средно налягане с MFI под 0,1 g/10 min (при 190/5).За условия извън доказаните граници на температурата на въздуха и дебелината на стените, някои производители са изчислили технологията за заваряване на полиетиленови тръби чрез екстраполиране на действащите разпоредби, но тази теоретична технология все още не е проверена чрез дългосрочни тестове. За нетечащи видове полиетилен няма технология за заваряване на тръби, дори на теория. В резултат на това около 80% от цялото заваряване се извършва в Русия при условия, които надхвърлят ограниченията на доказаната технология!

ВАЖНО! GOST R 55276 не реши проблема с ограниченията, от които страдаха старите руски стандарти и до ден днешен страдат всички чужди стандарти. Първо, допустимият диапазон на температурата на въздуха е от +5 до +45 ° С, докато огромна част от територията на Руската федерация е принудена да започне заваряване, когато блатата замръзнат

Второ, максималната дебелина на стената на тръбите е 70 мм, докато дебелината на стената на реално произведените тръби отдавна е надхвърлила 90 мм. И трето, материалът на тръбата е само традиционен полиетилен с ниско налягане (HDPE) с дебит на стопилка най-малко 0,2 g / 10 min (при 190/5), докато нетечащи сортове полиетилен отдавна се използват за производството на тръби с голям диаметър средно налягане с MFI под 0,1 g/10 min (при 190/5). За условия извън доказаните граници на температурата на въздуха и дебелината на стените, някои производители са изчислили технологията за заваряване на полиетиленови тръби чрез екстраполиране на действащите разпоредби, но тази теоретична технология все още не е проверена чрез дългосрочни тестове. За нетечащи видове полиетилен няма технология за заваряване на тръби, дори на теория. В резултат на това около 80% от цялото заваряване се извършва в Русия при условия, които надхвърлят ограниченията на доказаната технология!

Предишна

  2  

Следа.

Подготовка за заваряване

Преди да започнете заваряване, трябва предварително да подготвите цялото необходимо оборудване и инструменти. Ще имаш нужда:

• заваряване с кабели и държач;
• маска (най-често забравяна);
• ръкавици или гамаши (платно, брезент, велур);
• метална четка;
• чук за отстраняване на шлаката.

Визуално проверете заваръчните кабели за повреда на изолацията, в противен случай може да възникне късо съединение или има голям риск от токов удар. Изберете най-добрия вариант за вас: заваръчна каска или заваръчен щит с дръжка, тъй като всеки от тях има своите предимства (начинаещите се съветват да използват щит). Ръкавиците никога не трябва да бъдат направени от запалими материали или синтетични материали. При напръскване те моментално се топят (запалват), трудно се отстраняват и могат да залепнат по кожата.

5 Входяща проверка на тръби, фитинги и заваръчни дюзи

SP 40-102-2000, освен проверка на опаковката, маркиране на тръби и фитинги, външен преглед, предписва "измерване и сравняване на външния и вътрешния диаметър и дебелината на стената на тръбите с необходимите." Какви са „необходимите“ размери са посочени по-долу: „резултатите от измерването трябва да съответстват на стойностите, посочени в техническата документация за тръби и фитинги“.

А сега внимание: инцидент! В Русия към днешна дата няма GOST, който точно описва геометрията на полипропиленовите тръби и фитинги, предназначени за заваряване на гнезда.Дори дългоочакваният GOST R 52134-2003 "ТРЪБИ ОТ ТЕРМОПЛАСТИКА И СЪЕДИНИТЕЛНИ ЧАСТИ КЪМ ТЯХ ЗА ВОДОСНАБДЯВАНЕ И ОТОПЛИТЕЛНИ СИСТЕМИ", приет окончателно през пролетта на 2004 г., не взема предвид, че външният диаметър на тръбите за цокъл трябва задължително да бъде по-голям от номиналния диаметър на тръбопровода с много специфично количество.

А геометрията на полипропиленовите фитинги в посочения GOST изобщо не е описана.

Всички руски полипропиленови тръби и фитинги се произвеждат въз основа на технически спецификации, разработването на които самият производител поръчва за оторизирани организации. И така, с какво да сравните размерите на тръбите и фитингите по време на входяща проверка?

Всичко е много просто! Референтен нормативен документ, описващ геометрията на нагрят инструмент (заваръчни дюзи) за заваряване на гнезда - DVS 2208-1 (Германия). Основната идея е, че както дорника, така и втулката на нагретия инструмент в средната си част имат диаметър, съответстващ на номиналния диаметър на заварявания тръбопровод (фиг. 15). И двете работни повърхности на дюзите са конични, конусът е около 0,5º.

Референтен нормативен документ, описващ геометрията на полипропиленови тръби и фитинги за заваряване на муфи - DIN 16962 "Свързване и компоненти за тръбопроводи под налягане от полипропилен". Основната идея е, че пластмасова тръба може да се вкара в ръкава на нагрят инструмент само чрез сила и само когато външната повърхност на тръбата се разтопи (фиг. 16). И така, че дорникът на нагретия инструмент също може да се вкара във фитинга само със сила и само когато вътрешната повърхност на фитинга се разтопи.

Следователно, най-подходящата и най-проста част от входния контрол на полипропиленовите тръби и фитинги е да се провери дали студена тръба не може да бъде въведена в студен фитинг. Освен това трябва да се гарантира, че нито студената арматура, нито студената тръба могат да се комбинират със студената дюза.

Ако това не е така, не е възможно да свържете вашата тръба към вашите фитинги с помощта на технологията за заваряване с гнездо (гнездо).

На практика заваръчните дюзи, дори китайски или турски, рядко имат неправилна геометрия. Всички те се обработват на CNC машини съгласно изискванията на DVS 2208-1. Ако полипропиленовият фитинг (или тръба) се вписва свободно, тогава в 99,99% от случаите причината е дефектен фитинг (или тръба).

При избора на дюзи има смисъл да се обърне внимание преди всичко на качеството на тефлоновото покритие. Антиадхезивните свойства на тефлона могат да бъдат тествани с течаща химикалка.

Ако успеете да оставите капка паста върху тефлона, това е лошо. Капка паста няма да залепне за добро тефлоново покритие, тя ще остане върху дръжката на писалката. А колко издръжливо е покритието - само времето ще покаже.

Друг признак за евтина дюза е, когато работната повърхност не е гладка, а в релефни пръстени. Некачественото струговане ще доведе до бързо износване на тефлона върху повдигнатите ребра.

И по-нататък. Всички прилични дюзи имат проходен въздушен канал в страничната част. Например, полипропиленова тапа просто не може да се постави върху заваръчна дюза, ако няма въздушен канал.

Монтаж на сокет

Трябва да се отбележи, че във вътрешните документи няма да намерите стандарти за запояване на гнезда. Описано е само в европейските стандарти DVS 2207-15.Инструкции стъпка по стъпка как да заварявате HDPE тръби с муфи:

Преди да започнете работа, ще трябва да подготвите комуникацията. За да направите това, външната повърхност се почиства от различни замърсители: прах, мазнини. Това може да стане с влажна кърпа и алкохолен разтвор или специална смес. Продава се във ВиК магазини;
След като кръстовището е подредено. Плътността на закрепване зависи от гладкостта на среза. Трябва да преминете по края на тръбата с шкурка или да я почистите с намачкан вестник
След като съединението на HDPE тръбите е изрязано, за да се образува фаска от 1 mm при 45 градуса, това е много важно за плътно закрепване; Снимка - докинг
След това трябва да инсталирате крановете в съединителя

Разделя се на две половини: първата се поставя върху тръбата (това е дорника), а вторият сегмент се вкарва във втория (това е втулката)
Трябва да се отбележи, че поставянето на съединителя трябва да започне само след нагряване на инструмента; Снимка - връзка

Предварително загрятата дюза се навива върху комуникацията възможно най-бързо, след което вторият изход се вкарва в нея;
Трябва да преместите сегментите много внимателно, но бързо, в противен случай можете да прегреете полиетилена. Ако всичко е направено правилно, тогава изпод съединителя ще започне да излиза течна пластмаса.

След приключване на нагряването и заваряването отстранете съединителя и фиксирайте тръбите върху твърда повърхност.

С фланците се работи още по-лесно. Те представляват резбови връзки за монтаж. Съответно в единия край на комуникацията се изрязва резба, в която се завинтва елементът и върху него вече е поставена тръба. Свързването се нагрява със сешоар или маншон.

Снимка - фланец pnd

Квалификационни изисквания

За да получите позиция като заварчик на пластмаси, трябва да преминете професионално обучение. В същото време можете да научите професия в почти всеки колеж или техническо училище в техническо направление. Срокът на обучение е 3 години

В същото време по време на образователния процес трябва не само да се съсредоточите върху теоретичното обучение, но и да обърнете внимание на придобиването на уменията и способностите, необходими за по-нататъшна работа. И така, работодателят в процеса на търсене на служител взема предвид не само официални признаци (наличието на диплома), но и реални умения

Заварчикът на пластмаси трябва да може:

• да извършва технологичния процес на заваряване;
• за направа на подсилващи ленти;
• извършване на необходимото маркиране на продукта;
• сглобяване на заваръчно оборудване;
• извършване на ремонт (ако е необходимо);
• да умее да прилага на практика различни методи на заваряване;
• извършват сляпо щамповане на продукти и др.

Служителят трябва да знае:

• технологични особености на процеса на заваряване;
• физични и химични свойства на пластмасовите материали;
• дизайн и технически характеристики на използваното заваръчно оборудване;
• предпазни мерки;
• законодателни документи, регламентиращи дейността на пластмасов заварчик и др.

Този списък с изисквания обаче не е окончателен. Може да се променя и допълва в зависимост от конкретното място на работа, както и от желанието на работодателя. Ето защо, за да се откроите сред общата маса кандидати за позицията на пластмасов заварчик и бързо да се придвижите нагоре по кариерната стълбица, трябва постоянно да подобрявате практическите и теоретичните си нива.Така ще останете търсен и подходящ специалист на пазара на труда.

Методи за монтаж на полиетиленови тръби

Има два основни типа тръбни връзки. Това са заварени едноделни и разглобяеми връзки. При избора на един от видовете връзки е необходимо преди всичко да се вземат предвид условията на работа на тръбопровода. Например, при изграждане на магистрала се използва челно заваряване. И при инсталиране на тръбопровод с ниско налягане в него се използват разглобяеми връзки поради по-проста инсталация.

Заваряване полиетиленови тръби от край до край използва се за сигурно свързване на отделни елементи на тръбопровода. В този случай може да се използва по метода на свързване на части от край до край или с помощта на електрически съединител.

Предимства и недостатъци

Несъмненото предимство на заваряването на гнезда на полипропиленови тръби е 100% гаранция за качеството на шева. Всъщност се получава монолитен продукт. Често при умишлено унищожаване се получава счупване навсякъде, но не и на мястото на заваряване.

Няма изисквания за квалификация на заваръчния оператор, всеки може да го направи.

За продукти с диаметър до 40 мм се използва евтино оборудване за ръчно заваряване.

Изисква висока температура на нагряване на свързващите се повърхности (до 260 ⁰С). В същото време има кратко време за нагряване и висока скорост на заваряване.

Невъзможно е да се заваряват тънкостенни продукти поради прекомерно бързо нагряване, което води до такива деформации, че не е възможно да се вкара тръбата в съединителя.

Необходима е значителна сила при подравняване на тръбата и монтажа с нагревателя или един с друг след нагряване.При диаметри по-големи от 50 mm ръчното свързване е практически невъзможно, изисква се използването на механични и други устройства.

Неикономичен при изграждането на главния тръбопровод.

Правила за заваряване на PE тръби

Когато се извършва челно заваряване на PE тръби, има три основни метода:

• на дупето;
• в гнездото;
• през съединителя.

Всеки от методите има свои собствени технологични характеристики, но във всеки случай процесът на заваряване трябва да се извършва в съответствие с редица изисквания:

Първо трябва правилно да закупите полиетиленови тръби. Всички те трябва да принадлежат към една и съща партида и производител. Разликата между качествен и дефектен продукт може да не се забележи, следователно във всеки случай трябва да се даде предпочитание на фабричното производство. Дори милиметрово несъответствие в диаметъра на две съединени тръби може да доведе до дефекти в последващата работа на системата.
Също така, използването на продукти, произведени при идентични условия, определя пълното съответствие на тръбите по отношение на химическия състав и дебелина. Тези индикатори влияят на времето на заваряване или по-скоро на етапа на загряване. Несъответствието на две тръби една с друга може да доведе до факта, че една от тях ще се стопи повече, а втората, напротив, няма да достигне желаните условия.

В този случай челната става няма да е достатъчно здрава.
Колко чист е материалът също е много важно. Всяка технология за заваряване на PE тръби включва работа с идеално чиста повърхност.

Най-малкият пясък, прах, мръсотия и други твърди частици могат да доведат до недостатъчно уплътнена фуга.
Също така е важно да се вземат предвид метеорологичните условия при работа на открито, тъй като високата влажност по време на валежи, прегряването на елементите под откритите слънчеви лъчи и хипотермията при замръзване могат да доведат до влошаване на якостните характеристики на шева.
И накрая, много важен етап от работата е охлаждането на създадения шев. До пълното охлаждане на нагрятия полимер е необходимо продуктите да се фиксират един спрямо друг.

Теоретична основа

Екструзионното заваряване е приложимо само за материали с голям температурен диапазон, при който се поддържа тяхното вискозно течливо състояние, като полиетилен, флуоролон, пластифициран поливинилхлорид, полистирол. Такива материали, които могат да се нагряват над точката на изливане, се наричат ​​термопласти. Температурният диапазон между топене и термично разграждане (разрушаване на материала) за термопластите е 50-180°C градуса.

Силата на връзката, получена по метода на екструдиране, достига 80-100% от изчислената якост на самите части, но силно зависи от температурата на добавката. Материалът за пълнеж се нагрява до температура, надвишаваща точката на изливане (Tm) с 30-60°C градуса. Разходът на топлина на добавката се прави за загуби в околната среда, за топене на съединените ръбове на частите и за поддържане на вискозното състояние на самата маса.

Трябва да се отбележи, че в този случай температурата на нагряване на частите не трябва да надвишава температурата на термичното разрушаване на материала, тъй като това ще доведе до намаляване на здравината на връзката и намаляване.

Диаграмата по-долу показва процеса на промяна на структурата на полимера с повишаване на температурата.

Само съединения, направени от термопласти, изработени от същия материал, трябва да се съединяват. В този случай добавката трябва да бъде направена от същото вещество като повърхностите, които ще се съединяват. В случай, че частите, които ще се заваряват, имат различни граници на провлачване, границата на провлачване на добавката трябва да бъде равна на средната стойност на PT на частите, които ще се съединяват.

PVC и PVDF имат малък диапазон от температури на топене и разрушаване, така че тяхното свързване трябва да се извършва при внимателен температурен контрол. За заваряване на такива материали са необходими екструдери с шнек, който добре смесва вискозната маса, а заваряването трябва да се извършва на една стъпка, без периодични спирания и нагряване на екструдера.

Екструзионното заваряване може да се използва за образуване на непрекъснати удължени шевове върху подсилени материали и филми. С тази връзка екструзионната маса влиза в съединението на филмите, които се изтеглят през валцовите ролки. След това шевът, който трябва да се съединява, се прекарва през притискащи ролки, за да се образува заваръчния шев.

За да се сведат до минимум загубите на топлина, заваряването чрез екструдиране трябва да се извършва с възможно най-голям диаметър на пълнежния прът и висока скорост на подаване на пълнителя.

Моля, имайте предвид, че заваряването с екструдер е забранено за използване на тръбопроводи под налягане.

В Русия правилата за екструзионно заваряване се регулират от стандарта GOST 16310-80, този стандарт регулира видовете съединения, работния температурен диапазон, дебелините на детайлите, размерите на ръбовете и други технически параметри.

В световната практика е широко разпространено използването на немския стандарт DVS 2207-4, който по-широко регулира екструзионното заваряване.

Примери за технически параметри на заваряване са дадени в таблицата.

Инструкции: как да заварявате пластмасови тръби

На практика е необходимо да се научите да заварявате пластмасови тръбопроводи в гнездото. Тръбни заготовки и компоненти за системи винаги се купуват с марж. За придобиване на умения за работа с оборудване, пластмасовите елементи се нарязват на малки парчета. Технологичният процес се състои от няколко етапа, всеки от които се разглежда отделно.

Подготовка на тръби за заваряване

Нарежете пластмасата на фрагменти в съответствие със схемата на свързване. Ръбовете са направени под прав ъгъл. Първо правят маркировки, после се блъскат в пластмаса. Едва след това, с рязко усилие, детайлът се изрязва напълно. Елементите са разположени върху чиста, равна повърхност в удобен за заваряване ред. Наблизо се поставят необходимите свързващи елементи: фитинги, завои, тройници, съединители.

Всяка фуга се почиства преди заваряване, за да не останат неравности, обезмасляват се. Тръбите със слой от фолио трябва да бъдат сгънати - металният слой е напълно отрязан на кръстовището.

Настройка на заваръчната машина

Прикрепете дюзи с необходимия диаметър към поялника. Инструментът за заваряване е здраво поставен върху равна повърхност, така че да не се клати. Регулаторът за отопление се премества в желаната позиция. За заваряване на пластмасови тръби поялникът се нагрява от +255 до 280 ° C, независимо от дебелината на тръбопроводите. Променя се само времето за нагряване на частите по време на заваряване, интервалът на задържане на съединението до втвърдяване.

Към заваръчната машина са включени дюзи за тръби с различни диаметри

Нагревателни части

При заваряване и двата елемента се нагряват едновременно: тръбни заготовки отвън (те се вкарват в нагревателния елемент), фитинги отвътре (те се поставят върху нагревателя). Частите се придвижват с умерено усилие до спиране - железните подложки. От момента на контакт времето за нагряване се отчита, интервалът зависи от диаметъра на тръбната заготовка:

Време за задържане на ставата от 4 до 8 секунди. Данните, дадени в специалните таблици за заваряване на пропилен са ориентировъчни. Преди да монтирате тръбопровода, времето за нагряване и задържане се задава експериментално. Пластмасата не трябва да се нагрява до цялата дълбочина на стената, за да няма вътрешно увисване. Експерименталните заготовки се правят малки, така че да се вижда вътрешната повърхност на гнездото.

Свързване на части

Полимерната тръба и фитингът, нагрят на дюзите, трябва да бъдат свързани бързо, с усилие, като се избягват изкривявания. Направете това с едно движение, без да се обръщате. Заготовките за заваряване с диаметър над 50 mm (за дренажна система) се свързват с помощта на центриращ инструмент; висококачествени връзки не могат да бъдат получени ръчно. Заготовките се държат в ръцете, докато пластмасата се втвърди. След това образуваният възел се оставя да изстине напълно за 3-10 минути, в зависимост от дебелината на детайлите.

Частите, нагрявани на дюзи, трябва да се свързват бързо, с усилие, като се избягват изкривявания

Почисти

С пила външните потоци на полимера се отстраняват внимателно. Те не трябва да са големи при правилно нагряване и компресия. Не трябва да има вътрешно увисване по шевовете, това е брак. След като инсталирате водопровода, трябва да се уверите, че шевовете са надеждни. Водата се подава към системата не по-рано от един час експозиция.Ако се открие теч, съединението се изрязва и на негово място се прави нова фланцова връзка.