Экструдер для сварки полиэтиленовых труб

Обновлено: 21.09.2024

Посредством экструзионной сварки формируются прочные, неразъемные соединения на основе пластика. Процедура проводится в рамках монтажных и сборочных работ, обеспечивает решение многих задач:

производство полиэтиленовых емкостей для хранения жидкостей;
прокладка безнапорных трубопроводов из ПНД;
выпуск пластмассовых корпусов и композитных деталей для различных приборов.

Экструзионная сварка полиэтилена целесообразна при соединении компонентов толщиной более 6 мм. В противном случае вероятна деформация изделий, появление прожогов и отслоений.

Оборудование

Для экструзионной сварки пластмассы используются профильные аппараты, именуемые экструдерами. Они предназначены для ручного формирования шва, ориентированы на уличную и внутрицеховую эксплуатацию.

В состав экструзионного блока для сварки труб входят следующие компоненты:

Нагревательный элемент . Модуль сварочного аппарата, нагревающий присадку и воздухоподающий блок.
Шнек . Вращающийся элемент, выдавливающий расплавленную присадку через сопло. Вместо шнека может быть использован плунжер.
Элементы управления . Клавиши, позволяющие контролировать процесс экструзионной сварки.
Воздухоподающий блок . Часть экструдера, подающая раскаленный воздух в область сварного шва. Это обеспечивает термическую обработку поверхности, гарантирует интеграцию экструзионного материала.
Накопитель . Узел для хранения экструзионной проволоки или гранул. В первом случае используется держатель для катушки, во втором — небольшой бункер.
Башмак . Вспомогательный элемент, упрощающий сварку экструдером. Башмак находится на конце аппарата. Он придавливает подаваемую присадку, не позволяя ей покидать зону сварки. Элемент выполнен из тугоплавкого полимера, устойчив к температурному и абразивному воздействию.

Башмак является съемной деталью экструдера, повторяет геометрию сварного шва, подбирается с учетом проводимых работ. Для сварки труб используются одни насадки, для изготовления резервуаров — другие, для производства корпусов — третьи.

Грамотный подбор башмака упрощает сварку экструдером, позволяет получить герметичное и долговечное соединение.

Производители предлагают оборудование для экструзионной сварки с левым и правым расположением сопла. Это упрощает подготовку к процессу и проведение работ.

Цена экструзионного модуля для сварки труб стартует от 30 000 рублей (МСК). За пределами Москвы стоимость оборудования для экструзионной сварки может существенно возрасти.

Выбирая экструдер, важно помнить о совместимости присадок. Отечественные приборы работают с продукцией российского и западного производства, зарубежные — только с проволокой и гранулами, одобренными фирмой-производителем. Попытка использования местных материалов в импортном экструдере увеличивает вероятность поломки дорогостоящего оборудования.

Теория

Применение экструзионной сварки целесообразно при работе с термопластами, сохраняющими вязко-текучее состояние в широком диапазоне температур: полипропилены, фторолоны, пластифицированный пластик.

Прочность сварного соединения, полученного посредством экструзии, достигает 70–100 % от прочности основания, что является прекрасным результатом для неразъемного узла.

При сварке экструдером материал нагревается на 30–60 градусов выше температуры текучести. Температурный режим выбирается с учетом внешних факторов и параметров экструзионной присадки. Уровень нагрева при сварке не должен превышать температуру деструкции материала, в противном случае произойдет охрупчивание околошовной зоны, и соединение утратит прочность.

При экструзионной сварке стоит учесть три правила.

Работа с компонентами из одинакового материала . При сварке полимерных изделий и труб недопустимо соединение деталей из разных видов пластика. Задействуемая присадка должна быть из того же сырья, что и элементы, которые нужно сваривать.
Особый контроль температуры при работе с ПВХ и ПВДФ . Экструзионная сварка поливинилхлорида и поливинилиденфторида выполняется с особой осторожностью. Материалы имеют малый температурный зазор между плавлением и разрушением. Формируя ответственные соединения (прокладка труб, подключение емкостей), рекомендуется использовать экструдеры шнекового типа. Они тщательно перемешивают присадку, позволяют создавать длинные швы непрерывным способом.
Минимизация тепловых потерь . Уменьшить рассеивание тепла позволяет сварка предельно толстым прутком с максимальной скоростью подачи. Такой подход требует определенной сноровки от мастера.

Сварка армированных материалов и пленок выполняется непрерывными швами. Соединение протягивается через прокатные и прижимные валки. В результате формируется ровный шов в одной плоскости с поверхностью.

Сварка экструзионным способом запрещена для труб, работающих под давлением.

Процесс соединения посредством экструдера регламентирован ГОСТ 16310-80, где прописана технология работы с трубопроводами и листами, отражены требования к качеству соединений.

К международным стандартам, регламентирующим использование экструдера, относится DVS 2207-4.

Нормативами определены параметры проведения сварочных работ для каждого материала.

ПНД . Диапазон нагрева присадки — от 210 до 230 градусов. Температура подаваемого воздуха — от 210 до 300 градусов при скорости потока от 300 литров в минуту.
ПП . Присадка нагревается до 240 градусов, воздух — от 210 до 300. Скорость потока — 300 литров в минуту.
ПВХ . Прогрев присадки осуществляется в узком диапазоне — от 170 до 180 градусов. Подаваемый воздух имеет температуру 280–340 градусов при скорости 300 литров в минуту.
ПВДФ . Для разогрева присадки требуется 350–400 градусов, воздух прогревается до 280–350 градусов. Скорость потока — 300 литров в минуту.

Соблюдение представленных рекомендаций при сварке посредством экструдера обеспечит получение надежных и долговечных соединений.

Виды сварных швов по ГОСТу

Нормативы, регламентирующие сварку полимеров экструдером, предлагают использовать 10 разновидностей швов. Наибольшее распространение получили 5 из них.

V-шов . V-образное соединение, удерживающее две детали в одной плоскости. Перед проведением работ у элементов скашиваются углы, что позволяет создать глубокую сварочную ванну. Угол скоса должен превышать 45 градусов. В нижней части соединения присутствует прямой торец толщиной не более 1 мм. Рекомендуемый зазор между свариваемыми деталями — 2 мм.
Х-шов . Аналог V-шва. Основное отличие — формирование V-образных соединений с обеих сторон листа. В результате образуется спаренная сварочная ванна, напоминающая букву Х. Скосы, создаваемые на торцах заготовок, имеют угол 30–60 градусов. Стыковка корневого сегмента выполняется без зазора.
К-шов . Соединение компонентов, расположенных под прямым углом, идет посредством наплавления катета. Мастеру не нужно подготавливать углубления или снимать фаски. Для качественной сварки посредством экструдера достаточно обеспечить плотное прилегание поверхностей.
HV-шов . V-шов для перпендикулярно расположенных компонентов. Фаска снимается с детали, находящейся в вертикальном положении. Угол скоса составляет 60 градусов. Между элементами должен оставаться зазор не менее 2 мм.
Двойной HV-шов . Вариация HV-шва. С вертикально устанавливаемого компонента фаска снимается с двух сторон, наличие зазора между деталями не обязательно.

Выполняя сварку при помощи экструдера, важно неукоснительно соблюдать требования нормативов. Это поможет избежать явных и скрытых дефектов.

Процесс соединения деталей

Соединение полимерных компонентов экструзионным способом выполняется в несколько этапов.

Подготовка экструдера . Предварительный прогрев с целью удаления остатков присадки. Качество очистки проверяется визуально.
Работа с поверхностью . Соединяемые элементы очищаются от химических, минеральных и биологических загрязнений. Их торцам придается необходимая форма. При обработке деталей может использоваться ветошь, растворитель, наждачная бумага. Допускается применение средств машинной обработки.
Предварительный прогрев . Поверхности прогреваются горячим воздухом из экструдера. Это гарантирует качественный контакт с присадочным материалом.
Подача присадки . В экструдер поступает присадка. Она может быть представлена проволокой или специальными гранулами.
Плавление и выход присадки . После сплавления и смешивания в экструдере материал подается в сварочный шов. Исключить сползание расплавленного полимера позволяет башмак.
Сварка поверхностей . Башмак создает давление, необходимое для смешивания присадки и основного материала с последующим получением неразъемного соединения. Сила воздействия зависит от сырья, из которого выполнены детали.

Сформированный шов остывает в естественных условиях. Впоследствии он проверяется сотрудниками ОТК на предмет герметичности, прочности и однородности. Выявленные дефекты устраняются по месту. К работе с экструдером допускаются компетентные специалисты, прошедшие аттестацию.

Обратившись в «Экомонтаж», вы сможете приобрести качественные трубы, а также заказать услуги по экструзионной сварке. Компания предлагает решения для коммунальных и промышленных объектов, реализует продукцию для различных работ.

Высокое качество изделий . В продаже только сертифицированные материалы. Товар сопровождается полным набором документов, соответствует экологическим и промышленным нормативам. Предлагаемые трубы удобны в монтаже, не оказывают воздействия на транспортируемую среду, обладают длительным сроком службы.
Многообразие услуг . Можно заказать монтаж инженерных систем, сварку ПНД-труб газопроводов, пайку полипропиленовых труб, производство изделий из полиэтилена, ремонт систем отопления, обслуживание и ремонт сварочного оборудования.
Профессиональный подход . Штатные сотрудники обладают необходимыми навыками и квалификацией. Решают типовые и нестандартные задачи, учитывают особенности объекта, требования отраслевых нормативов, предпочтения клиента.
Прозрачные расценки . Стоимость услуг не обременена сторонними сборами и комиссиями. Она соответствует прайсу, оговаривается до проведения монтажных и ремонтных мероприятий.
Индивидуальный подход . Заказы прорабатываются с должной тщательностью. Это исключает ошибки и неточности, гарантирует своевременное выполнение работ.

Уточнить параметры сотрудничества помогут консультанты предприятия. Специалисты ответят на вопросы и примут заявку.

1 Принцип сварки и устройство оборудования

Экструзионная сварка применяется для сварки листов, профилей и пленок из пластмасс - полиэтилена, полипропилена, реже ПВХ или ПВДФ, еще реже из других термопластов. Для монтажа напорных трубопроводов из термопластов экструзионная сварка неприменима по одной причине – при стыковом расположении свариваемых изделий (труб, листов или пр.) прочность сварного экструзионного соединения не превышает 80% от прочности исходных изделий.

1.2 Общие требования

Так же как и для любой другой технологии сварки пластмасс, для сварки экструдером действуют общие требования:

- Сваривать следует только изделия из одинаковых термопластов. Важнейшими показателями «одинаковости» являются химический состав, плотность и показатель текучести расплава. При сварке экструдером те же требования предъявляются к присадочному материалу.

Замечание: Если показатель текучести расплава (ПТР) свариваемых деталей отличаются, то присадочный материал следует по возможности выбирать таким образом, чтобы его ПТР был средним между ПТР свариваемых деталей.

- Свариваемые поверхности должны быть чистыми. При экструзионной сварке это требование настолько жесткое, что свариваемые поверхности должны быть механически очищены даже от тончайшего слоя окислившегося материала не более чем за 20 мин до начала сварки. Это связано с тем, что технология экструзионной сварки создает сравнительно небольшое течение и перемешивание материала в зоне сварки.

1.3 Главная идея

Технология сварки экструдером была изначально разработана для сварки сравнительно толстостенных деталей. По сравнению с технологией сварки горячим воздухом с применением присадочного материала (прутка), сварка экструдером обеспечивает следующие преимущества:

Позволяет сварить толстостенные детали за один проход;
Увеличивает скорость сварки;
Уменьшает влияние человеческого фактора на качество сварного шва.

В принципе, экструзионная сварка двух деталей заключается в следующем:

- Свариваемые поверхности – специально подготовленная сварочная канавка (рис.1) или угол между листами (рис.2) или поверхность пленки, уложенной внахлест (рис.3). Свариваемые поверхности предварительно нагреваются до температуры пластификации горячим воздухом, выходящим из сопла предварительного нагрева сварочного экструдера. В случае стационарных цеховых сварочных экструдеров поверхности могут нагреваться тепловым излучением.

- Одновременно с этим присадочный материал в форме прутка или гранул подается в экструдер, нагревается до вязко-текучего состояния и перемешивается шнеком экструдера до достижения гомогенной (однородной) массы.

- Вязко-текучий присадочный материал выдавливается из сварочного экструдера и подается в зону сварки через т.н. сварочный башмак.

- Давление, необходимое для экструзионной сварки, прикладывается через присадочный материал – сварочным башмаком. В случае стационарных цеховых сварочных экструдеров сварочное давление на присадочный материал может сообщаться отдельными приспособлениями.


Рис. 1 Шов V-типа	Рис. 2 Шов K-типа	Рис. 3 Шов F-типа

1.5 Схема работы сварочного экструдера

Поскольку зона сварки обязательно должна быть нагрета перед впрыскиванием присадочного материала, сварочный экструдер снабжен нагревателем воздуха. Горячий воздух подается в зону сварки через т.н. «сопло предварительного нагрева» и нагревает свариваемые поверхности до вязко-текучего состояния. Температура горячего воздуха регулируется специальным контроллером.

Нагреватель воздуха может быть в форме термофена, т.е. иметь встроенный нагнетатель воздуха. Как вариант, экструдер может быть рассчитан на внешнюю подачу воздуха – от компрессора или пневмосети предприятия.

Если речь идет о сварочном экструдере шнекового типа (Рис.4), то присадочный материал в форме сварочного прутка или гранул подается в шнековую (экструзионную) камеру.

Вращение шнека обеспечивается электроприводом, в качестве которого часто используют обычную ручную дрель. С учетом того, что нормальная продолжительность работы экструдера больше, чем у дрели, на качественных экструдерах используются модифицированные электромоторы, рассчитанные на продолжительный режим работы и имеющие больший ресурс.

Проходя через экструдер, присадочный материал постепенно нагревается и перемешивается до состояния однородной массы. Нагрев материала обеспечивается электронагревателями, расположенными вокруг экструзионной камеры. Температура электронагревателей регулируется специальным контроллером.

Как вариант, в более простых и дешевых моделях экструдеров нагрев экструзионой камеры может производиться горячим воздухом, который проходит через полость вокруг экструзионной камеры и только после этого подается в зону сварки. В этом случае температура нагрева присадочного материала «привязана» к температуре горячего воздуха.

Расплавленный присадочный материал подается в зону сварки через т.н. сварочный башмак.


Рис. 4 Схема работы сварочного экструдера шнекового типа	Рис. 5 Схема работы сварочного экструдера плунжерного типа

В сварочных экструдерах плунжерного типа (рис.5) используется упрощенная схема продвижения присадочного материала через зону нагрева.

Материал в виде сварочного прутка подается на профильные вальцы, которые с усилием вводят его в цилиндрическое отверстие зоны нагрева. Электронагреватели, расположенные вокруг зоны нагрева, постепенно нагревают пруток до вязко-текучего состояния. Таким образом, задняя твердая часть прутка служит поршнем для передней пластифицированной части.

Сварочные экструдеры плунжерного типа отличаются меньшей производительностью. Компактность и небольшой вес позволяют использовать такой экструдер в труднодоступных местах. К недостаткам плунжерных экструдеров следует отнести их высокую требовательность к диаметру и идеально круглой форме сварочного прутка. А подача присадочного материала в форме гранул здесь вообще невозможна.

Нагретый присадочный материал из сварочного экструдера плунжерного типа, так же как и из шнекового экструдера, подается в зону сварки через сварочный башмак.

Форма рабочей поверхности сварочного башмака соответствует форме свариваемых поверхностей. В передней части башмака имеется специальный «нос», ограничивающий выдавливание присадочного материала вперед по направлению сварки.

Давление присадочного материала на «нос» сварочного башмака обеспечивает движение сварочного экструдера в направлении прокладки сварного шва. Скорость движения сварочного экструдера, таким образом, определяется производительностью экструдера и площадью сечения сварного шва.

1.6 Свариваемые материалы

Экструзионной сваркой наиболее часто свариваются изделия из ПНД, ПП или др. термопластов 1-й группы, у которых разница между температурой вязко-текучего состояния и температурой начала термодеструкции составляет более 50ºС. Это означает, что даже значительный перегрев материала (на 30-40ºС) не может серьезно повредить материал.

Термопласты 2-й группы, как ПВДФ и особенно ПВХ, отличаются неприятной особенностью – температура термодеструкции материала не намного превышает температуру пластификации. Поэтому при сварке ПВДФ особые требования предъявляются к точности работы системы нагрева материала (экструзионной камеры). А для сварки ПВХ, кроме того, используется сварочный экструдер со шнеком специальной формы, который более тщательно перемешивает материал в процессе его расплавления, не допуская локального перегрева.

Температурная неустойчивость термопластов 2-й группы, кроме того, накладывает дополнительные ограничения на технологию экструзионной сварки – в частности, экструдер не должен выключаться и вновь включаться в процессе сварки, не должен надолго оставляться в режиме ожидания и т.п.

Другая неприятность, связанная с ПВХ – это его абразивность и высокая химическая активность при нагреве. Это предъявляет особые требования к стойкости материалов экструзионной камеры и шнека.

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!

Виды сварки полиэтиленовых труб

Полиэтиленовые трубы имеют низкую стоимость, долговечны, применяются как в быту, так и в производственной сфере. Заслуженно занимают лидирующее место в организации газопроводов и водопроводных систем, благодаря универсальности и надежности материала, из которого изготовлены. Главное их достоинство - быстрый и лёгкий монтаж. Сварка полиэтиленовых труб является самым надёжным методом крепления при формировании трубопроводных сооружений.

Типы сварки ПЭ труб, условия применения

Трубы из полиэтилена соединяют в конструкцию разными способами сварки, каждый из способов применяется в соответствие с определёнными условиями.

Основные виды сварных соединений:

Враструб. Сварная стыковка с применением фитингов и муфт предназначена для водопроводных конструкций внутри дома. . Такого рода сварка применяется на внешних участках. Позволяет укладывать коммуникации как в грунт (траншейным способом), так и на поверхности.

Муфтовая сварка

Сварка труб из полиэтилена способом в муфту применяется, если работа по стыковке труб проводится в условиях узкого пространства и невозможности свободного передвижения. Такой метод подходит для спайки труб со стенками неодинаковой толщины и разными по диаметру. Рекомендуется для монтажа канализационных систем, так как спайки, сделанные этим способом, выдерживают нагрузку давления в 16 атм.

Техника выполнения муфтовой сварки:

Первым делом тщательная подготовка нужных для сваривания труб. Салфетками, пропитанными спиртом очищают их от загрязнений. Также обрабатывают внутренние поверхности электромуфт.
Концы труб перед сваркой ровно обрезают с целью уплотнения соединений и проводят механическую зачистку промышленной окиси меди.
Одевая, на стыки электромуфты, трубы укладывают в позиционер. Противолежащие от места спайки концы труб во время сварки закрывают, для сохранения тепла.
Подключив, к электромуфтам электричество, проводят соединение плавлением ПЭ-трубы.

Важно сохранять неподвижность спаянных ПНД труб до полного остывания, чтобы не допустить деформацию сварных швов.

Сварка враструб

Сварка враструб с применением муфт и фитингов рекомендуется для ПНД имеющими диаметр не больше 63 мм, для сваривания допустимо применение бытового паяльника. Трубы ПЭ больших диаметров сваривают промышленным аппаратом. Так же понадобятся рулетка и труборез.

Техника выполнения сварки враструб:

Закрепив, аппарат для сварки на платформу, на нагреватель укрепляют насадки соответствующего размера. Выставляют температурный режим.
Надевают на насадки готовые к свариванию элементы и прогревают на протяжении 5-7 секунд.
После прогрева, осторожно соединяют части до упора и фиксируют на 10 секунд, чтобы детали сохранили правильное положение спайки и герметичность.

Важно не допустить перегрева иначе при попытке монтажа пластик просто сожмётся, нарушив качество стыка.

Совет: после сварки, отходы оплавки полимеров счищают, так как они помешают последующим процессам. Очищать требуется только деревянным шпателем во избежание повреждений покрытия.

Стыковая сварка

Для стыкового сваривания необходим специализированный механический или гидравлический сварочный аппарат, который обеспечит наиболее герметичное соединение труб. Самые популярные из них с программным управлением и автоматическим контролем всех сварочных процессов.

Работа с ПЭ трубами по стыковой технологии:

Для этого вида сварки важен строгий отбор труб максимально сходных по техническим характеристикам, по возможности с одной и той же партии.
Стенки труб по толщине должны быть минимум 5 мм, диаметр от 50 мм.
Прогреваются места спайки труб специальной пластиной. После плавки пластину вынимают и механически стискивают детали до абсолютной их спайки и полного остывания, что делает шов максимально надёжным по герметичности.
Делая разметку для нарезки труб, не забывайте о техническом изменении, их длины после спайки, в сторону уменьшения. Для правильного вычисления коэффициента сокращения воспользуйтесь таблицей ниже.

Безусловно, знание технологических тонкостей всех видов сварки труб из полиэтилена гарантирует получение качественного результата в создании трубопроводных конструкций и магистралей. Но нужно учитывать значительное влияние на результативность и таких факторов, как знание и соблюдение техники безопасности при работе с оборудованием для сварки полиэтилена, умение правильно подобрать материалы и провести подготовку соответствующего оборудования к процессу сварки, и в завершение – тщательный контроль соответствия качества установленным техническим требованиям.

и качество монтажа трубопроводных конструкций в значительной степени зависит от применяемого оборудования и агрегатов для сварочных работ. Идеально подходят гидравлические и механические агрегаты. Они обеспечивают максимальное качество монтажа. Такие сварочные агрегаты максимально автоматизированы, что позволяет исключить любое физическое вмешательство.

Кроме того, для проведения некоторых видов сваривания дополнительно используются такие виды инструментов, как:

Труборез. Используется для разрезания труб.
Калибровщик. Поможет восстановить диаметр трубы после разрезания.
Фаскосниматель. Придаёт определенную форму, снимая фаски с торца трубы.
Сварочный аппарат. Служит для оплавки сварных деталей.
Насадки разных калибров. Применяется при диффузионных технологиях сварки.
Измерительные инструменты. Широко используются, практически на всех этапах подготовительных и сварочных работ.

Как правило, качество изготавливаемых конструкций трубопроводов, зависит не только от применения того или иного оборудования, но и во многом от высокого уровня мастерства, внимательности и ответственности работающих на нём сварщиков.

Техника безопасности

Необходимо подготовить рабочее место, убрав с него всё лишнее.
Расположите на нём рабочий инструмент в удобном порядке.
Тщательно проверьте электропроводку и заземление, чтобы исключить повреждение изоляции.
Убедитесь в работоспособности оборудования, произведя проверочный запуск установок.
Перед началом работ проверьте оборудование на предмет повреждений и дефектов, которые могли бы создать аварийную обстановку и негативно повлиять на качество.
Если у вас портативная сварочная установка необходимо обеспечить максимальную свободу её перемещения тем самым обеспечив быстрое выполнение работ тем самым исключив все факторы риска для оператора установки.

Подготовка к сварочным работам

Все узлы оборудования, а также приспособление для проведения сварочных работ необходимо тщательно очистить.
Перед началом работы обеспечьте полную заправку сварочных агрегатов работающих на топливе.
Проверьте уровень масла гидравлической системы сварочного аппарата в случае необходимости пополните его.
Перед началом работы смажьте все трущиеся детали в оборудовании.
Проверьте исправность всех контрольно-измерительных приборов.
Для обеспечения качества при обработке фитингов и труб ножи устройства для торцевания должны быть идеально отточены.
Для избежания сбоя в работе с ПДН, постарайтесь обеспечить достаточное количество зажимов и вкладышей с диаметром соответствующим сечению труб.

Перед началом сварочных работ необходимо удалить все загрязнения с труб, фитингов и других деталей, которые будут использоваться в работе. После очистки все трубы и фитинги необходимо соединить. Края свариваемых изделий нужно обрезать и очистить, как того требует технологи.

Контроль качества швов

В процессе выполнения сварки полиэтиленовых труб необходимо постоянно контролировать качество каждого выполненного соединения. И только после этого, продолжать работу.

Все спайки в обязательном порядке должны отвечать техническим требованиям.

Основные требования по качеству:

Не допускается смещение в местах спаек.
Необходимо контролировать качество торцевания.
Не проводить сварочные работы в условиях холода.
Тщательно соблюдать технологию выполнения швов.
Осуществлять постоянный контроль показателей всех измерительных приборов, поддерживая параметры их показателей в пределах принятых норм.

Сварные швы и допустимые дефекты, возникающие во время сварки должны строго соответствовать всем техническим требованиям. Только в этом случае, изделие можно признать качественным.

В итоге нужно отметить, что все рассмотренные технологии сварок ПЭ труб требуют строгой дисциплины и точности. Только при условии их соблюдения, можно будет гарантировать успешную эксплуатацию трубопроводных конструкций и магистралей в течение длительного периода, без дополнительных ремонтов и обслуживания.

Экструдеры для сварки полиэтилена низкого давления

Экструдер — это специализированный сварочный аппарат, формирующий неразъемные соединения на базе полиэтилена. Оборудование используется при прокладке, ремонте и модернизации трубопроводов. С его помощью подключается насосное оборудование, запорная и учетная арматура.

Устройство и принцип действия аппарата

Типовой экструдер для сварки полиэтилена состоит из нескольких блоков.

Электрический привод . Производительный мотор, размещенный в тыльной части устройства.
Электронагреватель с вентилятором . Компонентный модуль, напоминающий бытовой фен. Блок формирует поток горячего воздуха, нагревающий и размягчающий пластик.
Подающий узел . Камера со шнековым элементом, измельчающим и подающим сырье для сварки.
Экструзионный узел . Блок для сбора и расплавления измельченного материала. Состав, пригодный для сварочных работ, выдавливается через сопло в конце узла.
ТЭН . Нагревательный элемент, поддерживающий требуемую температуру в экструзионной и подающей камерах.
Башмак . Вспомогательная вставка, закрепленная на сопле экструзинного узла. Башмак способствует равномерной подаче пластика и формированию сварного шва.
Блок управления . Органы контроля, востребованные при настройке экструзионного сварочного аппарата. Функционал блока зависит от модели устройства.

При подборе оборудования учитываются характеристики свариваемых деталей, условия проведения работ, требования к прочности сварных соединений.

Пайка экструдером выполняется в следующем порядке:

в подающий блок засыпаются гранулы или устанавливается присадочный пруток;
под действием шнека и высоких температур происходит измельчение и размягчение соединительного пластика;
полимер требуемой консистенции накапливается в экструзионной камере, после чего подается в зону сваривания, прогретую электронагревателем;
соединительный пластик вступает в контакт с нагретыми компонентами, образуя неразъемный узел.

Посредством ручного экструдера для сварки ПНД формируются герметичные соединения, прочность которых достигает 80 % от прочности основания.

Особенности аппаратов

В продаже представлено множество экструдеров для сварки. Продукция ориентирована на профильное производство и может использоваться для решения бытовых задач.

Техника различается по ряду параметров.

Мощность

Ключевой показатель при выборе экструдера. Он отображает интенсивность работы шнекового привода, ТЭНа и воздушного блока. Мощность оказывает прямое влияние на производительность экструдера и длину формируемого шва.

Большинство изделий, представленных на рынке, имеют мощность 1600–3600 Вт. Для работы с особо толстыми трубами и листами из полипропилена могут применяться более производительные машины.

Толщина соединяемых изделий

Параметр, отражающий толщину заготовок, с которыми возможна работа. Характеристика напрямую связана с мощностью устройства. Минимальная толщина свариваемых изделий составляет 1,5 мм (полимерные пленки), максимальное значение достигает 40.

Формирование конструкций на базе толстостенного пластика — сложная и ответственная процедура. Оператору требуется прогреть значительный слой полимера, обеспечив плотный контакт компонентов по всей длине шва.

Чем толще соединяемые детали, тем ниже прочность узла относительно основного материала.

При проведении сварочных работ используется пруток или гранулят. Присадки первого типа получили наибольшее распространение. Они поставляются в специальных бухтах, не теряют эксплуатационные свойства в случае повреждения упаковки. Гранулят реализуется в мешках. При нарушении целостности тары возможна безвозвратная утрата состава.

Органы управления

Экструдеры базового типа комплектуются одним или двумя настроечными элементами. Как правило, это механические переключатели, позволяющие изменить температуру нагрева гранул (проволоки) и скорость подачи соединительного состава.

Оборудование профессионального уровня имеет более богатый функционал. Оно оснащается электронными системами управления, информативными ЖК-дисплеями и эргономичными клавишами. В наиболее технологичных устройствах присутствует датчик внешней температуры, обеспечивающий оптимальный прогрев пластика перед сваркой.

Производительность

Производительность большинства аппаратов находится на уровне 0,5–3 кг/ч. Чем выше значение, тем быстрее выполняются сварочные операции.

Производители

Экструзионное сварочное оборудование не пользуется массовым спросом. Его приобретают профильные организации, осуществляющие монтаж трубопроводов, накопительных емкостей и специальных инженерных систем. В связи с этим на рынке представлено не так много компаний, осуществляющих выпуск экструдеров.

Перечисленные производители предлагают сертифицированное оборудование, адаптированное к интенсивной эксплуатации. Техника подходит для ответственных и опасных объектов, позволяет получить качественные неразъемные соединения.

Заключение

При заказе сварочного экструдера важно учитывать его характеристики. Это позволит получить аппарат, отвечающий имеющимся потребностям. Покупка дешевых устройств от малоизвестных производителей — не лучший выбор. Такое решение обернется низким качеством соединений и значительными проблемами в работе.

Приобрести все необходимое для экструзионной сварки поможет компания «ЭкоМонтаж». Предприятие реализует качественную, сертифицированную продукцию, предлагает товары для производств различной направленности.

Содействие в подборе изделий оказывают менеджеры организации. Они информируют о параметрах доступных товаров и предлагают варианты, удовлетворяющие нужды покупателя.

Читайте также: