Сварка электромуфтой пнд своими руками

Обновлено: 19.05.2024

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.

Из полиэтиленовых труб собирают преимущественно наружные части коммуникационных сетей, прокладываемых как открытым способом, так и в траншеях

Оборудование для сварки ПЭ труб предназначено для работы в полевых условиях. Однако может использоваться и в мастерской для сварки труб небольшого и среднего диаметра

Сварку труб большого диаметра, применяемых в сооружении магистральных линий водо-, электро-, газоснабжения, канализации производят непосредственно на объекте. Это решение проще в реализации и дешевле

Полиэтиленовые трубы соединяют тремя способами: электромуфтовой, раструбной и стыковой сваркой. Электромуфтовый вариант предполагает использование муфты, которая после проведения работ остается на сваренном участке

Раструбная технология предполагает погружения одной части трубы в соединительный элемент или в смежный отрезок трубы

Самый распространенный метод сварки производится по стыковой технологии. При этом не нужны дополнительные соединители и расход энергии наименьший

Все методы сварки полиэтиленовой трубы могут проводиться в зимний период с учетом температурных ограничений, указанных производителем оборудования. Желательно в неблагоприятную для работ погоду над зоной соединения сооружать тент

Независимо от технологии, все способы сварки полиэтиленовых труб предопределяют расплавление соединяемых участков и диффузное слияние их на молекулярном уровне. В результате формируется абсолютно герметичная система

Как может быть выполнена пайка ПНД труб – надёжные и проверенные способы

Полиэтиленовые трубы, производимые главным образом из ПНД (полиэтилена низкого давления), занимают прочное место во многих сферах промышленности, строительства и быта благодаря наличию множества технологически выгодных характеристик. Это обусловливает необходимость в оптимальных способах их соединения, без чего невозможен процесс монтажа и обустройства трубопроводных линий.

Разновидности соединений труб из полиэтилена (ПЭ)

Среди различных типов соединений между полиэтиленовыми трубами выделяют разъёмные и неразъёмные.

Разъёмный способ позволяет по окончании эксплуатации разбирать собранную конструкцию. Соответственно, он оптимален в тех случаях, когда нет потребности в её длительном использовании. Подобное соединение труб осуществляется посредством стальных фланцев.

Более прочным и чаще применяемым на практике является неразъёмное соединение. Оно осуществляется посредством сварки, или пайки ПЭ труб, которая, в свою очередь, может быть стыковой или муфтовой. Оба способа являются эффективными и надёжными, позволяя получать монолитные прочные соединения.

Стыковая сварка полиэтиленовых труб

Для стыковой сварки труб из полиэтилена необходимо специальное сварочное оборудование. Данный способ соединения является эффективным для пайки труб только из ПНД. Универсальность его состоит в том, что он позволяет сохранять гибкость конструкции на всём её протяжении. Использоваться данный метод может как при траншейном, так и при открытом способе прокладки труб.

Стыковая спайка ПНД труб выполняется в следующей последовательности:

Установка концов свариваемых изделий в центраторе сварочного оборудования.
Выравнивание и плотная фиксация деталей.
Зачистка концевых участков от грязи, пыли, жира, прочих засорений и наслоений (осуществляется посредством смоченной в спирте хлопчатобумажной материи).
Обработка концевых фрагментов посредством торцующего устройства (торцовка). Процесс производится до появления равномерной стружки, не превышающей 0,5 миллиметров в толщину.
Извлечение заготовок и проверка торцов рукой на параллельность. При выявлении существенного зазора между поверхностями – повторное проведение торцовки до обретения необходимого соответствия.
Разогрев торцов заготовочных труб нагревательным элементом, поверхность которого покрыта антипригарным слоем.
По достижении некоторого оплавления заготовок – извлечение нагревательного элемента и смыкание торцов свариваемых труб. Давление прижима повышают до тех пор, пока не будет достигнуто полное и прочное смыкание. Изделия следует держать некоторое время (обычно – 5-10 минут) до полного затвердения соединения.
Проверка качества сварной конструкции. Оценивается внешний вид сварных торцов, их соответствие между собой и прочность пайки.

Помимо самого сварочного процесса, важно уделить повышенное внимание предварительным работам, перечисленным в начальных пунктах. Их следует тщательно выполнить до того, как паять трубы ПНД, поскольку от этого во многом зависит надёжность и прочность производимого соединения.

Обязательным условием для высокой эффективности стыковой сварки является её выполнение посредством одного шва. Только в таком случае достигается максимальная прочность сварного соединения, иначе она может оказаться недостаточной.

Муфтовая сварка ПНД труб

Муфтовый способ спайки полиэтиленовых труб осуществляется посредством специального устройства, называемого паяльником, и комплекта специальных насадок нужного диаметра. В процессе сварки используются фитинговые изделия: муфты, тройники или уголки. Торцы соединяемых заготовок привариваются к фитингам, которые служат в качестве соединяющих элементов.

Паяльник для труб ПНД имеет нагреваемые металлические детали, через непосредственный контакт с которыми осуществляется разогрев свариваемых изделий. Это, в частности, дорн, нагревающий внутреннюю поверхность фитинга, и гильза, в которую вставляют трубу для нагрева. Дорн и гильза скручиваются между собой и устанавливаются в отверстие паяльника для ПЭ труб.

При наличии необходимого паяльного агрегата можно осуществить пайку ПНД труб своими руками. Работа эта не очень сложна и под силу любому домашнему мастеру.

Перед тем, как спаять ПНД трубу своими руками, следует произвести некоторые предварительные работы, в частности:

Подрезать заготовки специальными ножницами до нужных размеров. Срезы должны быть строго перпендикулярны продольной оси заготовок.
Очистить торцевые участки соединяемых изделий.
Закрыть пробками торцы тех труб, которые не свариваются в данный момент, во избежание загрязнения и охлаждения.
Очистить нагреваемые поверхности паяльного агрегата от засорений и частиц, которые могли остаться от предыдущей работы.

Далее можно приступить непосредственно к процессу пайки, который также состоит из ряда последовательных этапов.

Ввиду того, что выявление точной глубины погружения трубы в процессе сварки затруднительно, следует заранее замерить её и сделать соответствующую метку на поверхности изделия.

Электромуфтовая сварка

Особой разновидностью муфтовых сварных соединений ПЭ труб является электромуфтовый способ, позволяющий получать конструкции высокой прочности. Для его осуществления необходимо использование специальной электромуфты для ПНД, оснащённой закладными нагревательными элементами. Сварочный процесс производится также с использованием сварных ПНД фитингов, снабжённых спиралями для нагревания. Благодаря разогреву и частичному расплавлению материала фитинга достигается соединение с полимерной трубой и формирование монолитной конструкции.

Элементы и детали, используемые при таком способе, отличаются довольно высокой стоимостью, однако преимуществами электромуфтовой сварки являются отсутствие образования грата, уменьшающего проходимость труб, и возможность сваривать детали в ограниченном пространстве, где невозможна установка габаритной сварочной аппаратуры.

Электромуфтовая сварка между ПЭ трубами осуществляется в следующей последовательности:

Производится разрезание труб на требуемые отрезки посредством специальных режущих инструментов.
Свариваемые участки изделий и сама электромуфта очищаются от пыли, грязи и жира.
Делаются метки на трубах для контроля глубины вставки в муфту.
Те концы труб, которые в данный момент не подвергаются сварке, заглушаются во избежание нежелательного охлаждения.
Электромуфта подсоединяется к сварочному устройству посредством проводов.
Осуществляется запуск процесса сварки посредством пусковой кнопки устройства.
По завершении сварочного процесса аппарат самостоятельно выключается.
Выжидается как минимум один час для затвердения и полной готовности сварного соединения, после чего оно становится пригодным к эксплуатации.

Важным условием для получения качественного сварного соединения является сохранение неподвижности деталей в процессе пайки и последующего остывания. Одним из показателей качества сварного шва является толщина валика, которая должна составлять от одной трети до половины толщины самой трубы. Валик должен перекрывать метку, предварительно сделанную на трубе. Смещение свариваемых отрезков труб относительно друг друга не должно превышать 10 процентов от толщины их стенок.

Выбор способа пайки ПНД труб

Не каждый из перечисленных вариантов может удачно подойти для соединения ПНД труб в тех или иных условиях. Различные способы имеют свои преимущества и недостатки, и наряду с этим имеется ряд факторов, от которых также зависит ответ на вопрос, как паять полиэтиленовые трубы в той или иной конкретной ситуации.

Муфтовый способ является оптимальным в тех случаях, когда необходимо провести пайку в труднодоступных для работ местах. Поскольку в такой ситуации осевые смещения изделий относительно друг друга затруднены, стыковая сварка становится невозможной, и единственно приемлемым способом является муфтовое соединение.

В наиболее труднодоступных участках при сильной ограниченности места для работ производится пайка ПНД труб электромуфтовым способом. Другим существенным преимуществом такого метода является его быстрота, что также иногда имеет важное значение.

Наконец, в тех случаях, когда есть потребность в одноразовом соединении труб для выполнения той или иной краткосрочной работы, пайка не требуется вовсе, и можно обойтись временным разъёмным соединением.

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!

Инструкция по сварке ПЭ труб фитингами с закладными нагревателями

Как и при любом другом способе сварки пластмасс , все материалы, участвующие в сварке с закладными нагревателями, должны иметь близкий химический состав и показатель текучести расплава.
Не следует пробовать сварить полипропиленовые трубы полиэтиленовыми электромуфтами, ничего хорошего из этого не выйдет.
С другой стороны, сварка труб из ПЭ-80 фитингами из ПЭ-100 вполне допускается. Несколько сниженная прочность сварного соединения вполне компенсируется большой площадью зоны сварки.
Нормы DVS 2207-1 (Германия) допускают сварку труб из PE-Xa и PE-Xc электросварными фитингами из ПЭ-100.

7.1.2 Чистые свариваемые поверхности

Как и при любом другом способе сварки пластмасс , все свариваемые поверхности должны быть чистыми. Особенно, чистыми от любого жира.
Нормы DVS 2207-1 (Германия) предписывают очищать внутреннюю (свариваемую) поверхность фитинга с ЗН чистой салфеткой или ветошью, неокрашенной и не оставляющей волокон, смоченной обезжиривающей жидкостью. Жидкость должна быть полностью высыхающая.
А для свариваемых поверхностей трубы предписано использовать механическую очистку (снятие стружки), предварительно убедившись в чистоте очищающего инструмента (скребка). Такой способ очистки помогает устранить не только химические (в частности, жировые) загрязнения, но и верхний окисленный слой полиэтилена. Последующая химическая очистка обезжиривающей жидкостью рекомендуется только для случаев, если после снятия стружки оператор нечаянно схватился за чистую свариваемую поверхность рукой или испачкал ее другим способом, а дальнейшая механическая очистка нецелесообразна.

7.1.3 Естественное остывание

Как и при любом другом способе сварки пластмасс , остывание сварного соединения должно быть естественным.
Попытки ускорить остывание путем полива водой или обдува воздухом обязательно приведут к внутренним напряжениям в зоне сварного соединения и потому недопустимы.
Во избежание повреждения сварного соединения, рекомендуется оставить трубы зафиксированными на всё время остывания и защитить фасонную деталь от любого механического воздействия. В случае сварки седелки оставьте притягивающие ремни натянутыми на всё время остывания.

7.2 Подготовка для соединительных муфт, отводов, тройников, заглушек

7.2.1 Набор необходимых принадлежностей

Кроме сварочного аппарата для сварки с ЗН, вам потребуются (см.рис.32):

Электросварной фитинг – соединительная муфта, отвод, тройник или заглушка;
Позиционер для фиксации и исправления овальности труб (иногда фиксацию можно обеспечить подручными средствами);
Ручной или механический скребок;
Труборез (можно заменить ножовкой по дереву);
Жидкость для обезжиривания поверхностей;
Чистая салфетка или ветошь;
Маркер для пластиковых труб.

7.2.2 Обрезка и очистка

ПЭ трубы, подготовленные для сварки, должны быть отрезаны перпендикулярно оси, без запилов, стружек и т.п.

Читайте также: