Монтаж и сварка полипропиленовых труб для водопровода и отопления своими руками | Инструкция по технологии сварки враструб

3 Типичные ошибки

Если при совмещении пластиковой трубы с фитингом труба не введена в фитинг до внутреннего упора (рис.7), то между торцом трубы и внутренним упором фитинга остается промежуток. На готовом трубопроводе этот промежуток представляет собой участок с меньшей толщиной стенки и большим внутренним диаметром, чем исходная труба. Расчетное давление эксплуатации этого участка ниже, чем у всего остального трубопровода, это «слабое звено».

Такое «недовведение» трубы в фитинг особенно типично, если при нагреве труба не была введена в сварочную насадку до упора. В этом случае снаружи сварное соединение выглядит вполне правильно, но внутри фитинга остается «слабое звено» (рис.8).

Рис. 7 Труба не введена в фитинг до упора	Рис. 8 Труба нагрета на малую длину

Другая типичная ошибка – применение излишнего усилия при нагреве и/или совмещении пластиковой трубы с фитингом. В этом случае между торцом трубы и внутренним упором фитинга выдавливается большой внутренний грат (рис.9). На готовом трубопроводе этот грат создаст серьезное препятствие потоку жидкости или газа (рис.10).

Рис. 9 Излишнее усилие при сварке	Рис. 10 Снижение проходимости трубы

4 Температура нагретого инструмента

В отличие от стыковой сварки, где нагрев свариваемых поверхностей производится невысокой температурой в течение длительного времени во избежание внутренних напряжений в материале, при сварке враструб температура нагретого инструмента завышена, и нагрев происходит быстро. Выбор температуры сварки полипропиленовых труб основан на нескольких ограничениях:

• Оплавление свариваемых поверхностей (наружной поверхности трубы и внутренней поверхности фитинга) должно осуществляться быстро, чтобы труба и фитинг не успели прогреться насквозь. Иначе они потеряют форму, совместить их будет невозможно. Поэтому температура нагретого инструмента должна быть высокой.
• Излишний перегрев нагретого инструмента ведет к существенной термической деградации материала трубы и фитинга.
• Политетрафторэтилен (тефлон), которым покрыты рабочие поверхности нагретого инструмента, длительно работоспособен при температурах до 260°С, при более высоких температурах он постепенно деградирует.

С учетом всех ограничений для сварки полипропиленовых труб оптимальной принята температура рабочих поверхностей сварочных насадок 260°С с допустимыми отклонениями ±10°С.

Режим быстрого нагрева приводит к последующему созданию некоторого вредного внутреннего напряжения материала в зоне соединения. Однако эта неприятность компенсируется почти двойной толщиной стенки полученного трубопровода в зоне соединения и большой площадью сварки (гораздо больше площади торца трубы при сварке встык).

Большинство аппаратов для сварки враструб оборудованы ручкой настройки температуры. Терморегулятор, которым управляет эта ручка, откалиброван таким образом, чтобы температура, на которую указывает ручка настройки, соответствовала температуре на рабочих поверхностях сварочных насадок. Температура нагревателя при этом на 10-15º выше, сварщика она не интересует.

Некоторые модели аппаратов для сварки враструб, особенно устаревшие модели 15-летней давности, вообще не имеют ручки настройки температуры, их терморегулятор раз и навсегда настроен на 260С. С точки зрения технологии сварки ПП труб это абсолютно правильно. Ручка настройки температуры делается скорее для популярности. Большинство сварщиков (особенно неграмотных) чувствуют себя спокойнее, если имеют возможность влезть своими шаловливыми пальцами в настройку температуры сварки полипропиленовых труб.

5 Выбор сварочного аппарата

Как уже указано в п.4, оптимальная температура сварки враструб для труб из полипропилена 260ºС.

Для создания такой температуры на рабочих поверхностях сварочные насадки устанавливаются на нагреватель и фиксируются болтом через отверстие в нагревателе (рис.11). Существуют нагреватели и насадки с другой геометрией крепежных поверхностей, но сути это не меняет. Внутри алюминиевого нагревателя залит стальной трубчатый нагревательный элемент (рис.12).

Рис. 11 Нагреватель с насадкой	Рис. 12 Нагреватель в разрезе

Мощность нагревателя

На практике доказано, что у аппарата для сварки враструб необходимая мощность нагревателя, выраженная в Вт, приблизительно равна 10-кратному значению диаметра свариваемой трубы, выраженному в мм. Другими словами, 500-ваттный нагреватель сваривает полипропиленовую трубу и фитинг Ø50 мм на пределе возможностей. А 1200-ваттного нагревателя достаточно для сварки труб и фитингов Ø125 мм.

Если производитель аппаратов для сварки враструб не уверен в надежности применяемых дешевых трубчатых нагревательных элементов (Турция, Китай), он в алюминий нагревателя заливает 2 нагревательных элемента, каждый из которых включается отдельным выключателем. Каждый из элементов в отдельности имеет достаточную мощность.

Совокупная мощность двух нагревательных элементов вдвое превышает достаточную мощность нагревателя и бессмысленно перегружает сеть питания и контакты термореле каждый раз, когда это термореле включается на нагрев, т.е. примерно раз в минуту. Поэтому ко второму нагревательному элементу нужно относиться как к запасному. Или включать его для быстрого разогрева холодного «паяльника».

Типы терморегулятора

Наиболее совершенный терморегулятор – электронный (или микропроцессорный). Датчиком температуры для такого терморегулятора служит высокоточный терморезистор, который измеряет температуру настолько близко к рабочим поверхностям нагретого инструмента, насколько это вообще возможно (рис.12). Электронный терморегулятор позволяет также учесть инерционность системы (скорость распространения тепла), мощность нагревателя, текущую интенсивность теплоотбора и пр. параметры системы регулирования. Такой регулятор максимально быстро выводит нагреватель на заданную температуру и затем максимально точно ее поддерживает.

На более дешевых сварочных аппаратах в качестве регулятора температуры используется капиллярный термостат. Датчик температуры (капилляр) также находится в теле нагревателя. Однако принцип работы любого термостата – как у простого утюга: если температура выросла относительно заданной на Δtº, нагрев выключается. Когда нагреватель остынет на Δtº относительно заданной температуры, нагрев снова включается. График колебаний температуры – пилообразный. При этом Δtº может составлять 5-10ºС.

Наихудший терморегулятор – биметаллическое термореле. Мало того, что здесь также пилообразный график температуры, здесь еще чувствительным элементом (датчиком) является биметаллическая пластина, которую внутрь нагревателя никак не поместишь. Такая система обладает высокой инерционностью – при интенсивном отборе тепла нагреватель может успеть охладиться на огромную Δtº, прежде чем термореле «почувствует» какие-то изменения.

Ручной «паяльник» или механический аппарат?

DVS 2208-1 (Германия) рекомендует пользоваться ручным паяльником для труб только до диаметра Ø40 мм, а от Ø50 мм и выше – использовать механические аппараты, способные зафиксировать трубу и фитинг соосно и обеспечить их взаимное перемещение с достаточным усилием.

С точки зрения удобства и качества выполнения работ – вполне логично.

К требованиям DVS следует добавить, что хороший механический аппарат позволяет также легко установить нагреватель со сварочной насадкой в специальную направляющую, обеспечив соосность сварочной насадки с трубой и фитингом, и чтобы потом нагреватель можно было быстро убрать (рис.13).

С другой стороны, механический аппарат – это совсем другие деньги. Поэтому мощный ручной аппарат для сварки враструб со сварочными насадками до Ø125 мм (рис.14) пользуется большим спросом, просто для выполнения сварки нужно больше народу.

Рис. 13 Механический сварочный аппарат	Рис. 14 Мощный ручной аппарат

  Пред.   1     2     3   След.