Зварювання ПЕ труб встик поліетиленовими муфтами

На виробництві та в побуті для створення трубопроводів різного функціонального призначення все частіше замість дорогих сталевих труб використовують полімерні. Одним із видів пластику, що застосовується для виготовлення трубних виробів, є поліетилен. Для формування трубопроводу необхідно з'єднувати окремі трубні фрагменти, для чого використовується зварювання поліетиленових труб встик, а також технологія, яка передбачає застосування сполучних термоелектричних фітингів, - муфт. Особливості кожного способу зварювання поліетиленових (ПЕ) трубних виробів розглянемо у статті.

Сфери застосування труб із поліетилену.

У виробничій сфері поліетиленові трубопроводи використовуються для прокладання водних, каналізаційних, газових та нафтових магістралей. Там, де раніше застосовувалися сталеві чи чавунні труби, нині використовуються полімерні вироби. Це пояснюється такими характеристиками поліетиленових трубопроводів:

міцність матеріалу;
еластичність трубних виробів;
невелика вага, що значно нижче, ніж у металевих труб;
висока швидкість прокладання та формування зварних стиків;
низька вартість полімерних матеріалів;
менша трудомісткість процесу формування трубопроводу та його прокладки.

Використовуються ПЕ-труби для прокладання зовнішніх побутових трубопроводів (водопровід, каналізація). Для монтажу внутрішніх комунікацій та систем опалення застосовують вироби з більш міцного та темостійкого зшитого поліетилену.

Способи з'єднання ПЕ-труб

При монтажі зовнішніх магістральних та місцевих комунікацій доводиться з'єднувати окремі трубні ділянки, формувати розгалуження мереж, робитипереходи між трубопроводами різних діаметрів та виконаних різними матеріалами. Для цього застосовуються кілька способів з'єднання полімерних трубних виробів, серед яких:

стикування різьбовими перехідними деталями;
зварювання елементів трубопроводу встик;
застосування термоелектричних сполучних та перехідних муфт.

Різьбові фітинги застосовуються при з'єднанні поліетиленових труб невеликого діаметра для формування побутових мереж водопостачання з невисоким тиском. Для стикування ПЕ-труб великих діаметрів застосовуються два інші способи, які розглянемо докладніше.

Зварювання встик

Цей метод зварювання поліетиленових виробів заснований на властивості поліетилену утворювати монолітне міцне зрощення двох попередньо розплавлених поверхонь. При щільному дотику термічно розм'якшений пластик утворює молекулярні зв'язки з іншою ділянкою полімеру. При охолодженні зрощений у такий спосіб стик за властивостями нічим не відрізняється від вихідного матеріалу на інших ділянках поліетиленового трубопроводу.

Для того щоб якісно провести таке зварювання, необхідно виконання кількох умов:

однаковий діаметр і хімічна структура фрагментів, що зрощуються (поліетилен буває різним, що позначається при маркуванні виробів);
правильна геометрія торців (має бути ідеальне коло);
достатня товщина стінки (не менше 5-6 мм, залежно від діаметра труби);
повний збіг осей при зварювальному стикуванні;
рівний, очищений від пилу та максимально вирівняний трубний торець з обох боків;
дотримання певного періоду нагрівання (при заданій температурі) та охолодження зварного шва.

Виконати всі переліченіУмови без застосування спеціального обладнання дуже проблематично.

Устаткування для зварювання встик

Пристосування, які застосовуються для стикового термічного з'єднання поліетиленових труб складні та дорогі, тому зварювальними роботами зазвичай займаються спеціалізовані організації. У комплект необхідних пристроїв входять:

центратор (станина з полозами, якими з двох сторін переміщаються затискні пристрої з відрізками трубопроводу, що стикуються);
гідравлічний апарат, що регулює тиск стиснення та температуру нагріву;
триммер для торцювання труб;
нагрівальний двосторонній пристрій.

Усі робочі операції проводять у центраторі, де труби закріплені спеціальними затискачами. Послідовність процесу стикового зварювання труб із поліетилену розглянемо далі.

Опис процесу стикового зварювання

Стиковані труби після перевірки округлості торців і товщини стін фіксуються в рухомих затискних пристроях центратора.
Трубні торці очищаються від пилу та води, після чого за допомогою гідроприводу затискні пристрої зближуються для торцювання труб триммером, який встановлюється та закріплюється посередині. Торцювальник знімається, після чого перевіряється щільність прилягання торців.
Стиковані торці знежирюються. По центру центратора встановлюється нагрівальне дзеркало. Температура нагріву для зварювання ПЕ-труб дорівнює 210? Затискачі знову зсуваються гідравлікою, яка на початку процесу нагрівання забезпечує тиск, значення якого визначається за даними спеціальної таблиці. У ній також вказані період нагрівання та охолодження для виробів певного діаметру, товщини стінки та типу пластику.
Після періоду нагрівання, під час якоговідбувається розплавлення полімеру, потрібно дати з'єднанню охолонути в нерухомому стані. Охолоджену трубу виймають з центратора, відпустивши затискачі і переходять до зварювання наступного стику.

За допомогою описаного обладнання проводиться з'єднання встик поліетиленових труб будь-якого діаметра. Недолік такого методу зварювання в тому, що для проведення зварювальних робіт необхідний простір для встановлення обладнання. Для стикування полімерного трубопроводу прямо в траншеї або формування переходу з пластику на трубу, виконану іншим матеріалом, зручніше застосовувати наступний спосіб.

Зварювання ПЕ-труб термоелектричними фітингами

Муфти для з'єднання поліетиленового трубопроводу мають у своєму корпусі ближче до внутрішньої поверхні витки нагрівальної спіралі, що з'єднана з електричними клемами, встановленими зверху на самій деталі. При підключенні до контактів електроструму з певними параметрами, спіраль розігрівається до певної температури, розплавляючи при цьому полімерний внутрішній шар муфти і поверхню вставленої труби. Коли подача струму припиняється, відбувається молекулярне зрощення поверхонь виробів, що стикуються.

Для подачі струму на клеми термоелектричної муфти використовується спеціальний інвертор, який сам задає режим процесу зварювання залежно від типу фітинга (інформація зчитується датчиком приладу зі штрих-кодом сполучної муфти).

Автоматичний режим термічного з'єднання муфтового поліетиленових труб мінімізує вплив людського фактора на процес зварювання. Однак перед стикуванням муфтовим способом частину труби, що з'єднується, слід підготувати. Спочатку з трубної поверхні знімається невеликий шар окисленого полімеру спеціальним скребком, після чого зовнішня поверхнятруби та внутрішня фітинг ретельно знежирюється.

Сполучні термоелектричні муфти випускаються для різного діаметра та типу ПЕ-труб. Існують перехідні фітинги, в яких з одного боку розташований отвір для стикування поліетиленового трубопроводу, з іншого ж в тіло впаяний різьбовий перехід для з'єднання з трубами з інших матеріалів.

Термоелектричні фітинги досить дорогі, як зварювальний інвертор. Однак зварювання поліетиленових труб муфтами набагато надійніше за стикове з'єднання (розраховане на тиск до 15 Атм), до того ж роботу можна проводити на обмеженому просторі (безпосередньо в траншеї).