Svařování polyethylenových trubek: srovnání metod + návod k montáži

Svařovací stroj

Svářečka HDPE trubek se skládá z několika prvků. Každý prvek má svou vlastní funkci. K upnutí a vyrovnání trubek se používá například středicí prvek. Je vybaven dvěma nebo čtyřmi svorkami. K ořezávání konců trubek se používá nástroj na obkládání trubek. K zahřátí trubek na bod tání se používá svařovací zrcadlo.

Kromě toho je stroj vybaven zařízením, které umožňuje vytvořit potřebnou sílu pro přitlačení trubky ke svařovacímu zrcadlu a také pro přitlačení obou segmentů trubky během lisování. Řídicí jednotka zařízení umožňuje zajistit požadované napětí a udržovat parametry zařízení v určitém intervalu.

Výhody a nevýhody

Stejně jako každá jiná profesní činnost má i práce svářeče plastů svá specifika. Ty jsou nejen pozitivní, ale i negativní. Měli byste si předem uvědomit všechny zvláštnosti profesní kariéry, abyste v budoucnu nelitovali, že jste si vybrali právě tuto profesi.

Výhody jsou následující:

• vysoká poptávka (po absolvování odborného vzdělání svářeče plastů nebudete nezaměstnaní);
• slušné mzdy;
• krátká doba zaškolení (protože svářeči se nevyučují na vysokých školách, ale na středních odborných školách) atd.

Hlavní nevýhodou je, že musíte pracovat v nepříznivých a často nebezpečných podmínkách. Například zdraví zaměstnance mohou negativně ovlivnit škodlivé výpary.

4 Regulační rámec pro svařování na tupo

Jak je vidět, v Rusku došlo k velkému zmatku. technologie svařování na tupoPožadavky na zařízení pro svařování na tupo v Rusku nebyly definovány vůbec žádným předpisem a požadavky na zařízení pro svařování na tupo v Rusku nebyly definovány vůbec žádným předpisem. A požadavky na zařízení pro svařování na tupo v Rusku nebyly definovány vůbec žádným předpisem.

Od začátku roku 2013 platí v Ruské federaci dva normativní dokumenty:

• GOST R 55276 - pro technologii svařování PE trubek na tupo pro instalaci vodovodních a plynových potrubí, na základě překladu mezinárodní normy ISO 21307;
• GOST R ISO 12176-1 - pro zařízení pro svařování na tupo, na základě překladu mezinárodní normy ISO 12176-1.

Přijetí normy GOST pro vybavení bylo jistě užitečné. To bohužel neznamená, že by se okamžitě vyřadila nejnižší kvalita dováženého vybavení. V každém případě je však nyní několik ruských výrobců zařízení nuceno pracovat na kvalitě a spotřebitelé dostali nápovědu, jak posoudit kvalitu kupovaného zařízení.

GOST pro technologii svařování na tupo přinesl relativní pořádek. Přinejmenším přivedla technologii svařování PE na tupo v Ruské federaci na jednotnou úroveň. Problémy však zůstaly.

DŮLEŽITÉ! GOST R 55276 spolu s tradičním postupem nízkotlakého svařování (podobně jako DVS 2207-1 a staré ruské normy) uzákonil vysokotlaké svařování PE trubek, které se dříve používalo pouze v USA. Tento postup svařování klade vyšší nároky na zařízení a umožňuje výrazně zkrátit dobu svařovacího cyklu.

DŮLEŽITÉ: Norma GOST R 55276 je stěží vhodná pro přímé použití na stavbě, protože není zaměřena na svářeče, ale na zpracovatele technologické mapy pro svařování PE trubek. DŮLEŽITÉ! GOST R 55276 nevyřešil problém omezení, kterým trpěly staré ruské normy a kterým dodnes trpí všechny zahraniční normy.

Zaprvé, přípustné rozmezí teplot vzduchu je od +5 do +45 °C, zatímco velká část Ruské federace musí začít svařovat, když jsou bažiny zamrzlé. Za druhé, maximální tloušťka stěny trubek je 70 mm, zatímco tloušťka stěny skutečně vyráběných trubek již dávno přesáhla 90 mm. A za třetí, materiál trubek je pouze tradiční nízkotlaký polyethylen (LDPE) s indexem tekutosti ne nižším než 0,2 g/10 min (při 190/5), zatímco pro výrobu trubek velkých průměrů se již dlouhou dobu používají netěsnící středotlaké třídy polyethylenu s indexem tekutosti ne nižším než 0,1 g/10 min (při 190/5). Pro podmínky mimo testované limity teploty vzduchu a tloušťky stěn někteří výrobci vypočítali technologii svařování PE trubek extrapolací platných předpisů, ale tato teoretická technologie nebyla dosud ověřena dlouhodobými zkouškami. Pro nevodivé druhy polyethylenu neexistuje žádná technologie svařování ani teoreticky. Výsledkem je, že přibližně 80 % všech svarů v Rusku se provádí za podmínek, které jsou za hranicí ověřených technologií!

DŮLEŽITÉ! GOST R 55276 nevyřešil problém omezení, kterým trpěly staré ruské normy a kterým stále trpí všechny zahraniční normy. Za prvé, přípustný rozsah teplot vzduchu od +5 do +45 ° C, zatímco převážná většina Ruska je nucena začít svařovat, když jsou bažiny zmrzlé.

Za druhé, maximální tloušťka stěny trubek je 70 mm, zatímco tloušťka stěny skutečně vyráběných trubek již dávno přesáhla 90 mm. A za třetí, materiálem trubek je pouze tradiční nízkotlaký polyethylen (LDPE) s indexem toku taveniny ne nižším než 0,2 g/10 min (při 190/5), zatímco pro trubky velkého průměru se již dlouho používají netekoucí středotlaké polyethylenové třídy s MFR nižším než 0,1 g/10 min (při 190/5). Pro podmínky mimo vyzkoušené limity teploty vzduchu a tloušťky stěny někteří výrobci vypočítali technologii svařování PE trubek extrapolací platných norem, ale tato teoretická technologie nebyla dosud ověřena dlouhodobými zkouškami. Pro nevodivé druhy polyethylenu neexistuje žádná technologie svařování ani teoreticky. Závěr je, že přibližně 80 % všech svarů v Rusku se provádí za podmínek, které jsou za hranicí ověřených technologií!

Před.

    

  2  

    

    

    

Poznámka pod čarou: Příprava na svařování

Příprava na svařování

Než začnete svařovat, musíte si předem připravit veškeré potřebné vybavení a nástroje. Budete potřebovat:

• svářečku s kabely a držákem;
• svářečskou masku (obvykle zapomenutou);
• rukavice nebo kombinézy (plátěné, plátěné, semišové);
• kovový kartáč;
• Kladivo na strusku.

Vizuálně zkontrolujte svařovací kabely a ujistěte se, že izolace není poškozená, protože by to mohlo způsobit úraz elektrickým proudem nebo zkrat. Vyberte si pro vás nejvhodnější variantu: svářečskou masku nebo svářečský štít s rukojetí, protože každá z nich má své výhody (začátečníkům se doporučuje používat štít). Rukavice nesmí být nikdy vyrobeny ze snadno hořlavého nebo syntetického materiálu. Při potřísnění se okamžitě roztaví (vznítí), obtížně se odstraňují a mohou se přilepit na kůži.

5 Vstupní kontrola potrubí, tvarovek a svařovacích trysek

SP 40-102-2000, kromě kontroly balení, značení trubek a tvarovek, vnější kontroly, předepisuje "měření a porovnávání vnějších a vnitřních průměrů a tloušťky stěn trubek s požadovanými rozměry". Dále je uvedeno, co jsou "požadované" rozměry: "výsledky měření musí odpovídat hodnotám uvedeným v technické dokumentaci k trubkám a tvarovkám".

A teď pozor: neštěstí! V Rusku doposud neexistuje GOST, který by přesně popisoval geometrii polypropylenových trubek a tvarovek určených pro spojování do objímek. Ani dlouho očekávaná norma GOST P 52134-2003 "Trubky z termoplastů a spojky pro vodovodní a topné systémy", která byla nakonec přijata na jaře 2004, nezohledňuje, že vnější průměr trubek pro tavné svařování musí být větší než jmenovitý průměr potrubí o určitou hodnotu.

Geometrie polypropylenových tvarovek není v tomto GOSTu vůbec popsána.

Všechny ruské polypropylenové trubky a tvarovky se vyrábějí na základě specifikací, které si výrobce sám objednává u autorizovaných organizací. Jaké jsou tedy rozměry potrubí a tvarovek při vstupní kontrole?

Velmi jednoduše! Referenční normou, která popisuje geometrii vyhřívaných nástrojů (svařovacích trysek) pro tavné svařování, je DVS 2208-1 (Německo). Základní myšlenka spočívá v tom, že trn i objímka vyhřívaného nástroje mají ve střední části průměr, který odpovídá jmenovitému průměru svařovaného potrubí (obrázek 15). Obě pracovní plochy trysek jsou kuželové, se zúžením přibližně 0,5º.

Normativním referenčním dokumentem popisujícím geometrii polypropylenových trubek a tvarovek pro nátrubkové spoje je DIN 16962 "Spoje a součásti pro tlakové trubky z polypropylenu". Základní myšlenka spočívá v tom, že plastovou trubku lze do pouzdra vyhřívaného nástroje zasunout pouze silou a pouze roztavením vnějšího povrchu trubky (obr. 16). A že trn vyhřívaného nástroje lze do tvarovky zasunout pouze silou a pouze tehdy, když je vnitřní povrch tvarovky roztavený.

Obrázek 15 Geometrie svařovací trysky	Obr. 16 Geometrie trubek a tvarovek

Nejdůležitější a nejjednodušší částí vstupní kontroly polypropylenových trubek a tvarovek je proto ujistit se, že studená trubka nemůže být vložena do studené tvarovky. Je také nutné zajistit, aby se studená armatura ani studené potrubí nemohly kombinovat se studenou tryskou.

Pokud tomu tak není, není možné připojit potrubí k tvarovkám pomocí nástrčného svařování.

V praxi mají svařovací trysky, a to i čínské nebo turecké, velmi zřídka nesprávnou geometrii. Všechny jsou obráběny na CNC v souladu s DVS 2208-1. Pokud polypropylenová tvarovka (nebo trubka) sedí volně, je v 99,99 % případů příčinou vadná tvarovka (nebo trubka).

Při výběru trysek má smysl věnovat pozornost především kvalitě teflonového povlaku. Antiadhezní vlastnosti teflonu lze zkontrolovat pomocí netěsnícího biosenzoru.

Pokud je možné, že na teflonu zůstane kapka pasty, není to dobré. Dobrý teflonový povlak nepřilne ani kapka pasty, zůstane na hřídeli pera. Jak je povlak odolný, ukáže až čas.

Dalším znakem levné trysky je, že pracovní plocha není hladká, ale má reliéfní kroužky. Nekvalitní soustružení vede k rychlému opotřebení teflonu na vypouklých žebrech.

Také. Všechny slušné trysky mají na boku průchozí vzduchový kanálek. Například polypropylenovou zátku nelze jednoduše namontovat na svařovací trysku, pokud nemá vzduchový kanál.

Spigotting

Je třeba poznamenat, že v národních dokumentech nelze nalézt žádné normy pro tavné pájení zásuvek. Je popsán pouze v evropské normě DVS 2207-15. Návod krok za krokem, jak provádět svařování HDPE trubek pomocí spojek:

Před zahájením prací je třeba připravit komunikaci. Za tímto účelem se vnější povrch očistí od různých nečistot: prachu, mastnoty. To lze provést pomocí vlhkého hadříku a alkoholového roztoku nebo speciální směsi. Je k dostání v obchodech s instalatérskými potřebami;
Poté se kloub vyčistí. Těsnost spoje závisí na hladkosti řezu. Konec trubky byste měli přejít smirkovým papírem nebo jej očistit zmačkanými novinami.
Po spojení HDPE trubek je oříznuta tak, aby tvořila úkos 1 mm pod úhlem 45 stupňů, což je velmi důležité pro těsné uložení; foto - spojování
Poté je třeba do zásuvky vložit kolena.

Nástrčka se rozdělí na dvě poloviny: první polovina se nasadí na trubku (to je trn) a druhá polovina se vloží do druhé poloviny (to je objímka).
Je třeba poznamenat, že zásuvka by měla být nasazena až po zahřátí nářadí; Foto - připojení

Předehřátá tryska se co nejrychleji nasadí na komunikaci a poté se do ní zasune druhá větev;
Kousky protlačujte velmi opatrně, ale rychle, jinak by se polyethylen mohl přehřát. Pokud je vše provedeno správně, začne zpod zásuvky vytékat tekutý plast.

Po dokončení zahřívání a svařování vyjměte objímku a trubky připevněte na pevný povrch.

S přírubami se pracuje ještě snadněji. Jedná se o závitové spoje pro instalaci. Proto se na jednom konci komunikace vyřízne závit, do kterého se zašroubuje prvek, a na něj se nasadí trubka. Kloub se zahřívá fénem nebo spojkou.

Foto - pnd příruba

Požadavky na kvalifikaci

Pro získání kvalifikace svářeče plastů je nutné absolvovat odborné vzdělání. Prakticky každá technická škola nebo odborné učiliště nabízí vzdělávání pro toto povolání. Doba školení je 3 roky.

Kromě teoretické přípravy by se měl vzdělávací proces zaměřit také na získávání dovedností a kompetencí potřebných pro budoucí zaměstnání. Při hledání zaměstnance zaměstnavatelé věnují pozornost nejen formálním předpokladům (např. kvalifikaci), ale také skutečným kompetencím zaměstnance.

Svářeč plastů musí být schopen

• Provádění technologického procesu svařování;
• Umět vyrobit výztužné pásy;
• provést nezbytné označení výrobku;
• sestavit svařovací zařízení;
• provést opravu (pokud je to nutné);
• procvičovat různé techniky svařování;
• používat různé metody svařování v praxi; používat štěrbinové ražení atd.

Zaměstnanec je povinen znát:

• Technologické zvláštnosti svařovacího procesu;
• Fyzikální a chemické vlastnosti plastových materiálů
• Konstrukce a technické vlastnosti použitých svařovacích zařízení
• bezpečnostní pravidla;
• Právní předpisy upravující činnost svářeče plastů atd.

Tento seznam požadavků však není konečný. Může se lišit a být doplněna v závislosti na konkrétním pracovním místě a přání zaměstnavatele. Proto, abyste vynikli mezi uchazeči o pozici svářeče plastů a rychle se posunuli ve své kariéře, musíte neustále zlepšovat svou praktickou i teoretickou úroveň. Tímto způsobem zůstanete na trhu práce žádaní a relevantní.

Způsoby instalace polyethylenových trubek

Existují dva základní typy potrubních spojů. Jedná se o pevné svařované spoje a dělené spoje. Při výběru jednoho z těchto typů spojů je třeba vzít v úvahu především provozní podmínky potrubí. Například při stavbě potrubí se používá tupý svar. Pro nízkotlaká potrubí se však používají dělené polní spoje, protože jejich instalace je jednodušší.

Svařování svařování polyethylenových trubek na tupo slouží k bezpečnému propojení jednotlivých součástí potrubí. Lze jej použít jako tupý spoj nebo s elektrickou spojkou.

Výhody a nevýhody

Nespornou výhodou nástrčného svařování polypropylenových trubek je absolutní záruka kvality spoje. Ve skutečnosti je produkt monolitický. Často dochází k úmyslnému lomu kdekoli jinde než v místě svařování.

Na svářeče nejsou kladeny žádné kvalifikační požadavky a může ho provádět kdokoli.

Pro výrobky do průměru 40 mm se používá levné ruční svařovací zařízení.

Vyžaduje se vysoká povrchová teplota spojovaných ploch (až 260 °C ⁰C). Krátká doba ohřevu a vysoká rychlost svařování.

Svařování tenkostěnných výrobků není možné z důvodu příliš rychlého zahřátí, které vede k takovým deformacím, že není možné trubku do objímky zasunout.

Při vyrovnávání trubky a tvarovky k ohřívači nebo k sobě navzájem po ohřátí je třeba vyvinout značnou sílu. U průměrů větších než 50 mm je ruční připojení téměř nemožné a vyžaduje použití mechanických a jiných přípravků.

Není hospodárné při stavbě hlavního potrubí.

Pravidla pro provádění svařování PE trubek

Při svařování PE trubek se rozlišují tři hlavní metody

• na čelní straně;
• zásuvka;
• Přes zásuvku.

Každá metoda má své technologické zvláštnosti, ale proces svařování musí být v každém případě prováděn při dodržení řady požadavků:

Nejprve je třeba správně pořídit polyethylenové trubky. Všechny musí patřit ke stejné šarži a výrobci. Rozdíl mezi kvalitním a vadným výrobkem nemusí být patrný, proto by se v každém případě měla dát přednost tovární výrobě. I milimetrový rozdíl v průměru obou spojovaných trubek může vést k závadám v následném provozu systému.
Použití výrobků vyrobených za stejných podmínek také znamená, že chemické složení a tloušťka trubek jsou zcela shodné. To ovlivní dobu svařování, přesněji fázi zahřívání. Nesoulad mezi oběma trubkami může mít za následek, že se jedna trubka více roztaví a druhá nedosáhne správné teploty.

V tomto případě nebude tupý spoj dostatečně pevný.
Velmi důležité je také to, jak čistý bude materiál. Každý proces svařování PE trubek vyžaduje práci s dokonale čistým povrchem.

Nejmenší písek, prach, nečistoty a jiné částice mohou způsobit nedostatečně těsný spoj.
Při práci ve venkovním prostředí je také důležité zohlednit povětrnostní podmínky. Nadměrná vlhkost při dešti, přehřátí na otevřeném slunci nebo přechlazení v chladu mohou vést ke zhoršení pevnostních vlastností spoje.
Velmi důležitou fází práce je nakonec vychladnutí vytvořeného spoje. Dokud zahřátý polymer zcela nevychladne, je nutné jednotlivé kusy k sobě zafixovat.

Teoretické pozadí

Svařování vytlačováním je vhodné pouze pro materiály s velkým teplotním rozsahem, u nichž se zachovává jejich viskózní tekutý stav, jako jsou polyetylen, fluoropolymery, plastifikovaný polyvinylchlorid a polystyren. Takové materiály, které se mohou zahřát nad teplotu tání, se nazývají termoplasty. Teplotní rozsah mezi tavením a termodegradací (destrukcí materiálu) u termoplastů je 50-180 °C.

Pevnost extrudovaného spoje dosahuje až 80-100 % konstrukční pevnosti samotných dílů, ale je velmi závislá na teplotě přísady. Plnivo se zahřeje na teplotu 30-60 °C nad bodem kluzu (Tt). Teplo z přísady se ztrácí do okolí, aby se roztavily okraje spojovaných dílů a aby samotná hmota zůstala viskózní.

Je třeba poznamenat, že teplota zahřívání dílů nesmí překročit teplotu tepelné degradace materiálu, protože by to vedlo ke snížení pevnosti spoje.

Následující schéma ukazuje proces změny struktury polymeru při zvýšení teploty.

Spojovat by se měly pouze spoje z termoplastů ze stejného materiálu. Přísada musí být vyrobena ze stejné látky jako spojované povrchy. Pokud mají svařované díly různé meze kluzu, musí se mez kluzu přídavného materiálu rovnat průměru hodnot PT spojovaných dílů.

PVC a PVDF mají malý teplotní rozsah tání a lomu, takže jejich spojování musí být prováděno s pečlivou kontrolou teploty. Svařování takových materiálů vyžaduje extrudéry se šnekem, který viskózní hmotu důkladně promíchá, a svařování musí probíhat v jednom kroku, bez přerušovaného vypínání a zahřívání extrudéru.

Vytlačovací svařování lze použít k vytváření souvislých prodloužených spojů na vyztužených materiálech a fóliích. U tohoto typu spoje se vytlačovaná hmota přivádí do filmového spoje, který je tažen přes válcovací válce. Spojovaný spoj pak prochází upínacími válci a vytváří svarový spoj.

Aby se minimalizovaly tepelné ztráty, mělo by se extruzní svařování provádět s co největším průměrem přídavné tyče a vysokou rychlostí přídavného materiálu.

Je třeba mít na paměti, že vytlačovací svařování není povoleno používat na tlakových potrubích.

V Rusku jsou pravidla pro extruzní svařování upravena normou GOST 16310-80. Tato norma stanovuje typy spojů, rozsah pracovních teplot, tloušťku dílů, rozměry hran a další technické parametry.

Německá norma DVS 2207-4 je ve světě široce používána a upravuje svařování při vytlačování.

Příklady technických parametrů svařování jsou uvedeny v tabulce.

Návod: jak svařovat plastové trubky

Zjistěte, jak provádět svařování plastových trubek tavnou elektrodou. Polotovary trubek a systémové komponenty jsou vždy nakupovány skladem. Plastové prvky jsou rozřezány na malé části, abyste se naučili zařízení používat. Tento proces se skládá z několika kroků, z nichž každý je popsán samostatně.

Příprava trubek ke svařování

Nakrájejte plast na plátky podle schématu zapojení. Okraje svírají pravý úhel. Nejdříve si udělejte značku a pak do plastu vyřízněte. Pak se obrobek definitivně rozřízne silným gestem. Prvky jsou uspořádány na čistém, rovném povrchu v pořadí vhodném pro svařování. Potřebné spojovací prvky - tvarovky, kolena, trojúhelníky, spojky - jsou umístěny vedle sebe.

Každý spoj je před svařováním očištěn a odmaštěn, aby nezůstaly žádné otřepy. Trubky s vrstvou fólie je nutné skládat - vrstva kovu je ve spoji zcela odříznuta.

Nastavení svářečky

K páječce připojte trysky požadovaného průměru. Svařovací nástroj pevně položte na rovný povrch, aby se nekýval. Nastavte regulátor vytápění do správné polohy. Při svařování plastových trubek se páječka zahřívá na teplotu od +255 °C do 280 °C bez ohledu na tloušťku trubek. Mění se pouze doba ohřevu dílů během svařování a doba zdržení spoje před vytvrzením.

Svařovací sada se dodává s tryskami pro trubky různých průměrů.

Ohřev dílů

Při svařování se oba prvky zahřívají současně: trubky zvenku (vložené do topného tělesa), tvarovky zevnitř (položené na topné těleso). Díly se mírnou silou přitlačí na doraz - podložku žehličky. Doba ohřevu se počítá od okamžiku kontaktu, interval závisí na průměru trubkového obrobku:

Průměr obrobku, mm	Doba ohřevu, sec.	Hloubka hrotu, mm
20	8	14
25	9	16
32	10	20
40	12	21
50	18	22,5
63	24	24

Doba prodlevy mezi 4 a 8 sekundami. Údaje uvedené ve speciálních tabulkách pro svařování propylenu jsou přibližné. Doba ohřevu a udržování se stanoví experimentálně před instalací potrubí. Plast se nesmí zahřívat na celou hloubku stěny, aby nedocházelo k vnitřním přesahům. Experimentální obrobky jsou malé, aby byl vidět vnitřní povrch kloubu.

Spojování kusů

Zahřáté na tryskách by se plastové trubky a tvarovky měly spojovat rychle, silou a bez pnutí. To se provádí jedním pohybem, bez otáčení. Zárubně pro svařování o průměru větším než 50 mm (pro drenážní systémy) připojené k použití centrátoru, ručně kvalitní spoje se nedostanou. Obrobky se drží v ruce, dokud plast neztvrdne. Vytvořená sestava se poté nechá 3-10 minut zcela vychladnout v závislosti na tloušťce obrobků.

Po zahřátí obrobků na tryskách je rychle a silně přitlačte k sobě, aniž byste je zkroutili.

Odhrotování

Pilníkem opatrně odstraňte vnější okraje pryskyřice. Při správném zahřátí a stlačení by neměly být velké. Na kloubech nesmí být žádné vnitřní hrboly, jedná se o vadu. Po instalaci vodovodního potrubí se ujistěte, že jsou spoje bezpečné. Voda by se do systému neměla pouštět dříve než po uplynutí jedné hodiny. Pokud je zjištěna netěsnost, spoj se rozřízne a na jeho místě se vytvoří nový přírubový spoj.