Заваряване на полиетиленови тръби: сравнение на методите + инструкция за монтаж

За сглобяване на инсталация от полиетиленови (ПЕ) тръби са необходими определени умения за тяхното заваряване и свързване с помощта на фитинги. За тази работа ще подхожда и оборудване, използвано за монтаж на полипропиленови тръбопроводи.

Заваряването на полиетиленови тръби се извършва със специални апарати и изисква определени знания, за което ще говорим в тази статия. Детайлно ще разгледаме особеностите на подготовката на оборудването за процеса на заваряване, ще дадем препоръки за изпълнение на качествен заваръчен шев. Също така ще разгледаме различни варианти за заваряване на тръби от полиетилен.

Подготовка на оборудването за заваряване

За всеки вид заваряване се използва различно оборудване. Няма смисъл да го закупувате за еднократно сглобяване на комуникации по челния и електрозаваръчния метод, защото цената на комплекта е няколко хиляди долара. По-добре е да се възползвате от услугите на външни компании или да вземете техниката под наем.

Използваното заваръчно оборудване

Оборудването за разтръбно запояване струва в рамките на 100-200 долара, затова въпросът за покупката на заваръчен апарат всеки решава самостоятелно.

В стандартния комплект устройства за челно заваряване на полиетиленови тръби се включват:

1. Центратор. Това е станина с 4 метални скоби за тръби, две от които са подвижни, а две са твърдо фиксирани на основата.
2. Торцевач. Представлява отделно дисково устройство за прецизно механично отрязване на краищата на заваряваните тръби. Устройството се закрепва към направляващите на заваръчния апарат.
3. Нагревателно огледало. Представлява покрита с тефлон кръгла пластина, към която се притискат съединенията на тръбите за разтопяване на ПЕ. Има вграден термометър.
4. Хидравлично или механично задвижване. Устройство за регулиране на силата на притискане на тръбите при тяхното нагряване и последващо свързване.
5. Редукционни вложки. Това е набор от сменяеми полупръстени за фиксиране на тръби с различен диаметър.
6. Блок за управление. Влиза в комплектите оборудване с автоматизация на процеса на заваряване.

По същество, комплектът оборудване представлява самостоятелни приспособления, изпълняващи определени функции на различни етапи на заваръчния процес. Те могат да бъдат както предназначени за чисто ръчно заваряване, така и за свързване на тръби в напълно автоматичен режим.

За монтаж на електромуфтови съединения се използва подходящ заваръчен апарат с вграден скенер за баркодове. Не са необходими допълнителни устройства за този процес.

Челното заваряване се използва предимно за тръби с диаметър над 50 mm, поради което оборудването за него е с немалък размер.

За разтръбно заваряване ще бъде необходим следният комплект:

• електрозаваръчен апарат;
• ножици-тръборези;
• подставка;
• калибратор и фаскоснимател;
• дюзи за загряване на свързваните елементи.

Освен посоченото оборудване, за монтаж на тръби може да са необходими и общоупотребявани инструменти: регулируем ключ, ролетка, маркер и други.

Подготовка за заваръчния процес

Немаловажен фактор за качествено заваряване на тръбопроводи от ПНД е тяхната предварителна подготовка. Необходимите манипулации за формиране на добър заваръчен шев ще бъдат представени под формата на инструкция.

Непосредствено преди нагряване на детайлите, които ще се заваряват, трябва:

1. Да се уверите в идентичността на материала и маркировката на детайлите, които ще се заваряват.
2. Да почистите и обезмаслите съединенията на свързваните изделия.
3. Да центрирате тръбите и да ги фиксирате здраво.
4. Обработете срезовете с торцевател до образуване на непрекъсната лента с дължина две обиколки на тръбата.

След всичко е необходимо да почистите краищата на свързваните части от стружки.

Торцевателят с електрозадвижване значително ускорява процеса на монтаж, особено при големи обеми работа, но цената му е твърде висока за еднократна работа.

След старателна подготовка на полиетиленовите тръби и фитинги за заваряване може да сте сигурни, че качествен шев е наполовина гарантиран.

Начини за заваряване на PE тръби

Промишленият полиетилен с ниско налягане (ПНД) е термопластичен материал, чиито свойства не се променят в процеса на цикли нагряване-охлаждане. Затова той прекрасно подхожда за монтаж на битови и промишлени тръбопроводи.

Свързването на отделните ПНД тръби и фитинги помежду си става чрез разглобяеми резбови съединения или следните начини на заваряване:

• гнездов;
• електромуфтово;
• челен.

Тръби с дебелина на стената до 4,5 mm (диаметър до 50-110 mm) се заваряват с първите два начина, а за по-дебелостенни тръби се използва челен начин на заваряване без фитинги.

ПНД е чувствителен към повишени температури, затова се използва само за водоснабдяване с работна температура до +40 °C или краткотрайното ѝ повишаване до +60 °C.

Вариант #1 — режим на челно заваряване

По време на челно заваряване е важно да се контролират критичните параметри: температура на инструмента и пластмасата, притискателна сила и продължителност на операциите. При липса на сензори за тези стойности едва ли ще се получи стабилно качествен шев.

Да разгледаме поетапната инструкция за челно заваряване на полиетиленови тръби най-добре на пример на полуавтоматично оборудване с хидравлично задвижване.

Челно заваряване се извършва, ако дебелината на стената на полиетиленовата тръба не надвишава 5 mm, а диаметърът ѝ не надвишава 50 cm. Технологията включва редица стандартни етапи:

Стъпка#1 – нагряване на челата

След обработката на краищата на тръбите, заваръчното огледало се нагрява до температура 200-230 градуса и се поставя в средата на центратора. След това, с помощта на хидравличното задвижване, краищата на ПНД тръбите се притискат плътно към него с усилие 4-6 кг/см².

След приближаване на размерите на грата до минимално допустимите стойности, усилието се намалява до 0,2-0,5 кг/см² и пластмасата продължава да се нагрява през цялото нормативно време. Заваряването е допустимо при температури от минус 15 до плюс 45 градуса, но при студени условия времето за нагряване може да бъде увеличено.

Притискателното налягане се контролира от вграден в хидравличния механизъм манометър. При липсата му необходимото усилие се определя визуално по вида на образуващите се валове на грата.

Стъпка #2 — съединяване на тръбите

След необходимото нагряване и разтопяване на ПНД на съединенията, тръбите се раздалечават с хидравлично задвижване, огледалото се отстранява и отново със задвижване се притискат заваряваните повърхности една към друга с усилие 1-3 кг/см². Размерите на грата се контролират визуално, поради което притискателното налягане може да се различава.

Прекомерното усилие при сплавяне на краищата на тръбите вреди не по-малко от недостатъчното. Това води до образуване на голям вътрешен вал, който ще създава вихрови потоци и ще намалява водното налягане.

Стъпка #3 — охлаждане и оглед

Тръбите продължават да бъдат притиснати една към друга до пълното охлаждане на съединението. След премахване на усилието от хидравличното задвижване тръбите се изваждат от скобите на центратора и се извършва оценка на състоянието на заваръчния шев и грата. Ако техните параметри са в норма, тръбата е готова за експлоатация.

Вариант #2 — разтръбно заваряване на ПНД тръби

След предварителното рязане и подготовка на ПНД тръбите и детайлите може да започне тяхното разтрубно заваряване. Процесът ще бъде разгледан под формата на стъпка по стъпка инструкция.

Стъпка #1: подготовка на поялника

Оптималната температура за заваряване на полиетиленови тръби варира около 210 °C, поради което са подходящи само поялници с регулируемо нагряване. Преди свързване към мрежата е необходимо да се навият на нагревателя специални двустранни насадки (гилза и дорн) и да се постави поялникът на кръстообразна стойка.

Колкото по-голяма е мощността на поялника, толкова повече ПНД тръби може да съедини за единица време. За домашни работи ще бъде достатъчен 800-ватов електроуред.

При достигане на зададената температура на него ще светне сигнална (обикновено зелена) лампичка.

Стъпка #2: нагряване на детайлите

Извършването на работа с горещи тръби е по-безопасно с ръкавици. За нагряване на детайлите е необходимо едновременно да се наниже единият съединяем детайл на дорна, а след това вторият да се вкара в металната гилза.

Присъединяването и разединяването на ПНД детайли с поялник трябва да става без въртеливи движения. Същото правило важи и при съединяване на нагретите изделия.

За да се спази дълбочината на съединението, може предварително да се нанесе с маркер съответна маркировка върху тръбата, а след това да се ориентирате по нея при съединяване на нагретите изделия.

Дадените в таблицата данни са ориентировъчни, а трябва да се разчита само на информацията, посочена в инструкцията на заваръчния апарат.

Горе е дадена таблица с ориентировъчни времеви рамки за загряване, съединяване и охлаждане на тръбите, както и дълбочината на вкарване в муфата. При минусови температури времето за загряване на материала може да се увеличи с 1–2 секунди.

Стъпка #4: съединяване на детайлите

След загряването, изделията трябва едновременно да се отделят от наставките и със силно право движение да се вкара тръбата в муфата до отбелязаната черта. Не може да се въртят детайлите един спрямо друг. След 5–10 секунди след съединяването всякакви премествания могат да доведат до рязко намаляване на здравината на съединението.

При съединяване на нагретите детайли техните оси трябва да са разположени максимално успоредно, тъй като след 20–25 секунди коригирането на изкривяването ще бъде невъзможно.

След охлаждане е желателно да се прегледа образувалият се вътрешен шев за наличие на натеци, които преграждат лумена на тръбата. Ако е стеснен, по-добре е да се презавари съединението, за да се предотврати падане на налягането в системата.

Вариант #3 — електромуфтово заваряване на полиетилен

Заварката на полиетиленови тръби с помощта на електромуфа е най-простият и най-бързият начин. Пластмасовите фитинги имат вградена метална спирала, която самостоятелно загрява свързваните повърхности и разтопява ПЕ.

При този начин се налага допълнително да се харчат пари за електромуфи, чиято цена започва от 3–4 долара за брой. Затова такава заварка се използва само на места, където не са достъпни челният и муфтовият метод. Предимство на електромуфтовия начин е възможността за свързване на тръби с дебелина от 4,5 мм и по-малко.

Основните етапи на заварката:

1. Почистване и механична обработка на фитинга и краищата на тръбите.
2. Центриране и вкарване на тръбата в електромуфата.
3. Присъединяване на фитинга към електрическите контакти на специален заваръчен апарат, загряване на съединението.

Последният етап – изключване на електричеството и охлаждане на тръбата.

Електромуфтовото челно съединение е по-здраво от самата тръба. При тестове на опън се получава скъсване на самата тръба, а не на мястото на заваръчния шев.

На електромуфите има щрихкод с кодирани параметри на времето за загряване, силата на тока и напрежението. Той се разчита от скенера на заваръчния апарат, който след това извършва процеса на запояване в автоматичен режим. Изделията се получават плътно и надеждно споени на голяма площ.

Правилни челни заваръчни шевове

Правилността на изпълнението на всички заваръчни инструкции може да се оцени по крайния външен вид на полиетиленовото съединение. В случай на формиране на неправилен шев и висок риск от нарушаване на херметичността при по-нататъшна експлоатация, е по-добре да се отреже съединението по краищата и да се завари ново.

В правилно изпълнения шев размерите на валика на грата трябва да съответстват на нормативните стойности.

Нормативните параметри са изчислени на базата на лабораторни изпитания. Тяхното спазване гарантира висока надеждност на шева и дълъг срок на експлоатация на тръбопровода.

Съществуват и допълнителни изисквания към параметрите на валиците:

1. Симетричност и равномерност по цялата обиколка на съединението.
2. Преместването на стените на тръбите в радиалната равнина не трябва да бъде повече от 10% от тяхната дебелина.
3. Цветът на валиците трябва да бъде идентичен на цвета на тръбата.
4. Вдлъбнатината между гратите не трябва да навлиза по-дълбоко от нивото на външната повърхност на тръбите.

И разбира се, напълно се изключва наличието на пукнатини и пори.

1. Нормален заваръчен шев. Валиците на правилния шев имат закръглени размери и форми, които не излизат извън установените норми. 2. Шев с малък грат. Малкият грат свидетелства за недостатъчно време за загряване или слабо притискане на тръбите при утаяване.

3. Валици с увеличен над нормата размери. Увеличеният заваръчен шев може да бъде резултат от прекомерна температура на нагревателното оборудване или от негова неизправност. 4. Радиално изместване на валиците. Радиалното изместване на тръбите рязко намалява здравината на съединението и може да доведе до неговото разкъсване още на етапа на полагане.

Причина за несиметричността на валиците по обиколката може да бъде некачествено предварително подравняване на краищата или разположение на подравнителя под наклон спрямо тръбата.

Инструкции за монтаж на полиетиленови тръби

За свързване на полиетиленови тръби с елементи на водопровода могат да се използват следните съединения:

• неразглобяеми;
• разглобяеми.

Неразглобяемите съединения се получават чрез запояване на тръбите една към друга или към специални заваръчни фитинги. Този начин е евтин, но получените при това конструкции често се получават обемисти. Използването на неразглобяеми съединения е оправдано при монтаж на подземни стационарни водопроводи.

За сглобяване на временни системи от полиетиленови тръби, както и при липса на заваръчно оборудване, могат да се използват резбови компресионни фитинги, чийто монтаж ще бъде разгледан по-нататък.

Присъединяване на тръба към компресионен фитинг

Компресионните фитинги струват повече от заварените модели, но са разглобяеми и лесни за експлоатация. Препоръките за техния монтаж са разгледани в по-долната поетапна инструкция.

Стъпка първа – външен оглед и изрязване

Сглобяването на системата от полиетиленова тръба и пластмасов компресионен фитинг започва с тяхната проверка за наличие на пукнатини и дълбоки драскотини. Дефектният участък от тръбата е по-добре да се отреже веднага.

Полиетиленовата тръба може да се реже както с нож, така и със специален тръборез. В резултат трябва да се получи идеално перпендикулярен разрез без захвати и вълни. За отстраняване на неравностите по краищата може да се закупи ръчен торцевател.

Видовете тръборези са много, но всички те имат широка основа, която осигурява строго перпендикулярно положение на тръбата спрямо режещия елемент.

Стъпка втора – поставяне на елементите на фитинга върху тръбата

Първо на маркуча се поставя затягаща гайка, после цанга, след това затягащ пръстен, а накрая се слага гумена уплътнителна прокладка.

Комплектацията на фитинга може да бъде различна, затова е важно да запомните последователността на неговите елементи при развъртане, за да ги поставите правилно при сглобяване на съединението.

Краят на тръбата се вкарва докрай в корпуса на фитинга, а поставените на маркуча елементи се придвижват до резбата. След това затягащата гайка се затяга плътно с ръце. При наличие на верижен ключ може да се достегне съединението с него.

Не бързайте със затягането на затягащата гайка – може да се изкриви. При твърд ход е по-добре още веднъж да развъртите съединението и да повторите процеса на сглобяване.

След монтажа на фитинга е добре да се провери херметичността на съединението. В случай на изтичане може лесно да се притегне гайката, като се оправят елементите на конструкцията.

Врязване на седелка в тръба

При необходимост да се направи отклонение от полиетиленова тръба не е задължително да се купува тройник. Ще бъде достатъчно да се пробие отвор в нея и да се постави седло. Как да се направи това ще бъде разгледано в поетапната инструкция.

Стъпка първа – подготовка

Първоначално трябва да се огледат съединяваните изделия за липса на драскотини и пукнатини и да се избърше тяхната повърхност с влажна кърпа.

Стъпка втора – сглобяване на скобата

Поставете на тръбата и двете части на хомота, затегнете неговите гайки с ключ. Целта на процедурата е твърда фиксация на седлото.

Съществуват седла, които могат да се монтират под работещ водопровод. Те имат вграден механизъм, който пробива отвор без разхерметизиране на конструкцията.

Стъпка трета – пробиване

В центъра на отвора на седлото набележете точка, а по краищата на фитинга направете с маркер линии за запомняне на неговото положение. Развъртете седлото и свалете неговите части. Пробийте полиетиленовата тръба на набелязаното място с помощта на свредло с необходимия диаметър.

Съществуват свредла с обвивка, които позволяват да се правят отвори в тръби и вдлъбнатини без риск от повреждане на околните стени.

Стъпка четвърта – сглобяване на седлото

Почистете вътрешността на PE тръбата от стружки и отстранете възможните зацепвания по краищата на пробития отвор. Поставете, съгласно предварително начертаните маркировки, частите на фитинга върху тръбата и затегнете здраво фиксиращите гайки.

Простите седла може да не се комплектоват със затягащ механизъм за закрепване на тръбата. В такъв случай резбата на присъединявания фитинг или тръба се препоръчва да се увие с фум-лента.

При завиване на тръба или фитинг в седлото може да се навие няколко слоя фум-лента.

Частта на седлото с изходния отвор може да има от страната на тръбата канал за уплътнителен гумен пръстен. Затова, при наличие на уплътнител, е необходимо да се постави между тръбата и фитинга.

Ако на определен участък от тръбопровода ви се налага да огънете тръбата, препоръчваме да го направите по инструкцията, дадена тук.

Изводи и полезно видео по темата

Предложените видеоклипове ясно ще демонстрират всички видове заваряване на PE тръби, както и ще запознаят с процеса на сглобяване на компресионен фитинг и седло.

Разтръбно заваряване на полиетиленови тръби:

Процес на електромуфтово заваряване:

Челно заваряване на PE тръби с полуавтоматичен апарат с хидравлично задвижване:

Монтаж на компресионен фитинг върху тръба:

Монтаж на седло върху PE тръба:

Самостоятелният монтаж на полиетиленови водопроводи изисква известни знания и умения, но е напълно изпълним при спазване на горепосочените правила. При липса на специално оборудване водопроводът може да се сглоби дори без инструменти, като се използват само компресионни фитинги.

Вариантите за монтаж са много, но трябва да се използва този, който ще осигури резултат с минимални финансови разходи.

Определяте оптималния начин за заваряване на полиетилен и искате да уточните някои моменти? Не се колебайте, задавайте въпросите си на нашите експерти – ние ще се опитаме да ви помогнем.

Или може би искате да споделите личен опит с монтажа на полиетилен в домашни условия? Пишете своите коментари, добавяйте уникални снимки – на много начинаещи ще бъде полезна вашата информация.