Svařování polypropylenových trubek: teplota svařování polypropylenových trubek, technologie ohřevu, svařování a ohřev tvarovek

1 Kde se tedy používají polypropylenové trubky | Je to polypropylenová trubka?

1.1 Trubky vyrobené z polypropylenu (PP) nebo (náhodný kopolymer propylenu nebo PP-R) jsou velmi žádané pro instalaci vodovodních systémů (zásobování teplou a studenou vodou uvnitř budov) a topných systémů. Tyto trubky se spojují metodou „socket-welding“.

Populární název metody je „zásuvkové“ svařování polypropylenových trubek nebo svařování „do zásuvky“ (nebo, jako ve starých normách, „do zásuvky“). Přímé spojení dvou trubek se provádí pomocí tvarovky nazývané spojka. Dalším oblíbeným názvem této metody je „spojování“ svařování plastových trubek.

Populární název zařízení je „přístroj“ pro hrdlové (zásuvkové) svařování polypropylenových trubek. Žargon – pro ruční zařízení – páječka pro plastové trubky . To druhé, ač v zásadě chybné, zapustilo kořeny.

1.2 Funkční technologie hrdlového svařování je v současné době (2020) regulována pouze německými normami DVS:

– hrdlové svařování polyetylenových trubek – DVS 2207-1

– technologie svařování polypropylenových trubek – DVS 2207-11

– hrdlové svařování PVDF trubek – DVS 2207-15

Uvedené normy nabízejí podrobné pokyny pro svařování trubek od přípravy až po technologické režimy.
Žádné další regulační dokumenty již neexistují. Má smysl mluvit samostatně o PVC.

1.3 PVC – polyvinylchlorid – je tvrdý materiál a při zahřátí podléhá „tepelné destrukci“.

PVC trubky o průměrech se lepí do hrdla speciálním lepidlem. Tlakové trubky z PVC lze svařovat, ale pouze svařováním na tupo. A definice „páječka pro PVC trubky“ se objevil a používá se mezi amatéry, kteří nedělají rozdíl mezi PP a PVC. Dobře, budiž „páječka pro PVC trubky“ , obchodní manažer chápe, že mluvíme o zásuvkové svářečce.

Konstrukce přístroje a specifikace nejžhavějšího nástroje pro hrdlové svařování jsou regulovány pouze německými normami DVS, jmenovitě DVS 2208-1 .

V Rusku byl v roce 2016 plánován vývoj a ratifikace komplexního regulačního dokumentu pro svařování trubek vyhřívaným nástrojem do hrdla. Zda se tak stane, se ale zatím neví GOST nebo STO . Dokument je pro první přiblížení již hotový a obsahuje jak konstrukci zařízení, tak vyměnitelný vyhřívaný nástroj pro svařování trubek do hrdla, stejně jako pokyny pro svařování polypropylenových, polyetylenových a PVDF trubek. Režimy svařování jsou prezentovány ve formě teplotních a časových tabulek. Dokument NEOBSAHUJE návod k návrhu a instalaci vodovodního nebo topného systému, toto je samostatné téma!

1.4 Navzdory chybějícímu legitimnímu popisu technologie a zařízení je hrdlové svařování pro různá potrubí již dlouho doporučováno určitými normami Ruské federace:

SNiP 3.05.04-85* — (externí vodovod a kanalizace) navrhnout připojení polyetylenových (PP) trubek a tvarovek pomocí „svařování na tupo nebo hrdlo“ (bod 3.58. SNiP). Bez naznačení omezení metody nebo alespoň její podstaty. Trubky vyrobené z jiných termoplastů nejsou zmíněny, proto se dokument zabývá pouze vnějšími potrubími.

SP 40-102-2000 — (instalace vodovodu a kanalizace z polymerových trubek) navrhuje spojovat polyetylenové, polypropylenové a polybutenové trubky „svařováním hrdlem“ (bod 3.3.1 SP). Hrdlové svařování se doporučuje „pro trubky s vnějším průměrem do 110 mm a stěny libovolné tloušťky“ (bod 7.3.2 SP). Stylistická chyba v citaci (pokud si toho někdo všiml) se nepočítá. Ohledně stěn jakékoliv tloušťky je to zásadní chyba. Autor jednou osobně strávil čas výběrem režimu svařování pro tenkostěnné trubky. Ukázalo se, že svařování je možné pouze při rychlém zahřátí svařovaných ploch zahřátým nástrojem na teplotu 280-290 C. Ale při této teplotě se jakýkoli teflonový povlak na zahřátém nástroji docela rychle zničí. A pokud je teplota nástroje 260 C, tavení povrchů trvá déle, pak se trubka stihne prohřát a ztratí potřebnou pružnost. Mimochodem, ve společném podniku neexistuje žádný návod ke svařování ani tabulka režimů.

VSN 003-88 – Ministerstvo ropovodu a plynárenství (ropovody PE a PP) navrhuje spojovat trubky PE a PP „kontaktním svařováním nahřátým nástrojem na tupo nebo do hrdla“ (bod 7.5.3.1. VSN). Dokonce ukazuje technologii svařování polypropylenových trubek ve formě tabulky časů svařování v závislosti na tloušťce stěny – čas ohřevu, technologická pauza a fixace. A i zcela moderní požadavek na teplotu ohřívaného nástroje je dán – 260±10°C. VSN 003-88 je vysoce respektovaný dokument, už jen proto, že je jedním z prvních v SSSR (zejména druhým po OST 6-19-505-79), který nabízí jasnou a použitelnou technologii svařování trubek na tupo . Ale tabulka pro hrdlové svařování polypropylenových trubek je zde neúčinná, už jen proto, že navrhuje ohřívat trubky s tloušťkou stěny menší než 3 mm po dobu 3-8 sekund!

Jako běžná praxe pouze normy DVS nabízejí omezení pro použití hrdlového svařování: průměry 16-125 mm se spodním limitem tloušťky stěny trubky (viz odstavec 2, tabulka 1).

Technologie hrdlového svařování se v praxi používá v naprosté většině případů při instalaci vodovodních a topných systémů z polypropylenových trubek (PP). A při instalaci přívodu vody a vytápění z polypropylenových trubek se v naprosté většině případů používá zásuvková technologie ( spojka ) svařování.

1.5 Technologie svařování polypropylenových trubek, technologie hrdlového svařování a pájení plastových trubek (polypropylenových trubek) jsou synonyma. To je způsobeno souborem doplňkových okolností:

— Ze všech metod svařování plastů je nejsnáze proveditelné hrdlové svařování trubek vlastníma rukama doma. 5 omezení:

– hrdlové svařování nefunguje u tenkostěnných trubek

— se zvětšujícím se průměrem se hrdlové svařování stává technicky složité a ekonomicky neproveditelné. Toto je nejlepší metoda svařování pro tlustostěnné trubky s malými průměry!

— Pro vodovodní a topné systémy uvnitř budov jsou vyžadovány trubky malého průměru z tepelně odolného materiálu.

— Vnitřní potrubí vyžaduje mnoho ohybů a odboček, které jsou organizovány spojovacími díly – armaturami.

— PP má nízkou cenu pouze polyetylén, který není tepelně odolný, je levnější než on. Polypropylen je poměrně tepelně odolný, i když je horší než drahý polybuten nebo ještě dražší PVDF.

— Při teplotách 70-80°C mají polypropylenové trubky dostatečnou dlouhodobou pevnost pouze při velké tloušťce stěny. Tato tloušťka je zcela dostačující pro hrdlové svařování.

Soklové svařování polyetylenových trubek technicky nemá žádné kontraindikace. Problém je, že polyetylenové trubky mívají vyšší SDR . Jinými slovy, polyetylenové trubky o průměrech vhodných pro hrdlové svařování mají obvykle příliš tenkou stěnu. Navíc vzhledem k nízké ceně a nízké tepelné odolnosti polyetylenu je hlavním využitím polyetylenových trubek vnější podzemní vodovodní potrubí nebo plynovody, a to již velkých průměrů. To znamená, že průměr a tloušťka stěny polyetylenových trubek jsou obvykle nevhodné pro hrdlové svařování.

1.6 Pár slov o polypropylenu. Pevný (izotaktický) polypropylen vhodný pro výrobu trubek má tři typy:

— homopolymer propylenu nebo PP Typ 1 nebo PPH nebo PP-H;

— blokový kopolymer propylenu nebo PP Typ 2 nebo PPB nebo PP-B;

— statistický kopolymer propylenu nebo PP typu 3 nebo PPR nebo PP-R.

Pro instalaci systémů zásobování teplou vodou a vytápění se používá pouze náhodný kopolymer propylenu, protože si zachovává své vlastnosti v širokém teplotním rozsahu. Homopolymer a blokový kopolymer propylenu se používají pro relativně tenkostěnné kanalizační potrubí a potrubí pro přívod studené vody a nemají nic společného s hrdlovým svařováním.

Vzhledem k rozmanitosti propylenových kopolymerů se polypropylenové trubky často nazývají jednoduše propylen.

2 Svařování a montáž polypropylenových (PP) trubek svépomocí

Vlastně, ať už vlastníma rukama nebo rukama profesionála, technologie svařování je stejná.

To znamená, že otázkou je, jak používat páječku na trubky.

2.1 Začněme technologií svařování polypropylenových (PP) trubek.

Ohřev svařovaných ploch polypropylenové trubky se provádí kovovým nástrojem – svařovací trysky potažené teflonem a zahřáté na teplotu 260°C (viz bod 4). Povrchy, které mají být svařeny, jsou vnější povrch polypropylenové trubky a vnitřní povrch polypropylenové tvarovky.

V souladu s tím se vyhřívaný nástroj (svařovací tryska) skládá ze dvou polovin:

— polovina, na kterou je armatura nasazena silou, se nazývá „trn“

– polovina, do které je zasunut konec trubky silou, se nazývá „objímka“.

Propylen tvarovka se spojí s trnem vyhřívaného nástroje až na doraz, současně se polypropylenová trubka spojí s objímkou ​​vyhřívaného nástroje až na doraz. Tato operace se provádí co nejrychleji.

Vnější průměr propylenové trubky určené pro hrdlové svařování je o něco větší než jmenovitý průměr a vnitřní průměr propylenové tvarovky je o něco menší než jmenovitý průměr potrubí. Například propylenová trubka o jmenovitém průměru 20 mm má ve skutečnosti vnější průměr 20,3-20,5 mm a propylenová tvarovka odpovídající velikosti má vnitřní průměr 19,5-19,7 mm. Pracovní plochy svařovacích trysek jsou v tomto případě kónické (zúžení cca 0,5?) a jejich průměry ve střední části odpovídají jmenovitému průměru. Trubku a tvarovku tedy nelze kombinovat se svařovacími tryskami nebo mezi sebou bez ohřevu.

Protože je propylenová trubka kombinována s horkou svařovací tryskou (objímka vyhřívaného nástroje), vnější vrstva trubky se roztaví a vytlačí ve formě housenky (otřepu) a vnitřní vrstvy trubky se zahřejí. natolik, aby se elasticky smrštily a umožnily trubce vstoupit do svařovací trysky (obrázek 1). K podobným procesům dochází, když je propylenová tvarovka kombinována s trnem vyhřívaného nástroje – na vnitřním povrchu se vytlačí „otřep“ a stěna tvarovky se pružně napne (obrázek 2).

Rýže. 1 Začátek ohřevu pp trubky

Rýže. 2 Začněte zahřívat tvarovku

Jak se svařovací tryska (trn vyhřívaného nástroje) pohybuje dále, vnější řez tvarovky se opírá o zaoblenou základnu svařovací trysky (obrázek 3). V tomto případě dojde k roztavení vnějšího řezu tvarovky a také k vytlačení korálku, ale nepatrné výšky. V tomto případě nedosahuje horní část svařovací trysky k vnitřnímu dorazu tvarovky, ale housenka, kterou tlačí před sebe, se „plazí“ na vnitřní doraz tvarovky.

Při propagaci propylen trubky uvnitř svařovací trysky (objímka vyhřívaného nástroje), konec trubky se nakonec opírá o zaoblenou základnu svařovací trysky (obrázek 4). Vnější okraj konce trubky je roztavený a zaoblený a malý korálek malé výšky je stlačen dovnitř.

Rýže. 3 Montáž topení

Rýže. 4 Ohřev pp trubky

Okamžik podepření – jak tvarovky, tak trubky – do základny svařovací trysky je cítit rukou, a to nejen při ruční páječka na trubky , ale i při svařování na mechanické svářečce. Velmi důležité: jakmile dorazíte na zastávku, už nemusíte tlačit! Při použití ruční páječky – jednoduše přidržte trubku a tvarovku, aby se ohřívaly svařované povrchy. Na mechanickém zařízení pro hrdlové svařování – polohu trubky a tvarovky zafixujte pomocí objímky, kterou je každé slušné mechanické zařízení nezbytně vybaveno.

čas ohřev závisí na průměru propylenové potrubí (tabulka N1) a určuje hloubku ohřevu svařovaných ploch. U polypropylenových trubek a tvarovek O20 mm je tato hloubka asi 0,4 mm.

Po dokončení ohřevu je nutné současně a rychle vyjmout tvarovku ze svařovací trysky a vyjmout trubku ze svařovací trysky, poté vyrovnat trubku s tvarovkou – opět až na doraz. Ve stejnou dobu propylen potrubí je elasticky stlačeno a propylen kování se pružně natahuje. V důsledku toho se zahřáté svařovací plochy přitlačují k sobě, vytlačují vzduch a zajišťují promíchání roztaveného materiálu během procesu spojování trubky s tvarovkou. Je jasné, že roztavené povrchy naživo rychle ochlazovat a rychlost jejich ochlazování závisí na hloubce ohřevu (tedy na délce ohřevu). Tedy maximum platný čas toto „přeuspořádání“ závisí také na průměru svařovaného potrubí (viz tabulka N1).

Pokud je vše provedeno správně, pak po spojení získáme pevný polypropylenový díl jako na obrázku 5. A po „přivaření“ druhé trubky do tvarovky – část jako na obrázku 6.

Rýže. 5 Trubka s armaturou

Rýže. 6 Dvě trubky spojené armaturou

Okamžitě po spojení trubky s tvarovkou si zahřáté vrstvy po určitou dobu zachovávají plasticitu. Aby nedošlo k deformaci spoje, musí být části vůči sobě fixovány po dobu, která se nazývá fáze „fixace“ (tabulka 1). Při ručním zásuvkovém (zásuvkovém) svařování se tento čas využívá pro rychlá kontrola a seřízení možné deformace připojení.

Na konci fixační fáze ztratí všechny vrstvy svarového spoje svou plasticitu a nyní lze hotový díl položit na stůl. Plnou pevnost však díl získá až po vychladnutí všech vrstev svarového spoje na teplotu 40 C. Odhadovaná doba chlazení pro připojení různých průměrů je také uvedena v tabulce N1.

2.2 Dobu svařování polypropylenových trubek lze tedy určit jako součet doby ohřevu, přeskupení, fixace a úplného ochlazení.

Tabulka 1 Technologické intervaly pro hrdlové svařování polypropylenových trubek a tvarovek (podle DVS 2207-1)

Průměr, mm

16

20

25

32

40

50

63

75

90

110

125

Doba ohřevu, sekundy:

Dnes se pájení trubek stalo tak populární, že není prakticky v žádném případě horší než svařování. Navíc v některých případech je pájení mnohem dostupnější, protože abyste mohli pájet, nemusíte se učit, jako u svařování. Vše, co potřebujete vědět, je správná teplota pro pájení polypropylenových trubek a také některé vlastnosti tohoto procesu.

Výhody pájení trubek spíše než jejich svařování

Instalace plastového potrubí je tedy jednoduchá a snadná a k sestavení potřebujete pouze páječku na trubky a tvarovky. Z hlediska celého parametru vlastností nejsou plastová potrubí o nic horší než ocelová a někdy je dokonce překonávají. Například ocelové trubky jsou náchylné ke korozi, ale plastové trubky nikoli.

Náklady na instalaci ocelových a plastových potrubí jsou také výrazně odlišné. Pro svarový spoj budete muset zaplatit mnohem více peněz než za pájený spoj. Navíc dostupné náklady na pájecí zařízení, stejně jako, jak již bylo zmíněno dříve, jednoduchost samotného procesu často nutí lidi instalovat potrubí sami.

To nejsou všechny výhody pájení, ale určitě jsou některé z nejdůležitějších. Nyní přejdeme přímo k teplotnímu procesu. Neméně fascinující informace o svařování najdete na webu MMA svařování https://mmasvarka.ru.

Teplota pájení polypropylenových trubek s časovým rozvrhem

Při pájení trubek dochází v důsledku nesprávných teplot k řadě chyb. V důsledku toho se zmenšuje vnitřní průměr potrubí a průtok vody obecně. Výsledkem je, že topný systém funguje neefektivně, tlak vody ze směšovače je slabý atd. Abyste tomu zabránili, musíte vědět, jakou teplotu pro pájení polypropylenových trubek udržovat.

V první řadě je potřeba nastavit správnou teplotu na samotné páječce. Mělo by to být v rozmezí 260 stupňů. Teplotu na páječce byste neměli nastavovat na maximum, protože v tomto případě se doba ohřevu trubek posune a je vázána na konkrétní hodnotu teploty zařízení, obvykle kolem 260-280 stupňů.

Dále si musíte pamatovat, že pro každý průměr trubky je doba ohřevu jiná. U 20 mm trubek je doba ohřevu minimální a u 75 mm trubek je doba ohřevu maximální. Níže naleznete tabulku s teplotou a dobou ohřevu polypropylenových trubek různých průměrů.

Tabulka teploty a času pro pájení polypropylenových trubek

Průměr trubky	Doba ohřevu	Doba chlazení	Hloubka spáry
20 mm	5 sekund	3 minut	14 mm
25 mm	7 sekund	3 minut	16 mm
32 mm	8 sekund	4 minut	20 mm
40 mm	12 sekund	4 minut	21 mm
50 mm	18 sekund	5 minut	22,5 mm
63 mm	24 sekund	6 minut	24 mm
75 mm	30 sekund	8 minut	28,5 mm
90 mm	40 sekund	10 minut	33 mm
110 mm	50 sekund	10 minut	39 mm

Důležité! Po připojení trubky k armatuře musíte počkat několik minut, dokud připojení trochu nevychladne a plast ztvrdne. Pokud začnete kroutit spoj, když se plast ochlazuje, může prasknout, což povede ke vzniku mikrotrhlin uvnitř a také k netěsnostem v budoucnu.

Je důležité vědět, že při záporných nebo blízkých 0 okolních teplotách je třeba prodloužit dobu ohřevu trubky na páječce, někdy až jeden a půlkrát.

Co nedělat při pájení plastových trubek

Jak bylo uvedeno výše, proces pájení trubek má některé vlastnosti:

• například na rozdíl od svařování musí být tvarovky a trubky absolutně čisté a suché. Můžete vařit na rzi, ale nemůžete pájet na kontaminantech, protože můžete zapomenout na těsnost spojení;
• když je spojení pájeno, nemělo by být ohnuto nebo zkrouceno do stran, protože to může vést k tvorbě trhlin;
• Doba ohřevu trubek se liší, čím větší je průměr, tím více se bude muset trubka a tvarovka zahřát.

Při pájení trubek je třeba dodržovat základní bezpečnostní pravidla. Pracovní plocha páječky, se kterou musíte pracovat, se zahřeje na vysokou teplotu, téměř 300 stupňů. Proto je třeba s ním zacházet co nejpečlivěji a nezapomenout upravit něco pod základnou, aby nedošlo k poškození nebo spálení podlahové krytiny.