Jak se svařují polyetylenové trubky?

Trubky na bázi nízkohustotního polyethylenu stále častěji nahrazují své ocelové protějšky. Tento trend lze stěží nazvat překvapivým, protože výrobky jsou univerzální, vhodné pro různé komunikace, nebojí se koroze, odolávají neustálému vystavení koncentrovaným chemickým roztokům a jsou odolné, tuhé a mají minimální hmotnost.
Pro spojení potrubí do jediné konstrukce, hermeticky uzavřené, eliminující možnost rozlití dopravovaného média a odolávající všem vnějším zatížením od povětrnostních po mechanické, je nutné použít svařování. Jakými metodami se prezentuje? Jaké jsou jejich vlastnosti? Jak vybrat technologii a vybavení, které je 100% vhodné pro konkrétní situaci?

Zástrčné spoje

Před zvážením složitosti svařovací techniky musíte věnovat pozornost alternativním, odnímatelným řešením. Používají se v nepřítomnosti vhodného vybavení, plánů na další demontáž komunikací, jejich přepravy na nové místo pro opětovné použití, stejně jako v podmínkách, kdy je svařování jednoduše nemožné. All-in-one metody jsou reprezentovány několika třídami. Musíte okamžitě vzít v úvahu, že všechny nejsou vhodné pro tlakové systémy a komunikace, kterými cirkuluje hořlavý plyn náchylný k detonaci.

Kování

1. Demontáž armatury;
2. Příprava, důkladné očištění spojovaných prvků, sražení hran pod úhlem 45 stupňů;
3. Označení fixem pro instalaci armatury v optimální hloubce;
4. Mazání konců tekutým mýdlem pro zajištění maximální těsnosti;
5. Vložení spojovacího prvku, utažení matice. Není třeba silně tahat, hrozí deformace a přetržení závitu.

Zvonovitý

Takové spoje se používají zřídka, ale jsou vysoce spolehlivé, těsné a vhodné pro spojování segmentů z různých materiálů, například polymeru a kovu. Pravidla přípravy jsou shodná s předchozími, ale navíc se používají těsnicí kroužky a lepidla na silikonové bázi.

Přírubové

Taková spojení jsou optimálně vhodná pro potrubí s velkými průměry. Tuhosti, pevnosti a těsnosti je dosaženo přírubou s otvory pro silné šrouby. Příruby se často používají při spojování segmentů z různých materiálů, uspořádání slepých větví, instalaci uzavíracích ventilů a ovládacích a měřicích zařízení.

Operační algoritmus je následující:

1. Důkladné čištění spojovacích ploch a samotné příruby. I minimální kontaminace jakékoli povahy a poškození jsou nepřijatelné;
2. Instalace těsnění ve střední části;
3. Instalace přírub s pečlivou kontrolou polohy;
4. Utahování šroubů.

Trvalá spojení

Zde budeme hovořit konkrétně o svařování HDPE trubek. Demontáž komunikací nebude možná, ale metoda je ideální pro práci s potrubím a tlakovými systémy velkého průměru. Základem jakéhokoli svařování HDPE trubek je vysokoteplotní efekt, díky kterému se materiál začne tavit a tvoří vysokomolekulární sloučeniny, jejichž pevnost se nejen rovná samotné trubce, ale někdy ji dokonce převyšuje.

Svařování na tupo

1. Centralizér. Kovové zařízení vybavené svorkami pro přesné polohování a držení spojovaných prvků ve stacionárním stavu, které eliminuje axiální nesouosost.
2. Trimmer. Umožňuje připravit části potrubí pro spojování.
3. Deska s nepřilnavým povlakem, jejíž ohřev zajišťuje řízené tavení polymerního materiálu Mechanismus. Pro nízkotlaké systémy se používají zařízení s ručními mechanismy, v průmyslových, produktivnějších systémech – s hydraulickými.
4. Kompenzační vložky. Umožňuje pracovat s trubkami různých průměrů.
5. Modul automatizace. Díky elektronickému řízení je zajištěna vysoká kvalita výsledků a eliminováno riziko lidské chyby.

Proces svařování na tupo probíhá podle následujícího algoritmu:

1. Příprava, čištění konců a hlavních spojovacích ploch.
2. Zahřátí svařovacího zrcadla na teplotu 200-230* C, umístění do středu centralizátoru.
3. Lisování konců spojovaných prvků proti sobě silou od 0,15 MPa do 0,52 MPa.
4. Snížení síly na 0 MPa nad výtlačný tlak. Tepelný účinek se nezastaví, je nutné zachovat období relevantní pro konkrétní produkt nebo typ polymerního materiálu.
5. Oddělení konců, odstranění topného článku.
6. Opětovné připojení. V procesu je nutné kontrolovat rozměry otřepu, housenky vzniklé při těsném spojení zahřátého polymeru a na jejich základě měnit kompresní sílu.
7. Chlazení. Foukáním studeného vzduchu nebo poléváním vodou proces neurychlíte. To negativně ovlivní strukturu materiálu a povede ke křehnutí švu.

Elektrofúzní svařování

Pro elektrofúzní svařování HDPE trubkových spojů budete potřebovat nejen stroj, ale také zařízení a elektrické spojky. Jejich základ je polyetylen, ale uvnitř je kovová spirála. Při přivedení napětí se zahřívá a zajišťuje roztavení materiálu a tím i jeho spojení. Potřeba spojek mírně zvyšuje celkové náklady při zajištění univerzálnosti použití technologie a zmenšení rozměrů aparátu, což umožňuje práci ve stísněných prostorách.

Svařování by mělo být prováděno podle následujících pokynů:

1. Čištění dokovacích ploch. Nemělo by na nich docházet k mechanickému nebo chemickému znečištění, všechny mají extrémně negativní dopad na celkovou pevnost, vedou ke křehkosti a zvyšují riziko prasklin a odtlakování.
2. Umístění elektrické spojky na připravený spoj.
3. Připojení kabelů svářečky ke spojce. Přiložením napětí se aktivuje intenzivní ohřev.
4. Držte spojky po požadovanou dobu.
5. Vypněte napájení, počkejte, až zamrzne. Stejně jako v předchozím případě nelze proces tuhnutí urychlit, musí k němu docházet výhradně přirozeně.

Soklové svařování

Připojení HDPE trubek pomocí této metody vyžaduje přítomnost následující sady zařízení a příslušenství:

1. Hlavní zařízení;
2. Nůžky pro přípravu konců spojovaných prvků;
3. Vydržet;
4. Nástroj pro kalibraci a srážení hran;
5. Trysky zajišťující tepelné zatížení.

Stejně jako v předchozích případech se spojování HDPE trubek provádí po jejich důkladném vyčištění a přípravě. Posloupnost akcí je následující:

1. Zahřívání páječky. Průměrná teplota je 210*C. Zařízení signalizuje jeho dosažení zvukovým signálem nebo LED indikátorem.
2. Zahřívání dílů.
3. Spojovací díly. Díky tepelným účinkům se prvky stávají měkkými a plastickými, a proto do sebe zapadají bez velké námahy. Důležitým bodem je vyloučení kruhových a rotačních pohybů. Každé takové zatížení negativně ovlivní pevnost spoje.

Extruzní svařování

Tato technologie se používá především ve specializovaných podnicích, na velkých stavbách a výrobních místech, kde je potřeba spojovat potrubí pod různými úhly, vytvářet odbočky a měnit směr.

1. Příprava spojovaných prvků podle standardních pokynů: čištění, odmašťování, hledání vad a poškození.
2. Konfigurace konců.
3. Přidání výplňového materiálu do extrudéru. Formát, granulovaný nebo drátěný, závisí na modelu zařízení.
4. Zahřívání, přivádění roztaveného materiálu do kontaktní zóny pod tlakem.
5. Deaktivace zařízení, zmrazení švu za přirozených teplotních podmínek.

Toto svařování HDPE se používá pro potrubí, kde médium cirkuluje bez tlaku. Důležitý požadavek: tloušťka stěn potrubí musí být 6 mm nebo více, jinak existuje vysoké riziko deformace.

Jak vybrat optimální metodu?

Při výběru technologie svařování je třeba vzít v úvahu následující faktory:

1. Podmínky, za kterých budou svářečské práce prováděny.
2. Povaha zatížení, kterým budou komunikace vystaveny, vnitřní i vnější, tlak cirkulujícího média, kapaliny nebo plynu, závažnost fyzikálních vlivů, vysoké a nízké teploty a jejich rozdíly.
3. Perspektivy další modernizace a údržby.
4. Specifikem provozu potrubí je, že médium může cirkulovat jak pod tlakem, tak bez něj.
5. Charakteristika dopravovaného média, jeho viskozita, teplota, oxidační aktivita.
6. Složitost konfigurace systému, počet větví, slepé uličky, uzavírací armatury.

Z hlediska všestrannosti se jako optimální řešení jeví spojení pomocí elektrospojek, ale dodatečné náklady spojené s jejich pořízením mu nejsou nakloněny. V některých případech je racionálnější použít svařování na tupo.

Obecné požadavky

Aby výsledek svařování splňoval nejpřísnější normy, aby vytvořená komunikace sloužila po dlouhou dobu a odolávala všem regulačním zátěžím, je nutné se řídit několika body:

1. Spojení trubek, které jsou navzájem 100% kompatibilní v průměru, tloušťce stěny a materiálu.
2. Přísné dodržování pravidel týkajících se trvání tepelné expozice a komprese.
3. Použití moderního zařízení, které umožňuje nastavit teplotu ohřevu a dobu komprese.
4. Věnujte náležitou pozornost přípravě, čištění, odmašťování spojovaných prvků.
5. Pečlivá příprava pracovního prostoru. Optimální teplotní rozsah je od -15*C do +45*C. Pokud teplota pracovního prostoru nedosahuje těchto hodnot, musí být instalován přídavný ohřev. Rovněž se doporučuje vyloučit vystavení kontaktní plochy přímému slunečnímu záření, prachu a větru.

Klasifikace zařízení

Jak je uvedeno výše, svařovací stroje se mohou lišit typem pohonu. Ruční mechanismy jsou instalovány na domácích a poloprofesionálních zařízeních zaměřených na práci s potrubím malého průměru dostatečným pro soukromé vodovodní a kanalizační systémy. Zařízení vyšší třídy, kompatibilní s masivními hlavními trubkami, je vybaveno hydraulikou.

Klasifikace na základě jiných kritérií je také možná. Například GOST R ISO 12176-1-2011 navrhuje rozdělit zařízení pro svařování na tupo do tří skupin podle stupně automatizace:

1. Plně automatizované. Nejdražší, nejproduktivnější a spolehlivé modely, 100% eliminující riziko chyby. Nezávisle určují intenzitu tepelného účinku a dobu ochlazování.
2. Poloautomatická zařízení. Jedná se o zařízení vybavená elektronickými součástkami. Vypočítají nejdůležitější ukazatele pro svářeče. Technologie navrhne vhodnou teplotu, intenzitu komprese a upozorní na chyby.
3. Manuál. Všechny procesy jsou 100% řízeny svářečem při výpočtech, potřebuje používat pokyny, tabulkové hodnoty, zaměřit se na konkrétní třídu materiálu, tloušťku stěny a další body.

Jak ohýbat trubky HDPE pro svařování?

S komplexní konfigurací systému, mnoha ohyby a otáčkami, musí být polyetylénové trubky před zahájením svařovacích prací ohnuty. Proces je založen na vlastnosti HDPE stát se plastickou při zahřátí. Ohýbání je možné jedním z následujících způsobů:

1. Pomocí formovacího stroje. Nejpřesnější možnost, vhodná pro velká místa a průmysl, pro domácí práce není nákup takového zařízení příliš oprávněný;
2. Vytápění pomocí stavebního fénu;
3. Vytápění pomocí plynového hořáku;
4. Vytápění teplou vodou.

Kontrola kvality švů

Na konci svařování se musíte ujistit, že je vše provedeno správně, zkontrolovat švy na vady a poškození, které negativně ovlivňují pevnost, tuhost a těsnost. Dobrá kvalita je označena následujícím:

1. Jednotnost po délce od vnější roviny. Deprese, změny nadmořské výšky a otoky jsou nepřijatelné.
2. Vyčnívání svarového švu je přípustné v určitých mezích, v závislosti na tloušťce stěn spojovaných prvků. Pokud je tloušťka 5 mm, pak maximální výstupek je 2.5 mm, od 6 do 20-5 mm.
3. Chyba vyrovnání je přípustná v rozsahu až 10 % tloušťky stěny, to znamená, že počet zpravidla není v milimetrech, ale ve zlomcích. Musíte pracovat co nejpřesněji.

Navzdory skutečnosti, že spojování HDPE trubek vypadá jako poměrně komplikovaný podnik, pokud máte odpovídající vybavení, lze to provést svépomocí. Hlavní věcí je provádět svařování v souladu s výše uvedenými doporučeními, vyhnout se chybám při výběru technologie a nešetřit na zařízení, nástrojích a pomocných materiálech.