Виды и особенности сварки полиэтиленовых труб

Самым надежным и распространенным методом соединения труб ПНД при монтаже является сварка. Если говорить о соединении различных типов пластмасс, то существует три вида сварки: терморезисторная сварка, сварка нагретым инструментом встык и сварка враструб. Последняя для сварки труб ПНД, как правило, не применяется, так что можно говорить и двух видах сварки, применяемых для полиэтиленовых труб – терморезисторной и сварке встык.

Сварка нагревательным элементом встык известна в простой речи как «стыковая», ее производят при помощи нагретого до определенной температуры элемента (температура зависит от вида труб).  Терморезисторная сварка проводится с использованием соединительных элементов с фитингом (закладным нагревателем). Для обоих типов сварки необходимо специальное оборудование.

Основной принцип работы стыковой сварки состоит в том, что подготовленные торцы труб, которые необходимо соединить, разогревают до определенной температуры и после этого соединяют их под давлением. Сам процесс сварки проводится в одном из режимов сварки, которые зависят от ряда факторов, таких как диаметр трубы, материал из которого изготовлены трубы и соотношение SDR. Немаловажное значение при сварке труб встык имеет также температура окружающей среды и температура нагревательного элемента. Температура окружающей среды непосредственно влияет на нагревательный элемент и потому основное требование, выдвигаемое к сварочному аппарату – точное поддержание температуры нагревательного зеркала независимо от колебаний температуры внешней среды. Это одно из обязательных условий получения качественного стыка.

Как и в большинстве случаев, существенное влияние на качество сварки имеет и человеческий фактор. Сегодня все чаще используются сварочные аппараты с компьютерным контролем процесса – это минимизирует участие человека, уменьшает риск нарушения технологии и, как следствие, позволяет повысить надежность стыка.

Если рассмотреть технологическую сторону процесса сварки, то становится понятно, что этот метод позволяет получить безупречное по прочности соединение, по своим свойствам практически не отличающееся от основной части трубы. При нагревании торцов труб молекулы вещества переходят в возбужденное состояние, ослабляются связи между ними. После соединения труб на стыках образуются новые соединения молекул полиэтилена между собой, и после полного остывания они становятся такими же прочными, какими и были до нагревания.

Контроль сварных стыков при сварке встык осуществляется визуально. Для труб ПНД нет необходимости в радиационной дефектоскопии или ультразвуковых методах исследования. При контроле сварных швов обращают внимание на валики сварных швов – они должны быть симметричны и равномерно распределятся по всей окружности шва. Цвет валиков шва должен совпадать с цветом труб, а сами валики не иметь пор, трещин, вкраплений мусора. Максимально допустимое смещение наружных кромок свариваемых деталей не может превышать 10% толщины стенки, а максимальный угол излома – не более 5°.

Технология терморезисторной сварки существенно отличается от сварки встык. При терморезисторной сварке трубы соединяются между собой при помощи соединительной детали, называемой фитингом (это может быть колено, муфта, тройник и т.д.). Фитинги изготавливаются их того же материала, что и трубы – полиэтилена низкого давления. Внутри каждого фитинга находится нагревательная спираль, на которую сварочный аппарат подает напряжение. После установки фитинга подключается сварочный аппарат, который и разогревает нагревательный элемент до необходимой температуры плавления полиэтилена.

Информация о необходимом напряжении, продолжительности сварки и времени, необходимом для остывания детали поставляется вместе с фитингом на специальной «карточке сварки» в виде штрих-кода. Любой аппарат для терморезисторной сварки оборудован сканером для считывания штрих-кода с таких карточек, что позволяет максимально автоматизировать работу. Во время терморезисторной сварки ошибка ввиду человеческого фактора практически сведена к нулю, что позволяет получать высококачественные стыки.

При терморезисторной сварке критериями качества служит ряд характеристик: на поверхности и по периметру деталей не должно быть никаких следов деформации от действия температуры, следов оплавления или обгоревшего материала, за пределами фитинга на трубах должны быть видны следы зачистки; индикаторы сварки деталей в обязательном порядке находятся в выдвинутом положении; максимально допустимый угол излома между сваренными трубами или трубой и фитингом не превышает 5°.

Вне зависимости от вида сварки, необходима предварительная сортировка и подготовка труб. На торцах и поверхности труб не должно быть никаких трещин, пузырей, посторонних вкраплений, следов разрушения материала. В случае необходимости длительного хранения, трубы следует хранить в месте, защищенном от прямых солнечных лучей – длительное воздействие УФ излучения может привести к ухудшению свариваемости труб.

В рамках непосредственной подготовки  к сварке внутренние и внешние поверхности труб тщательно очищают пыли, грязи, масел и прочих загрязнителей. После очистки, поверхности, которые будут соединяться, подвергаются торцовке. Образовавшуюся стружку аккуратно и тщательно удаляют. В ряде случаев проводят обработку растворителями, спиртом, ацетоном. Порванные, неровные и деформированные края труб обрезаются предварительно обезжиренным инструментом.

Несмотря на очевидные различия оба вида сварки достаточно надежны и позволяют получить качественные герметичные стыки, которые прослужат многие годы. Очень сложно однозначно ответить на вопрос – какой же вариант предпочтительнее, тем более что для конечного результата и дальнейшей эксплуатации совершенно неважно какой метод сварки будет использован. При выборе метода сварки специалист обычно исходит из особенностей условий монтажа, наличия того или иного оборудования и собственных предпочтений и опыта.