Зварювання поліетиленових труб ПЕ 80, ПЕ 100 нагрітим інструментом встик

Діючий на даний час стандарт ДСТУ ISO 21307:2019 «Пластмасові труби та з’єднувальні деталі. Процедури для стикового з’єднання у струбних системах з поліетилену (PE)» встановлює загальні принципи щодо процедури, яка використовується при будівництві поліетиленових трубопроводів та оцінці якості стикових з'єднань.

Згідно із стандартом ДСТУ ISO 21307:2019 існує три процедури зварювання нагрітим інструментом встик, які детально  описані в пунктах 5.1-5.3 ДСТУ ISO 21307:2019:

⎯ процедура зварювання при єдиному низькому тиску;

⎯ процедура зварювання при подвійному низькому тиску;

⎯ процедура зварювання при єдиному високому тиску.

Процедура зварювання при подвійному низькому тиску застосовується тільки для труб з товщиною стінки більше 20 мм. Вибір процедури зварювання визначається оператором трубопроводу.

В Україні використовується виключно «процедура зварювання при єдиному низькому тиску». Тому далі рекомендації щодо зварювання нагрітим інструментом встик будуть відноситися тільки  до цієї процедури зварювання.

Зварювання стикових з'єднань повинна проводитися на обладнанні, що відповідає стандарту ДСТУ ISO 12176-1:2019 «Пластмасові труби та з’єднувальні деталі. Устаткування для зварювання поліетиленових систем. Частина 1. Зварювання встик».

У машинах можуть застосовуватися всі типи приводів рухомих затискачів центратора (наприклад, ручні, гідравлічні, пневматичні, електричні), за умови, що вони відповідності  вимогам стандарту ДСТУ ISO 12176-1:2019.

Зварювальні машини можуть мати різні конфігурації конструкції, а саме:

• система механічного приводу;
• гідравлічна привідна система з ручним насосом;
• напівавтоматична з зовнішнім гідравлічним підсиленням (ручне попереднє налаштування тиску);
• напівавтоматична система, що включає пристрій для контролю та реєстрації параметрів зварювання;
• автоматична система, яка управляє процесом і реєструє параметри зварювання.

Машини, які реєструють дані зварювання, повинні бути здатні передавати дані для подальшого використання.

Методом зварювання встик за допомогою нагрівного інструмента з’єднують труби і деталі з товщиною стінки понад 5 мм, заборонено зварювати НІ встик труби з різною товщиною стінок (SDR).

Не рекомендується зварювати труби (деталі) виготовлені з різних марок ПЕ, якщо показник текучості розплаву поліетилену відрізняються між собою більше ніж на ±20% за температури 190 °С і навантаженні 5 кг та довгомірні поліетиленові труби між собою, які постачаються в бухтах (в даному випадку рекомендується застосовувати терморезисторний метод зварювання).

Перед початком зварювання обов`язково провести вхідний контроль якості труби та фітингів.

Стадії технологічного процесу зварювання поліетиленових труб нагрітим інструментом встик

Зварювання повинно виконуватися кваліфікованими операторами за допомогою стикових зварювальних машин. Процедура зварювання повинна включати специфікацію методу з'єднання, параметри зварювання, обладнання для зварювання, умови зварювання, кваліфікації оператора та методи контролю якості, які будуть використовуватися.

Процес зварювання включає наступні основні елементи:

А) очистка кінців труб, фітингів, поверхні торцівника і  нагрівника;

Б) кріплення з’єднувальних заготовок;

В) торцювання  кінців труб та/або фітингів;

Г) контроль якості збирання заготовок перед зварюванням;

Д) вимірювання тиску  переміщення («холостого ходу»);

Е) оплавлення кінців труби та/або  фітингу;

Є) з’єднання кінців труби та/або  фітингу;

Ж) витримка кінців труби фітингу під тиском протягом всього часу охолодження в машині;

З) охолодження в машині без тиску або поза машиною, якщо це передбачено інструкцією.

А. Очистка кінців труб, фітингів, поверхонь торцівника і нагрівника

Перед тим, як закріпити заготовки в машині, що зварюються, необхідно очистити їх зовні та з середини, протерти поверхні кінців труб, які будуть зварюватися чистою тканиною без ворсу. Із зони зварювання повинні бути видалені всі забруднення.

Якщо труба має зачисний зовнішній шар (труби типу ПРОТЕКТ), він повинен бути зачищений так, щоб труба могла бути належним чином затиснута в зварювальній машині, якщо інше не передбачено виробником труб.

Поверхні торцівника і нагрівника слід очистити чистою тканиною без ворсу. Нагрівник при цьому повинен бути  холодним і від’єднаним від електромережі.

Б. Кріплення заготовок

Після фіксації заготовок у зварювальній машині необхідно проконтролювати їх вирівнювання і при необхідності усунути зміщення кромок. Допускається зміщення кромок заготовок у зоні зварювання не більше 10 % товщини стінки, але не більше 2 мм. Підтримка труб може знадобитися для досягнення правильного вирівнювання та зменшення опору. Ці якості повинні оцінюватися шляхом визначення після торцювання зазору між зачищеними кінцями труби, коли вони контактують. При вимірювані щілини між торцьованими трубами її розмір повинен відповідати даним таблиці 1 (ДСТУ ISO 12176-1:2019).

Таблиця 1

В. Торцювання кінців труб або фітингів

Торцювання кінців заготовок відбувається шляхом зрізання стружки з їх  кінців з метою утворення чистих і паралельних поверхонь зварювання. При торцюванні заготовок тиск, що діє на притискання торців до ножів торцівника не повинен перевищувати 15 бар, якщо в інструкції до обладнання не вказано інше.

Г.  Контроль якості збірки заготовок перед зварюванням

Зніміть будь-яку стружку з труби або відповідних кінців. Очищайте трубу або фітинги спиртовою серветкою або сухою тканиною тільки в тому випадку, якщо цього вимагають компанії, державні або національні стандарти. Огляньте кінці труби або фітингу на предмет  неповного торцювання, порожнечі або інших недоліків, а потім зберіть їх разом, щоб перевірити правильне вирівнювання.

Д. Вимірювання тиску переміщення («холостий хід»)

Виміряйте тиск потрібний  для переміщення рухомої частини затискача машини, необхідний для подолання сили фрикційного опору машини із заготовкою. Цей тиск слід додавати до розрахованого тиску на стадії вирівнювання і тиску при зварюванні. У випадку застосування обладнання з гідравлічним приводом, зусилля допускається визначати через тиск у гідросистемі. Для такого обладнання повинні бути передбачені спеціальні таблиці з тисками гідравлічної системи, які повинні входити в комплект до зварювальної машини. Користуватися таблицями від інших моделей зварювальних машин (навіть того самого виробника) заборонено. 

Е. Оплавлення кінців труби або деталі

Згідно ДСТУ ISO 12176-1:2019 (розділ 8) нагрівна плита повинна відповідати наступним параметрам. Нагрівна плита повинна нагріватися електричним струмом. Для систем нагрівання з елементами нагрівника з електричним опором  нагрівальна плита повинна бути оснащена пристроєм індикації температури, який чітко і візуально вказує, коли досягнута робоча температура. Цей пристрій повинен вказувати робочу температуру з точністю ± 5 °C від температури нагрівального інструменту, виміряної в заздалегідь визначеній контрольній точці.

Поверхня нагрівної пластини, яка стикається з трубою або фітинговими кінцями, повинна бути чистою, обезжиреною і покритою антиадгезійним покриттям, щоб запобігти прилипанню розплавленої пластмаси до поверхні нагрівальної пластини. Для вибору правильної температури нагрівника  слід звернутися до вказівок по конкретній процедурі зварювання, враховуючи температуру оточуючого середовища.

Встановіть нагрівальну плиту в стикову зварювальну машину і зведіть обидва кінці труби або деталі одночасно в повний контакт з нагрівною пластиною для створення розплавлених поверхонь торців труби або фітинга. Для забезпечення повного контакту між кінцями труб або фітингом і нагрівальною пластиною слід встановити початковий контакт під тиском для утворення валика. Після утримання тиску до утворення заданого розміру первинного валика тиск слід зменшити до тиску прогріву, не порушуючи контакту між нагрівальною пластиною і кінцями труби або фітинга протягом періоду, рівного часу прогріву.

Зварювання нагрітим інструментом встик згідно з даною процедурою зварювання повинно бути виконано, як це вказано в таблиці 2.

Таблиця 2.  Основні та допоміжні параметри процедури зварювання при єдиному низькому тиску. (ДСТУ ISO 21307:2019)

Є. З'єднання кінців труби або фітингів

 Після завершення часу прогріву відділіть кінці труб або фітинга від пластини нагрівача. Потім зніміть нагрівальну пластину і зведіть розплавлені кінці труб або фітинга разом протягом зазначених параметрів, приведених в таблиці 2 («технологічна пауза» та «максимальний час досягнення тиску зварювання»). Стискання повинно проводитися при тиску  для встановленого часу з'єднання.

Ж. Охолодження з'єднань

Розплавлені з'єднувальні кінці повинні бути нерухомими під тиском в зварювальній машині і стискатися під заданим тиском  протягом заданого часу охолодження. Надання достатнього часу для охолодження під тиском до зняття затискачів машини важливо для того, щоб розвинути міцність і досягти високу якість з'єднання. Тиск зварювання зберігається до тих пір, поки температура стику не опуститься нижче температури повторної кристалізації ПЕ.

З. Охолодження в машині без тиску або поза машиною, якщо це передбачено інструкцією

Подальше охолодження може відбуватися в машині без тиску або поза машиною, особливо якщо зварювання відбувається при високих температурах навколишнього середовища, якщо це передбачено інструкцією.

 

Більш детально про зварювання нагрітим інструментом встик можна дізнатись тут.

Ціни на обладнання: 
Прайс-лист на терморезисторне обладнання для зварювання поліетиленових труб від 01-02-09. 
Прайс-лист на стикове зварювальне обладнання для зварювання поліетиленових труб від 01-02-09. 
Всі прайс-листи на продукцію ТД "Євротрубпласт" 
Отримати консультацію фахівців, побачити продукцію, а також придбати або укласти договір на її придбання Ви можете в багатьох містах України. 

Дивись також: 

Відеоролик з'єднання поліетиленової труби за допомогою стикового зварювання. 
Критичні зауваження по способам зварювання труб з термопластичних полімерних матеріалів. 
Вибір зварювального обладнання. 
Технологія терморезисторного зварювання. 
Технологічний процес стикового зварювання. 
Cварка муфт великого діаметру. 
Візуальний контроль якості терморезисторного стику. 
Візуальний контроль якості стикового стику. 
Випробування терморезисторних з'єднань. 
Види зварювань. 
Випробування стикових з'єднань. 
Брак стику. 
Відеоролик з'єднання поліетиленової труби за допомогою терморезисторного зварювання і врізка під тиском (ролик наданий компанією Georg Fischer). 
Сервісне обслуговування зварювального обладнання. 
Додаткове обладнання для зварювання поліетиленової труби.