При какой температуре сваривать полипропиленовые трубы на 20: Температура нагрева при пайки полипропиленовых труб: таблица

Температура и время пайки полипропиленовых труб: таблица

Когда собираются водяные коммуникации, состоящие из пластиковых труб, важнейшим параметром становится температура. Она должна иметь определенные значения, позволяющие добиться прочного и надежного соединения.

Сегодня технология разводки трубопроводов из таких материалов предписывает соблюдение определенного температурного режима, а также конкретных временных значений, при выполнении сварочных работ. Если не соблюдать рекомендованные параметры, возможно появление разрыва в узловых местах, значительно ухудшиться движение водяного протока.

Общее влияние температуры при стыковочных работах

Технологический процесс сварки полипропиленовых труб основан на нагреве материала до нужной температуры. В результате пластмасса начинает размягчаться. При соединении деталей происходит диффузия молекул полипропиленовых молекул. Другими словами, в соединение происходит слияние молекул. Когда материал остынет, образуется крайне прочный стыковой узел.

Прочность свариваемых заготовок находится в прямой зависимости от температурного режима. При недостаточном нагреве, не будет происходит процесс диффузии. Молекулы фитинга и свариваемой трубы просто не в состоянии попасть в совмещаемые области. Сварка получится слабой и не сможет выдерживать больших нагрузок. Пара разорвется, нарушится герметичность стыка.

При перегреве конструкция начнет деформироваться. В результате изменится изначальная геометрия. Внутри детали может произойти образование сильного наплыва в виде большого валика. В результате в месте сварки значительно уменьшится диаметр сечения трубопровода.

Для нормальной пайки полипропиленовых труб, необходимо создать нагрев до температуры 255-265 градусов. Процесс нагрева должен учитывать несколько параметров:

• Диаметр детали.
• Температуру помещения.
• Время нагрева.

Практика показала, что время нагрева и диаметр детали находятся в прямой зависимости.

Температура помещения, в котором происходит пайка также оказывает влияние на этот процесс. Когда паяются детали, при извлечении их с «утюга» или другого нагревательного устройства, происходит пауза перед началом муфтовой стыковки. Чтобы компенсировать остывания при невысокой температуре, пп трубы необходимо нагревать немного дольше. Такое добавочное время находится в пределах 2-3 секунд. Подбор происходит эмпирическим путем.

Необходимо помнить, что если нагревать полипропиленовые трубы на нагревательном аппарате с установкой температуры более 270 градусов, произойдет очень сильный нагрев верхнего слоя детали. Сердцевина не получит достаточного прогрева. При стыковке деталей, толщина сварочной пленки получится очень тонкой.

Как сваривать полипропиленовые трубы вручную

Сварочные гильзы устройства подбираются с учетом диаметра деталей. Затем их вставляют в сварочное зеркало и хорошо закрепляют.

Контактные поверхности очищаются от пыли и грязи. Для чистки лучше пользоваться очищающей жидкостью, которую рекомендует изготовитель данного изделия. В такой работе может помочь:

• Хлорэтилен.
• Трихлорэтан.
• Этиловый или Изопропиловый спирт.

Устанавливается определенная температура устройства. Обычно терморезистор должен нагреваться в пределах 250 – 270 градусов. Такое оптимальное значение температуры позволяет достичь правильного соединения.

Когда на термостате наберется нужный тепловой уровень, проверяется температура нагрева сварочного зеркала. Для этого используют специальный термозонд.

Отрезается труба, выдерживая 90 градусов, относительно оси. При необходимости нужно зачистить поверхность и снять фаску. Параметры зачистки, размер глубины фаски берутся из таблицы номер один. Фаску можно снять при зачистке детали или после нее, особым калиброванным инструментом.

Фитинги из полипропилена для раструбной сварки. Глубина зачистки и ширина фаски.

На поверхности трубы отмечается глубина вставки «L1» Берется из таблицы 2. Зачистка должна обязательно соответствовать величине глубины вставки.

Глубина вставки L1(мм): максимальная глубина вставки нагретой трубы в стакан фитинга.

На наружную поверхность трубы и свариваемого фитинга наносится продольная метка. Она дает возможность избежать смещения деталей во время соединения.

Поверхность трубы, а также прикладываемого фитинга, должны быть хорошо очищены от масла или грязи. После достижения нужного нагрева сварочного зеркала, труба, совместно с фитингом устанавливается в специальные гильзы. Фитинги должны быть вставлены до упора, свариваемая труба на полную глубину зачистки. Необходимо немного подождать пока детали нагреются.

Затем они быстро извлекаются и вставляются друг в друга. Глубина вставки фитинга должна равняться длине L1, в соответствии с продольными насечками.

Соединенные детали нужно подержать в зафиксированном положении, определенное время, согласно таблице №3. Затем нужно дать время остыть естественным путем. Нельзя охлаждать их с помощью вентилятора или опускать в холодную воду.

Время нагрева, сварки и охлаждения

Когда поверхность элементов достаточно охладилась необходимо провести их гидравлическое испытание.

Диапазоны температур при контактной сварке.

Изменении давления и температуры в процессе стыковой сварки приводятся на рисунке ниже:

Нюансы выдержки нужного теплового режима

Рассчитывая будущую схему трубопровода, прикиньте, как будет происходить дальнейший монтаж. Необходимо стремиться получить минимальное расстояние между паяльным аппаратом и местом соединения.

Если расчет будет сделан неверно, а место сварки окажется в недоступном месте, приходится разогревать деталь на значительном удалении от места крепления. При этом возникают большие потери тепла, так как приходится заниматься переносом деталей, чтобы выполнить муфтовый стык. В результате таких неучтенных моментов, возникает сильное ослабление шва.

Если сделан ошибочный расчет последовательности монтажа, пайки, может возникнуть ситуация, когда будет нереально состыковать последние детали, так как устройство нагрева просто невозможно установить между деталями. Чтобы увеличить зазор, приходится деформировать определенные участки трубопроводов, позволяющие вставить устройство для пайки. Такая работа  может испортить внешний вид коммуникации. Возможно появление статического напряжения некоторых районов системы.

Очень грубой ошибкой, в результате которой не удается контролировать температуру, является последовательный нагрев заготовок непосредственно перед стыком. Иначе говоря, каждая деталь разогревается отдельно. В результате полностью нарушается температурный режим.

Такой неправильный подход может вызвать сильное остывание детали из-за затраченного времени, необходимой для разогрева. Происходит умышленная потеря тепла. Подобная методика соединения деталей не позволяет правильно выстроить работу и процесс размягчения материала становится непредсказуемым. Пользоваться ею категорически запрещено.

Чтобы осуществлять правильный контроль над температурным режимом, необходимо учитывать несколько критериев:

1.Качество сварочного аппарата для работы с полипропиленовыми изделиями, должно позволять удерживать определенные параметры с минимальной погрешностью.

2.Между сварочным аппаратом и участком соединения, должно быть менее 1.5 метров.

3.Операция должна выполняться в отапливаемом здании.

4.Прежде чем начинать сварочные работы, убедитесь, что температура соединяемых деталей примерно одинаковая.

Похожие статьи:

При какой температуре паять полипропиленовые трубы

От того, насколько точно подобрана температура пайки при проведении работ по монтажу полипропиленовых труб, зависит качество и долговечность готовых коммуникаций. Помимо этого необходимо учесть как длительность нагрева материала, так и продолжительность его остывания. В материале представлена таблица, позволяющая понять, при какой температуре паять полипропиленовые трубы 20 мм, 25 мм и т.д.

Правильный подбор показателей будет способствовать повышению надёжности мест стыков. Если не соблюдать установленные требования, их прочность будет гораздо ниже, а сама коммуникация прослужит меньше.

Типы полипропилена и его особенности

В ходе изготовления полипропиленовых труб могут использоваться различные типы полимеров. Каждый из них подходит для эксплуатации в определённом температурном режиме. Это может быть:

1. PN10. Выдерживает температуру не выше +40 °C, поэтому изделия из него предназначены лишь для трубопроводов холодного водоснабжения.
2. PN16. Используется в сетях с температурным режимом до +60 °C.
3. PN20. Является универсальным типом, подходящим для прокладки труб как холодного, так и горячего водоснабжения. Выдерживает до +95 °C, но с условием, что данное максимальное значение достигается только на непродолжительное время.
4. PN25. Может использоваться в условиях продолжительного воздействия температуры свыше +95 °C.

При несоблюдении вышеуказанных требований и температуры пайки полипропиленовых труб, изделия быстро начнут деформироваться и изнашиваться. Также большое значение имеет и давление, на которое рассчитаны трубы из полипропилена конкретной марки. Вследствие этого выбор изделий для прокладки коммуникаций по принципу «что подешевле» не допустим. Результаты подобного подхода к делу могут быть самыми печальными: от возникновения протечки до разрыва трубопровода.

Диаметр полипропиленовых труб

Диаметр труб подбирается исходя из текущих требований и гидравлических расчётов. Представленная на рынке линейка размеров позволяет покрыть любые потребности. Для использования в домашних условиях чаще всего достаточно изделий диаметром до 40 мм. С большими домашнему мастеру сталкиваться практически не приходится – они предназначены для магистралей.

Цветные полипропиленовые трубы

Различие труб по цвету никак не говорит об их технических характеристиках. Но наличие цветных полос даёт полезную информацию, помогающую не перепутать различные марки изделия при проведении монтажа: синяя полоска говорит о том, что труба предназначена только для холодного водоснабжения, красная – подходит и для горячего. Лучше конечно ориентироваться на буквенно-цифровую маркировку, как более информативную.

Пайка полипропиленовых труб

В ходе проведения пайки концы полипропиленовых труб нагреваются, в результате чего содержащийся в них полимер размягчается. При соединении разогретых таким образом изделий возникает процесс, называемый диффузия. Молекулы взаимно проникают друг в друга, что приводит к самопроизвольному выравниванию их концентрации и созданию прочной молекулярной связи. Таким образом, спайка получается достаточно надёжной и герметичной. Однако при несоблюдении температурного режима диффузия происходит неравномерно или с нарушениями, поэтому качество такого стыка получается низким.

Внимание! Лучше паять строго указанное время, иначе излишний перегрев изделий повлияет также пагубно, как и недогрев. Детали деформируются, повреждается их геометрия, на внутренней стороне швов образуются наплывы. Последнее приводит к тому, что на месте стыка диаметр трубы уменьшается, а это серьёзно сказывается в дальнейшем на напоре воды.

Неправильная пайка полипропиленовых труб

Продолжительность воздействия паяльником на концы полипропиленовых труб напрямую зависит от их диаметра. Также нужно учитывать условия внешней среды. Проводить работы допускается при температуре воздуха не ниже -10 °C и не выше +90 °C.

Влияние внешней среды на процесс спайки может быть достаточно сильным. Дело в том, что между снятием с паяльника труб и их стыковкой проходит определённое время, за которое они начинают остывать. Чем ниже температура воздуха, тем быстрее это происходит, и тем хуже становится качество шва. Чтобы исправить положение, рекомендуется немного увеличивать продолжительность нагрева изделий. Если диаметр труб равен 20 мм и более, надо паять при температуре окружающей среды строго выше 0 °C.

При какой температуре паять полипропиленовые трубы

Приведённая далее таблица наглядно демонстрирует зависимость времени нагревания и охлаждения от диаметра трубы.

Оптимальной температурой паяльника для соединения полипропиленовых труб считается 260 °C. Допустимо увеличивать этот показатель до 280 °C, но следует помнить, что в этом случае наружный слой полимера будет прогреваться больше внутреннего, и качество шва несколько ухудшится.

Спайка труб, армированных стекловолокном, производится с теми же показателями. Перед началом работы их необходимо обработать шейвером, чтобы снять наружный армированный слой.

Разобравшись, сколько паять полипропиленовые трубы, стоит обратить внимание на следующие особенности работы:

1. Недопустимо нарушать порядок проведения работ, когда исполнитель пропускает последний стык по причине невозможности установки паяльника между трубами. Это приводит к появлению деформации и статического напряжения.
2. Отдельные детали нельзя нагревать последовательно. Их температура во время стыковки должна быть одинаковой, иначе процесс диффузии пройдёт неравномерно.
3. Между местом спайки и паяльником не должно быть большого расстояния, чтобы исключить потери тепла. Оптимально – до 1,4 м.

Соблюдение соответствия температурного режима установленным технологическим требованиям и использование качественного паяльника являются залогом высокого качества производимых работ. Готовые коммуникации прослужат продолжительное время, а возникновение проблем в процессе эксплуатации сведётся к минимуму.

Сварка полипропиленовых труб,монтаж полипропиленовых труб,монтаж труб ПП видео

Трубы полипропиленовые соединяются между собой при помощи контактной сварки в раструб, которая является основным способом соединения труб полипропиленовых и делится на четыре этапа:

• резку труб по размерам,
• нагревание соединяемых участков труб,
• соединение труб между собой,
• охлаждение готового трубного соединения.

Подготовительные работы при сварке полипропиленовых труб

Сварка полипропиленовых труб, при всей своей технологичности, требует внимательного отношения во время предварительных работ по подготовке сварки. Прежде чем приступить к сварочным работам, необходимо внимательно осмотреть свариваемые детали и тщательно подготовить трубы к сварке. Соединяемые детали должны быть без сколов и трещин. Для того чтобы избежать возникновения подобных повреждений труб полипропиленовых, разгрузка и погрузка труб полипропиленовых, а также их транспортировка, должны осуществляться в условиях температуры наружного воздуха не ниже минус десяти градусов Цельсия.

При подготовке деталей к свариванию, обязательным условием должно быть проведение обезжиривания свариваемых поверхностей и тщательная очистка их от грязи. 

Сварка полипропиленовых труб

Стенки у деталей не должны быть ослаблены, перед монтажом проверяется степень функциональности закрывающих деталей. Резьба на деталях проверяется при помощи противоположной детали. Фитинги одеваются на оправку, проверяются на предмет свободной посадки. Шатающиеся на оправке фитинги отбраковываются в безусловном порядке.
При низкой температуре уличного воздуха, сварка полипропиленовых труб производится только при условии начального прогрева соединяемых деталей. Перед началом монтирования полипропиленовых труб, они выдерживаются в тёплом помещении не менее двух часов.

Если сварка полипропиленовых труб предусматривает использование армированных деталей, то, в безусловном порядке, перед началом работ, на концах армированной трубы снимается слой фольги на длину участка предполагаемой глубины сварки. Для снятия фольги используется специальная зачистка.

Процесс сварки полипропиленовых труб

Сварка полипропиленовых труб производится электросварочным аппаратом для полифазной сварки, в комплекте которого имеются сварочные насадки необходимых размеров. При сваривании пластиковых труб необходимо наличие контактного термометра, резака или специальных ножниц, измерительного устройства, маркирующего устройства. Если диаметр соединяемых деталей превышает пятьдесят миллиметров, обязательно наличие шабера и монтажного устройства для сварки.

Перед началом сварки к сварочной машине прикрепляют нагревающие насадки, тщательно очищают тефлоновую поверхность от загрязнений при помощи ветоши и спирта, регулятором устанавливают нагрев на температуру двести пятьдесят-двести семьдесят градусов Цельсия, после чего сварочный аппарат подключается к сети. Время нагревания насадок зависит от температуры окружающей среды.

Сварку полипропиленовых труб можно начинать после того, как сварочный аппарат нагреется до рабочей температуры. Определение температуры производится при помощи контактного термометра, который необходим для замера значения температуры в двести шестьдесят градусов Цельсия. При обрезании торцов труб необходимо следить за остротой режущего инструмента, во избежание возникновения впадин на наружном диаметре свариваемой трубы.

Время нагрева полипропиленовых труб таблица

Пластиковые трубы, имеющие диаметр менее сорока миллиметров, свариваются вручную. Если же происходит сварка полипропиленовых труб диаметром от пятидесяти миллиметров и более, сварку нужно делать с использованием монтажных приспособлений, которые могут дать нужное давление.

Монтаж полипропиленовых труб видео

Полифузная сварка полипропиленовых труб. — Статьи

просмотр.

Полифузная сварка полипропиленовых труб – процесс образования неразъёмного соединения путём прогрева соединяемых деталей до стадии частичного оплавления их поверхностей. Полифузная (муфтовая) сварка производится специальным аппаратом, состоящим из 3-х основных частей: блока управления, нагревательной пластины и комплекта насадок из алюминиевого сплава с тефлоновым покрытием.

Перед началом сварочных работ, аппарат для полифузной сварки полипропиленовых труб  (чаще называемый «паяльник») оснащают одной или несколькими насадками необходимого диаметра, закрепив их на нагревательной пластине шестигранными ключами. Далее, аппарат устанавливается на подставку (струбцину), на температурном реле устанавливается рекомендуемый показатель (обычно 260-270 градусов Цельсия). Включив питание сварочного аппарата, следует дождаться пока не погаснут индикаторы нагрева – это означает, что температура достигла заданного значения. 

Внимание! Если аппарат хранился в холодном помещении, сварочные работы следует начинать не ранее, чем по окончанию второго цикла «прогрев-ожидание», иначе, в связи с недостаточной температурой, возможно налипание полипропилена к насадке (в лучшем случае) или бракованное соединение (в худшем).

Далее рассмотрим некоторые тонкости ручной полифузной сварки. Обращаем ваше внимание, что речь идёт именно о ручной сварке, то есть соединение труб и фитингов диаметром до 50-ти мм включительно. Сварку полипропиленовых труб большего диаметра рекомендуется производить при помощи специального монтажного устройства, обеспечивающего необходимое давление на соединяемые детали, при соблюдении параметров соосности.

• Настоятельно рекомендуется использовать трубу и полипропиленовые фитинги одного производителя. Как показывает практика, полипропиленовая продукция разных фирм имеет различную температуру плавления, соответственно требует корректировки времени прогрева, что весьма неудобно.

• Перед началом работы необходимо тщательно просмотреть весь материал. Использование фитингов, которые свободно одеваются на не нагретый «дорн» (выступающая часть насадки), а тем более болтаются – недопустимо! Таким же образом следует проверить и свариваемые отрезки трубы, проверив плотность вхождения в «гильзу» насадки.

• При сварке армированной полипропиленовой трубы с наружным расположением слоя алюминиевой фольги, следует произвести её зачистку на длину вхождения в фитинг, при помощи специального зачистного устройства. Полипропиленовые трубы армированные стекловолокном или с внутренним и центральным расположением алюминиевой фольги, так же как и неармированные и металлополипропиленовые – зачищать не нужно!

• Свариваемые поверхности следует тщательным образом очистить от пыли и обезжирить. Запомните – даже одна случайно попавшая волосинка, может вызвать утечку!

• Совсем не лишним будет заранее отметить карандашом или маркером глубину вхождения трубы в гильзу насадки и соосность соединяемых деталей.

• Важный момент – труба и фитинги, хранившиеся при минусовой температуре, должны «отлежаться» в тёплом помещении не менее трёх часов. Это связано с крайне низкой теплопроводностью полипропилена. Тёплая на ощупь труба, остаётся промороженной внутри. В процессе сварки такой трубы, слой расплавленного полипропилена образуется значительно более тонкий, чем при обычных условиях. Как следствие — некачественный шов, который может протечь после достаточно сильного гидравлического удара. 

• Для отрезания кусков трубы необходимой длины следует пользоваться специальными ножницами для резки полипропиленовых труб или, в крайнем случае, ножовкой по металлу, что гораздо мене удобно. Необходимо чтобы ножницы резали ровно. Косой срез уменьшает площадь свариваемых поверхностей и, как следствие, надёжность шва.

• Процесс нагрева свариваемых деталей следует начинать с одевания фитинга на дорн (у него более толстая стенка), а уже потом вставляется труба в гильзу. Соединяемые детали должны «садиться» на насадку с некоторым усилием, тем большим, чем больше их диаметр. Внимательно следите за отметкой глубины погружения на трубе!

• Время прогрева соединяемых деталей отсчитывается с момента их полной посадки. Данные о времени нагрева, в зависимости от диаметра трубы, обычно находятся с внутренней стороны крышки ящика «паяльника», либо в паспорте к нему. На практике время прогрева зависит от множества факторов (качество трубы и фитингов, их температура, степень изношенности насадки и сварочного аппарата) и определяется опытном путём. 

• С особой осторожностью следует относиться к полифузной сварке тонкостенной полипропиленовой трубы PN10, используемой в системах холодного водоснабжения. Время прогрева такой трубы значительно меньше. Усилие при посадке в гильзу следует тщательно дозировать, иначе последует неизбежное заужение пропускной способности трубы.

• Внимание! Сварка полипропиленовых кранов и вентилей должна производиться в положении «открыто». При закрытом вентиле, в случае наличия в нём даже небольшого количества влаги, образовавшийся при нагреве пар, будучи «запертым», будет стаскивать кран с насадки.

• Запомните – как «недогрев», так и «перегрев», крайне нежелательны! В случае недостаточного прогрева получаются некачественные швы. Зачастую, при первом же запуске отопления – труба просто выскакивает из фитинга. Перегретый шов, кроме того что заужает трубу, теряет пластичность (становится «стеклянным»). Динамические нагрузки и гидроудары ведут к его разрушению. 

• По окончании времени прогрева, труба и фитинг одновременно снимаются с насадки и уверенным равномерным движением соединяются. Труба должна войти в фитинг до отметки. В течение нескольких секунд можно откорректировать соосность соединения, путём небольшого осевого поворота. Далее заготовка фиксируется в течение 20-40 секунд (в зависимости от диаметра). 

• Последний этап – остужение (ни в коем случае не принудительное!) в течение 2-3 минут.

Вот и всё. Надеемся, эти советы помогут Вам избежать некоторых ошибок при полифузной сварке полипропиленовых труб и получить крепкие и надёжные швы, не уступающие по прочности монолитному полипропилену!

Любое копирование данной статьи возможно, при условии размещения прямой гиперссылки на сайтs-k-s.ru

Как самостоятельно сварить полипропиленовые трубы

Причина популярности этого пластика в частном секторе – приемлемая стоимость, универсальность использования и простота монтажа инженерных коммуникаций. Технология сварки труб из полипропилена несложная, и освоить ее не составит труда. Но чтобы добиться высокого качества, надежности соединений, нужно знать все нюансы такой работы.

Что понадобится:

• Аппарат полифузной сварки. В обиходе именуется «утюгом» и продается в комплекте с насадками. Для одноразового монтажа полипропиленовых труб целесообразнее арендовать.




• Труборез или специальные ножницы. Раскрой иным инструментом с острой кромкой вести не рекомендуется – точность реза вряд ли будет соблюдена.




• Контактный термометр. Им контролируется температура насадки перед установкой на нее полипропиленовой трубы, фитинга.




• Приспособления: калибратор, фаскосниматель. При сварке изделий с армированием понадобится торцеватель.




• Маркер, рулетка.




• Спиртосодержащая жидкость для обезжиривания соединяемых деталей.

Инструкция по сварке полипропилена

Труборез

Опытные мастера советуют начинать с проверки готовности к работе этого приспособления. Чтобы определить, насколько качественным получается раскрой полипропилена, делается тестовый рез. Сдавливание полимера, образование характерных впадин на поверхности трубы – верный признак, что острая грань инструмента нуждается в заточке.

Свариваемые детали

Здесь все просто – проверяется состояние образцов и совпадение их размеров.

• Стенки полипропиленовых труб, фитингов должны быть без видимых повреждений. Любой изъян на поверхности – причина отбраковки.




• Чтобы сварка получилась качественной, нужно сделать сочленение деталей «всухую». На данном этапе проверяется, насколько плотно «сидит» конец трубы в фитинге. Даже небольшой шат влияет на надежность соединения. Кроме того, стык в этом случае может получиться искривленным. С учетом, сколько их по всей длине трассы, она будет ломаной, что существенно усложнит крепление труб в держателях (клипсах) и их маскировку под облицовкой поверхности. Если полипропиленовые трубы и фитинги приобретались в разных торговых точках, детали из купленного запаса придется подбирать.




• При сварке участка коммуникации с установкой элементов запорной арматуры (например, вентилей) они также тестируются на работоспособность.




• Отводы фитингов под резьбовые соединения тоже подлежат проверке. Например, если с полипропиленовой трубой сваривается переходник с пластика на металл. Для этого используется ответная деталь, и по легкости ее вкручивания делается вывод, нет ли на резьбе дефектов.

Опытные мастера советуют полипропиленовые трубы, фитинги, вентили и тому подобное покупать в одном месте и обязательно того же производителя. Выгода двойная: хорошая скидка + гарантия, что все комплектующие подходят по размерам. А значит, при сварке не возникнет проблем.

Аппарат

• Из комплекта выбираются насадки по диаметру стыкуемых полипропиленовых деталей. Перед установкой на утюг их нужно протереть спиртом, чтобы удалить имеющиеся загрязнения, оставшиеся от предыдущей сварки.




• Регулятором выставляется требуемая температура. Для полипропилена рекомендованное значение +260±10 0С.

Особенность. Степень нагрева насадок зависит от внешних условий: на это влияют сквозняки, температура воздуха в помещении или на улице. Чтобы определить точное значение, используется контактный термометр. На основании его показаний производится корректировка положения регулятора. Перегрев, равно как и недогрев насадок, отрицательно сказывается на качестве сварки полипропилена. Выход аппарата на режим занимает не более 15 минут. О его готовности к работе сигнализирует зеленый индикатор.

Тестовое соединение

Оно проводится, чтобы выяснить, каково оптимальное время выдержки полипропиленовых деталей на насадках и после сочленения друг с другом. Специальная таблица в инструкции на сварочный аппарат дает лишь ориентировочные данные применительно к работе при +20. Чтобы добиться качественного монтажа труб, нужно определить реальные значения. Прочность стыка зависит как от степени расплавления полимера, так и от его полного отвердевания.

Особенность. Одной пробной сваркой ограничиваться не стоит. Фитинги для полипропилена недорогие, да и отрезать полметра от трубы – потеря небольшая. Каждый раз нужно менять время нагрева и кристаллизации пластика. Оптимальный режим выбирается опытным путем в месте монтажа.

Технология сварки полипропилена

• Подготовка деталей. В соответствии со схемой монтажа по длине нарезаются куски полипропиленовой трубы и раскладываются привариваемые фитинги. Это позволит в процессе работы не перепутать комплектующие.




• Обработка торцевой части. Снимается фаска для упрощения стыковки трубы с муфтой. Ее отсутствие чревато тем, что в момент соединения деталей размягченный полимер «заворачивается», и приходится вести сварку заново, удаляя испорченный участок. Следующий шаг – калибровка. Она необходима в основном для выравнивания ДУ тонкостенных образцов, так как в процессе раскроя полипропилен немного деформируется. Защита полимера (из алюминиевой фольги) снимается полностью. Для этого на конец трубы надевается торцеватель, и производится вращение его корпуса. За счет режущих элементов армирование на этом участке зачищается до появления пластика (внутреннего слоя композитного изделия).




• Разметка. Полипропиленовая труба вставляется в фитинг до упора, и на ее поверхности маркером ставится метка. Это поможет не ошибиться с глубиной погружения в процессе сварки.




• Обезжиривание деталей. Торцевая часть трубы и отвод муфты обрабатываются специальной жидкостью (спирт, авиационный бензин или подобное).




• Разогрев пластика. Торец полипропиленовой трубы и отвод фитинга помещаются на насадки сварочного аппарата. Делается выдержка по времени, необходимого для расплавления полимера.




Особенность. Стенки отводов муфт всегда толще, чем трубы. Рекомендуется разогрев пластика начинать с фитинга. И только через пару секунд пристыковывать к утюгу торец полипропиленового изделия.


• Стыковка деталей. Делается быстро, так как разогретый пластик интенсивно твердеет. Но после соединения конца полипропиленовой трубы с фитингом нужно немного выждать, пока расплавленный полимер не кристаллизуется.




Особенность. При стыковке вращать детали нельзя. Они соединяются в направлении продольной оси, до упора. Попытка повысить надежность поворотом фитинга приведет к обратному результату – микротрещинам и протечкам на данном участке.


• Обработка шва. Делается, если трасса из полипропилена монтируется открытым способом. Окультурить» места соединений труб несложно мелкой шкуркой, аккуратно, избегая излишнего воздействия на полимер. Иначе на поверхности пластика останутся видимые царапины.

При стыковой сварке отличие методики в том, что фитинг не используется. Торцы труб, предварительно нагретые до размягчения полипропилена, соединяются напрямую. Особенность работы в том, что здесь требуется богатый практический опыт. К тому же при монтаже коммуникации небольшого сечения не избежать значительных наплывов в полости, которые существенно повлияют на Ду. А удалить их не получится. Самостоятельно при обустройстве инженерных систем в доме стыковую сварку лучше не практиковать. Да и схема разводки коммуникаций в нем такова, что обязательно понадобятся фитинги (отводы, тройники, переходные муфты и так далее).

Особенности монтажа:

• Сварку полипропиленовых труб при температуре ниже +5 вести нельзя – стык получится ненадежным.




• Если рядом прокладываются коммуникации ХВС из ПП и отопления, то минимальный интервал между ними – 0,3 м. Полипропиленовые трубы не любят нагрева, равно как и УФ-лучей. Последнее при монтаже также учитывается.




• При соединении разнородных материалов не нужно забывать об особенности этого пластика: при повышении температуры он начинает плавиться. А потому вести сварочные работы на металлопроводе вблизи места установки комбинированного фитинга запрещается.




• Если длина участка трассы превышает 5м, нужно учитывать способность полипропилена к линейному расширению. В интернете есть специальные таблицы с рекомендациями по поправкам.




• Изгиб изделия из ПП на большой угол (в пределах 20–300) делается только после предварительного разогрева пластика. Иначе полипропиленовая труба может деформироваться.




• Участок магистрали, прокладываемый вне строения, нуждается в качественной теплоизоляции.

Наш интернет-магазин предлагает оборудование и инструмент для монтажа коммуникаций из пластиков, полимерные трубы и фитинги всех видов. Продукция известных марок по заводским ценам. Оставить заявку на приобретение можно на сайте alfatep.ru («Обратная связь») или по телефону 8 (495) 109 00 95. Здесь же и задать интересующие вопросы: специалисты компании оперативно и исчерпывающе вам ответят. Организуем доставку товара силами региональных подразделений, делаем внушительные скидки, предоставляем удобные условия кредитования – обращайтесь.

% PDF-1.4
%
313 0 объект
>
эндобдж

xref
313 79
0000000016 00000 н.
0000002321 00000 п.
0000002477 00000 н.
0000003038 00000 н.
0000003592 00000 н.
0000004214 00000 н.
0000004407 00000 н.
0000006787 00000 н.
0000009095 00000 н.
0000009259 00000 н.
0000012406 00000 п.
0000015433 00000 п.
0000015933 00000 п.
0000016116 00000 п.
0000019333 00000 п.
0000022102 00000 п.
0000023902 00000 п.
0000025718 00000 п.
0000025830 00000 н.
0000025944 00000 п.
0000026058 00000 п.
0000026171 00000 п.
0000026286 00000 п.
0000026378 00000 п.
0000031364 00000 п.
0000031883 00000 п.
0000032487 00000 н.
0000032585 00000 п.
0000038041 00000 п.
0000038636 00000 п.
0000039274 00000 п.
0000039781 00000 п.
0000040090 00000 н.
0000040395 00000 п.
0000043303 00000 п.
0000043710 00000 п.
0000044164 00000 п.
0000044612 00000 п.
0000044890 00000 н.
0000045186 00000 п.
0000083346 00000 п.
0000083385 00000 п.
0000118997 00000 н.
0000119036 00000 н.
0000119113 00000 н.
0000119191 00000 п.
0000119379 00000 н.
0000119457 00000 н.
0000119645 00000 н.
0000119723 00000 н.
0000119908 00000 н.
0000119986 00000 н.
0000120172 00000 н.
0000120250 00000 н.
0000120438 00000 н.
0000120516 00000 н.
0000120704 00000 н.
0000120782 00000 н.
0000120970 00000 н.
0000121048 00000 н.
0000121236 00000 н.
0000121314 00000 н.
0000121501 00000 н.
0000121579 00000 н.
0000121765 00000 н.
0000121843 00000 н.
0000122031 00000 н.
0000122109 00000 н.
0000122297 00000 н.
0000122375 00000 н.
0000122563 00000 н.
0000122641 00000 н.
0000122829 00000 н.
0000122907 00000 н.
0000123095 00000 н.
0000123173 00000 н.
0000123359 00000 н.
0000002138 00000 н.
0000001876 00000 н.
трейлер
] / Назад 131479 / XRefStm 2138 >>
startxref
0
%% EOF

391 0 объект
> поток
hb«f`Xx + 01 & $ Qo (f`Pg`bbfrgũqG {
Y

} dfba0f | d`-ɤx۔q> LS ^ 20t} 4w * OH | C’31’Boev

Стыковая сварка пластмасс плавлением

Стыковая сварка плавлением — так называется сварка горячим листом термопластичных труб.Это один из двух основных методов соединения газовых и водопроводных труб из полиэтилена плавлением.

Процесс

Фаза нагрева, иногда называемая «поднятием борта», — это когда концы трубы прижимаются к нагретой пластине в течение определенного периода времени. За этим следует фаза «выдержки тепла», когда давление снижается, чтобы просто удерживать концы труб на горячей пластине. Это дает время, чтобы тепло впиталось в материал на концах труб.

После фазы выдержки нагревательная плита снимается и концы труб соединяются.Время, затрачиваемое на это, называется «временем выдержки» и должно быть как можно короче. Заключительным этапом является время сварки / охлаждения, которое определяется диаметром трубы и толщиной стенки.

Установка станка

Перед выполнением любых трубных швов аппарат для стыковой сварки плавлением должен быть проверен на плавность хода и настроен в соответствии с свариваемыми материалами трубы.

• Выбор правильных зажимов или вставок, обеспечивающих затяжку всех креплений, чтобы уменьшить возможность перекоса из-за осевого перемещения.
• Правильная температура горячей пластины для свариваемого материала; это следует проверить с помощью датчика температуры поверхности и цифрового термометра в нескольких положениях после периода стабилизации не менее 20 минут. Между сварными швами горячую плиту следует накрывать термостойким мешком, чтобы защитить ее от поверхностного загрязнения и предотвратить потерю тепла.
• Проверьте лезвия строгального станка, используемые для обрезки и подрезки концов труб; они должны быть острыми, неповрежденными и прочно прикрепленными к поверхности строгального станка, чтобы избежать соскальзывания станка во время вращения.
• Проверьте все движущиеся части на плавность работы и, если используется гидравлическая машина, проверьте шланги и фитинги на предмет утечек.

Подготовка трубы

Перед сваркой необходимо правильно подготовить трубы. При измерении длины трубы следует делать поправку на последовательность обрезки и плавления, чтобы гарантировать правильную длину после сварки.

Перед тем, как зажать трубы в машине, необходимо проверить концы на неправильную форму, повреждения или вкрапления песка.Максимально допустимая глубина этого должна быть менее 10% толщины стены. Поврежденную трубу или трубу с глубокими зазубринами следует выбросить. Любые незакрепленные загрязнения можно удалить, протерев концы труб безворсовой тканью как с внутренней, так и с внешней поверхностей.

После очистки трубы зажимаются в машине. Для облегчения совмещения рекомендуется зажимать трубы таким образом, чтобы их штампованные отметки находились на одной линии. Это также помогает при идентификации позже, если потребуется.

После надежной фиксации в зажимах концы трубы должны войти в контакт с вращающимся строгальным инструментом до тех пор, пока с каждого конца не будет обрезана непрерывная стружка.Процесс строгания гарантирует, что концы труб будут гладкими и квадратными, готовыми к фазе сварки. Отслаивающуюся стружку следует удалить из машины и внутри труб, стараясь не касаться строганных концов. Это гарантирует, что жир или грязь не попадут с рук на концы труб. Затем следует проверить трубы на предмет выравнивания и, при необходимости, отрегулировать зажимы, чтобы гарантировать минимальное несоответствие диаметров.

Сварка

Перед последовательностью сварки следует записать время нагрева и охлаждения и давление плавления для конкретного диаметра трубы и записать для быстрой справки во время цикла сварки.На некоторых машинах для удобства есть все соответствующие таблицы. Для точного отсчета времени должны быть доступны таймер или секундомер.

Термостойкий мешок следует снять с конфорки и проверить температуру с помощью цифрового термометра и поверхностного зонда.

Рекомендуется выполнить фиктивный сварной шов перед тем, как приступить к сварке. Это необходимо для того, чтобы поверхность конфорки, контактирующая с концами труб, была полностью очищена от любых частиц пыли или других загрязнений.

Поместите конфорку между концами труб, убедившись, что она расположена правильно и перпендикулярно поверхности трубы. Придвиньте трубы к поверхности, приложив осевую силу. Усилие следует прикладывать плавно, следя за тем, чтобы не превышалось требуемое давление. Усилие необходимо удерживать надежно, чтобы вокруг трубы образовалась капля расплавленного материала.

Полоса должна быть ровной по окружности трубы с обеих сторон конфорки. Это фаза процесса.

Способы приложения силы зависят от типа оборудования. На некоторых типах машин сила будет прикладываться механическими средствами с использованием подпружиненного механизма, при этом сила поддерживается стопорным винтом. На других типах оборудования используются гидроцилиндры, давление которых поддерживается переключением клапанов в гидроагрегате.

Когда будет получен требуемый валик, давление снижается для фазы выдержки при нагревании. Трубы опираются на горячую плиту, что позволяет теплу проникать в материал, уменьшая возможность холодных сварных швов.

Это время будет зависеть от диаметра трубы и толщины стенки, поэтому следует использовать время, рекомендованное производителем.

Когда эта фаза завершена, поверхности труб отводятся от плиты как можно более плавно, чтобы гарантировать, что ни один из расплавленных шариков не прилипнет к поверхности, и плита будет удалена. Затем трубы собираются вместе настолько плавно и быстро, насколько это возможно, чтобы свести к минимуму возможность падения температуры, стараясь не превысить требуемое усилие.

Фаза сварки / охлаждения начинается, когда достигается необходимое усилие. Усилие сварного шва должно поддерживаться на протяжении всего этого этапа, чтобы обеспечить максимальную прочность сварного шва

По истечении времени охлаждения давление может быть уменьшено до нуля, а труба снята с зажимов. Готовый сварной шов теперь можно визуально проверить на однородность и соосность.

Более подробную информацию о работе TWI с пластиковыми трубами можно найти здесь.

См. Дополнительную информацию о сварке и испытаниях пластиковых труб или свяжитесь с нами.

Производство полипропиленовых трубопроводов, фитингов и пластмасс

Новое поколение полипропилена для промышленности

AlphaPlus® Полипропилен подходит для более широкого спектра химикатов, чем другие материалы для трубопроводов, такие как FRP и CPVC, и может выдерживать температуры от 32 ° F до 200 ° + F в зависимости от области применения.

Эта запатентованная формула смолы AlphaPlus и эксклюзивная экструзия с поточным отжигом также значительно улучшают жесткость при высоких температурах и ударопрочность при низких температурах — намного лучше, чем полипропилен с β-ядрами и стандартный PP-H.Никакой другой полипропилен не предлагает такого сочетания более длительного срока службы, большей функциональности, повышенной безопасности и низкой стоимости владения.

• Полипропиленовая труба для снятия напряжений: ½ ”- 48”
• Формованные полипропиленовые торцевые фитинги: ½ ”- 4”
• Формованные полипропиленовые фитинги для стыковой сварки: ½ ”- 20”
• Сборные полипропиленовые фитинги: 18–48 дюймов

Трубы и фитинги AlphaPlus PP обладают преимуществами по сравнению с другими полипропиленами на рынке:

• Значительное снижение потерь давления благодаря улучшенным гидравлическим свойствам
• Значительно меньший риск отложений твердых частиц благодаря сверхгладким поверхностям
• Возможная экономия за счет увеличения интервалов между чистками
• Более длительный срок службы благодаря повышенной химической стойкости и минимальному риску образования трещин под напряжением
• Безопасный монтаж и сборка труб благодаря повышенной ударной вязкости даже при низких температурах
• Повышенный запас прочности за счет улучшенного качества сварки
• Повышенная безопасность при сварке труб в труднодоступных местах.

Полипропиленовые трубы AlphaPlus используются в широком спектре отраслей промышленности со специальными потребностями, включая:

• Химический процесс
• Полупроводник
• Целлюлоза и бумага
• Атомная энергетика
• Горное дело
• Подготовка и отделка металла
• Нефтехимия
• Фармацевтическая
• Водоподготовка
• Продукты питания, напитки, пивоварение.

Автоматический электрический нагревательный аппарат для сварки труб PPR PE PP

Описание товара

Этот продукт подходит для соединения труб из термопласта, таких как PP-R /

PE / pp-c.Этот продукт имеет точный контроль температуры, высокую надежность, высокий уровень безопасности

и уникальную неклейкую технологию пресс-форм, которая удобна для работы клиентам

.

1 . Основные технические показатели

1. Условия эксплуатации: высота над уровнем моря не более 1000 м

Температура окружающей среды: — 20 ° C-50 ° C

Относительная влажность: 45% — 95%

Диапазон напряжения: 200–245 В переменного тока

50 ± 1 Гц

2. Температура нагревательной головки: 260 ± 5 ° C

3.Индекс безопасности: сопротивление изоляции не менее 1 м Ом

Ток утечки: ≤ 5 мА (AC RMS)

2. Как использовать

1. Закрепите сварочный аппарат и установите нагревательную головку, поместите сварку

Разъем

на стойке, установите соответствующую нагревательную головку в соответствии с требуемой спецификацией трубы

и затяните ее внутренним шестигранником. Как правило,

, маленький находится на переднем конце, а большой — на заднем.

2. Включение питания

Включите источник питания (обратите внимание, что источник питания должен быть оборудован заземляющим проводом

), зеленый индикатор горит, а когда зеленый индикатор

не горит, красный Световой индикатор горит, указывая на то, что сварочный аппарат

находится в состоянии автоматического регулирования температуры и может начать работу.

Примечание: в состоянии автоматического контроля температуры красный и зеленый свет

будут попеременно гореть, что указывает на то, что сварочный аппарат находится в контролируемом состоянии

и не влияет на работу.

3. Сварная труба

Используйте труборез, чтобы разрезать трубу вертикально, протолкните трубу и фитинг в штамповую головку

одновременно, не вращая, и управляйте

в соответствии с требованиями в Таблица ниже. По достижении времени нагрева

немедленно снимите трубу и фитинги с штамповочной головки и вставьте их на необходимую глубину по прямой линии без вращения до

, чтобы фланец был однородным в месте соединения.

Примечание: если рабочая температура ниже 5 ° C, время нагрева

следует увеличить на 50%.

3 . Уведомление

1. В этом продукте используется однофазная трехполюсная безопасная плоская вилка, и пользователям не разрешается изменять ее

.

Вилка, вилка должна быть вставлена ​​в розетку с заземляющим проводом.

2. Во избежание несчастных случаев руки и легковоспламеняющиеся вещества не должны касаться нагревательной пластины

.

3.Не разбирайте его, если вы не профессионал. Открытие

может вызвать поражение электрическим током и нарушить работу машины.

производительность

4. Если красный и зеленый световые индикаторы не меняются в течение длительного времени, это означает, что

машина вышла из строя, прекратите работу и немедленно отключите питание.

5. Гарантия на этот сварочный аппарат составляет двенадцать месяцев с даты покупки

(за исключением коробок и искусственных повреждений).

6.Температура сварочного аппарата была отрегулирована перед поставкой,

и непрофессионалы не могут изменять ее, чтобы не повлиять на нормальное использование

и срок службы сварочного аппарата.

Рекомендации по настройке температуры

Воспользуйтесь двумя приведенными ниже справочными таблицами температуры, чтобы помочь вам отрегулировать температуру вашего сварочного аппарата для азотной пластмассы. Таблица, которую вы должны использовать, зависит от того, какой у вас сварочный аппарат (цифровой или аналоговый).

Важно: Большинство сварочных операций выполняются с рекомендованными настройками.Сварка за пределами рекомендованного диапазона может потребоваться, если свариваемый пластик очень тонкий или толстый или если используется более высокий или более низкий поток воздуха. Следует проявлять особую осторожность, чтобы избежать перегрева элемента.

Как указано в таблице, полиуретан и FiberFlex® нельзя использовать с азотно-пластиковым сварочным аппаратом. Посмотрите наши видеоролики, чтобы узнать, как использовать безвоздушный сварочный аппарат для ремонта термореактивного полиуретана и ремонта бамперов с помощью FiberFlex®. Если вы не знаете, какой у вас пластик, ознакомьтесь с нашей таблицей идентификации пластика.

Предлагаемые настройки температуры

Цифровые сварочные аппараты

Аналоговые сварочные аппараты

Наноструктуризация и термические свойства сварных швов полиэтиленов

Nanoscale Res Lett.2015; 10: 138.

, , , , , , и

Анатолий Гальчун

, Электросварочный институт Академия наук Украины, ул. Боженко, 11, д. 8, 03680 Киев-150, Украина

Николай Кораб

Отделение сварки пластмасс, Институт электросварки им. Е.О. Патона НАН Украины, Б.Ул. Боженко, 8, 03680 Киев-150, Украина

Владимир Кондратенко

Отделение сварки пластмасс, Институт электросварки им. Е.О. Патона НАН Украины, ул. Боженко, д. 8, д. 8, 03680 Киев- 150, Украина

Валерий Демченко

Отделение сварки пластмасс, Институт электросварки им. Е.О. Патона НАН Украины, ул. Боженко, д. 8, д. 8, 03680 Киев-150, Украина

Институт макромолекулярных соединений Химия НАН Украины, Харьковский проспект, 48, 02160 Киев, Украина

Андрей Шадрин

Отделение сварки пластмасс, Е.Институт электросварки им. О. Патона НАН Украины, ул. Боженко, д. 8, 03680 Киев-150, Украина

Виталий Анистратенко

Кафедра сварки пластмасс, Институт электросварки им. Е.А. Патона НАН Украины Наук Украины, Б.8, ул. Боженко, 11, 03680 Киев-150, Украина

Максим Юрженко

Отделение сварки пластмасс, Институт электросварки им. Е.О. Патона НАН Украины, Б.Ул. Боженко, 8, 03680 Киев-150, Украина

Институт химии высокомолекулярных соединений НАН Украины, Харьковский проспект, 48, 02160 Киев, Украина

Отделение сварки пластмасс Института электросварки им. Е.О. Патона НАН Украины, ул. Боженко, 11, д. 11, 03680 Киев-150, Украина

Институт химии высокомолекулярных соединений НАН Украины, Харьковский проспект, 48, 02160 Киев, Украина

Корреспондент.

Поступило 6 ноября 2014 г .; Принято 19 февраля 2015 г.

Авторские права © Galchun et al .; лицензиат Springer. 2015Это статья в открытом доступе, распространяемая в соответствии с условиями лицензии Creative Commons Attribution License (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0), которая разрешает неограниченное использование, распространение и воспроизведение на любом носителе при условии, что оригинальная работа Эту статью цитировали в других статьях в PMC.

Реферат

Как известно, полиэтилен (ПЭ) — один из распространенных материалов в современном мире, и изделия из него занимают основную долю на промышленных и торговых рынках.Например, различные типы технического PE, такие как PE-63, PE-80 и PE-100, имеют широкое промышленное применение, например, в строительстве, для трубопроводных систем и т. Д. Быстрое развитие индустрии пластмасс опережает подробные исследования процессов сварки и сварных швов. ‘механизм образования, поэтому они остаются неизученными. До сих пор нет окончательного ответа на вопрос, как формируется микроструктура сварного шва. Такие условия ограничивают наш путь к пониманию проблемы и, соответственно, препятствуют научным подходам к сварке более сложных (с химической точки зрения) типов полимеров, чем полиэтилен.С учетом современного состояния в статье представлены результаты комплексных исследований сварного шва полиэтилена, его структуры, теплофизических и эксплуатационных характеристик, анализ этих результатов и на их основе некоторые гипотезы формирования сварного соединения и структуры шва. Показано, что сварка полиэтилена разного типа, такого как ПЭ-80 и ПЭ-100, приводит к образованию более упорядоченных кристаллитов, реструктурирующих кристаллическую фазу, и аморфных областей с внутренними напряжениями в зоне сварки.

PACS: 81.20.Vj, 81.05.Lg, 81.07.-b

Предпосылки

Строительство технологических трубопроводов — одна из основных областей применения полимерных материалов в мире [1]. Среди полимеров, используемых для производства труб, полиэтилен (ПЭ) является одним из наиболее часто используемых [2]; этот материал имеет идеальное соотношение между ценой, механическими свойствами и свариваемостью и, следовательно, имеет значительное преимущество по сравнению с другими полимерами.

Для строительства трубопроводов используются трубы из различных видов полиэтилена высокой плотности (HDPE; так называемый «трубный» полиэтилен) [3].Трубы для первых технологических трубопроводов изготовлены из сырья марки ПЭ-63. Позже были разработаны и получили широкое распространение следующие марки ПЭ-80 и ПЭ-100 [4,5]. В настоящее время все эти три вида полиэтилена используются в трубной промышленности [6].

Сварка — основной способ соединения полиэтиленовых труб при строительстве трубопроводов. На сегодняшний день следующие методы сварки достаточно развиты с технологической точки зрения и широко используются на практике: стыковая сварка горячим инструментом, сварка муфтой горячим инструментом и контактная сварка [7,8].Для двух последних методов требуются некоторые специальные детали муфты, такие как муфты и фитинги сопротивления. Стыковая сварка — наиболее простой и универсальный метод, применимый для труб любого диаметра (кроме тонкостенных).

Эксплуатационные характеристики полиэтиленовых трубопроводов в значительной степени зависят от качества сварного соединения. Как правило, заявленный срок службы трубопровода составляет не менее 50 лет, и все факторы, которые могут способствовать разрушению трубы или сварного шва, постоянно исследуются и могут быть устранены [9].В случаях, когда разрушение произошло, важно иметь эффективную и надежную технологию ремонта [10]. Поскольку трубы изготавливаются из полиэтилена различных типов, необходимо разработать технологию сварки, обеспечивающую надежную сварку разнородных типов полиэтилена.

Все вышеперечисленные способы сварки имеют свои технологические особенности и типичные дефекты сварных соединений [11]. Многочисленные научные исследования направлены на совершенствование метода стыковой сварки горячим инструментом. Эмпирические методы используются исследователями для оптимизации основных параметров сварки для различных технологических режимов [12,13], а также для исследования особенностей сварки труб разного размера [14].Механические и термические свойства материала трубы также сильно влияют на процесс стыковой сварки горячим инструментом [15,16]. Это следует учитывать при сварке разнородных видов полиэтилена между собой. ПЭ-63, ПЭ-80 и ПЭ-100 имеют разные технологические характеристики, такие как, например, степень усадки при охлаждении [17] и разные показатели текучести расплава, поэтому для случаев, когда неоднородный ПЭ следует разработать специальную сварочную технологию и оборудование. типы должны быть сварены вместе.

Несмотря на многочисленные разработанные технологии и практическое применение сварки широких труб, детальное исследование природы сварки полиолефинов до сих пор не завершено; Механизм образования сварных швов изучен недостаточно. Исследования морфологии, как правило, позволяют изучить макроструктуру полиэтиленовых труб, линии сплавления и геометрию зон термического влияния [18,19]. В некоторых работах исследовалась макромолекулярная структура полиэтилена, влияющая на свариваемость материала [20], а также внутренние деформации в сварных соединениях полиэтилена [21], но общий механизм образования сварного соединения и макромолекулярные структуры [22,23] в сварном шве до сих пор изучены недостаточно.

Таким образом, до сих пор нет полного представления о формировании и структурных особенностях сварных соединений полиэтилена и других полиолефинов. Еще меньше изучен процесс сварки более сложной химической системы, чем полиэтилен. В работе представлены результаты комплексных исследований (методами дифференциальной сканирующей калориметрии, термогравиметрического и термомеханического анализов, а также широкоугольного рентгеновского рассеяния) разнородной структуры сварного шва типа ПЭ и их свойств.На основе анализа полученных результатов предложены новые гипотезы о природе и механизме образования сварных швов и структурирования полимера в таких швах.

Методы

Материалы и обработка

Для экспериментов по сварке, структурного анализа и исследования механических и термических свойств использовались следующие образцы: полиэтиленовые трубы, изготовленные из двух типов полиэтилена высокой плотности (HDPE) с разным минимумом требуемая прочность (MRS) — ПЭ-80 (MW _{бимодальный} 300000 г / моль, плотность 0.953 г / см ³ , MRS = 8 МПа) и PE-100 (MW _{бимодальный} 300000 г / моль и плотность 0,960 г / см ³ , MRS = 10 МПа).

Сварочные эксперименты проводились с диаметром 63 мм и толщиной стенки 6 мм труб из ПЭ-80 и ПЭ-100 с использованием традиционной стыковой сварки горячей пластиной при следующих условиях: температура сварки 200 ° C, давление сварки 0,2 МПа и 60 с время перерыва. Изменение во времени составило 3 с. Время охлаждения под давлением 6 мин. Аппарат для стыковой сварки горячим листом САТ-1 производства Опытного сварочного оборудования им.Для сварки использовался Институт электросварки им. О. Патона НАН Украины. Фотография сварного шва труб ПЭ-80 и ПЭ-100 представлена ​​на рисунке.

Сварной стык полиэтиленовых труб. Сварной шов разнородных труб (ПЭ80 и ПЭ-100, диаметром 63 мм).

Оборудование и измерения

PE Структура PE (типы PE-80 и PE-100), а также сварных швов PE-80 / PE-100 была исследована методом широкоугольного рассеяния рентгеновских лучей (WAXS) с использованием Рентгеновский дифрактометр ДРОН-4.07 (Буревестник, Санкт-Петербург, Россия) с рентгенооптической схемой по методу Дебая-Шерера с использованием излучения CuK _α ( λ = 0.154 нм), монохроматизированный Ni-фильтром. Рентгеновская трубка BSV27Cu, работающая при U, = 30 кВ и I, = 30 мА, использовалась в качестве источника характеристического рентгеновского излучения. Рентгеновские измерения проводились пошаговым сканированием с углами рассеяния (2 θ ) от 2,6 ° до 40 °, с выдержкой 5 с при температуре T = 20 ± 2 ° С.

Термические свойства исходных образцов и сварных швов были исследованы с помощью дифференциальной сканирующей калориметрии (DSC) на приборе DSC Q2000 от TA Instruments (New Castle, DE, USA) в инертной атмосфере (азот высокой чистоты, ГОСТ 9293–74) при температурах от 40 до 200 ° С с линейной скоростью нагрева 20 ° С / мин.Масса образцов составляла от 6 до 10 мг каждый. Точность измерения температуры ± 0,01 ° С, точность теплового потока ± 0,01 Дж / г.

Термическая стабильность и термоокислительное разрушение (ТГА) исходных образцов и сварного шва изучались на приборе TGA Q50 компании TA Instruments (Нью-Касл, Делавэр, США) в атмосфере осушенного воздуха при температурах от 30 до 700 ° С. ° C при линейной скорости нагрева 20 ° C / мин. Масса образцов составляла примерно 6–12 мг каждый. Точность измерения температуры ± 0.01 ° С, точность похудания ± 0,0001 мг.

Термомеханическое поведение и деформационные характеристики (ТМА) исходных образцов и сварного шва были исследованы с помощью прибора TMA Q400 EM компании TA Instruments (Нью-Касл, Делавэр, США) в атмосфере осушенного воздуха при линейной скорости нагрева 10 ° C / мин при температуре от 30 до 250 ° C. Измерения проводились в режиме теплового расширения с использованием кварцевого индентора диаметром 2,8 ± 0,01 мм. Приложенное к образцу давление индентора было постоянным и составляло 10 ^-1 МПа.Точность измерения температуры ± 0,01 ° С, точность контроля деформации ± 0,01 мкм. Все устройства TA Instruments сертифицированы по международному стандарту ISO 9001: 2000.

Механические свойства (прочность и относительное удлинение при разрыве) исходных и сварных образцов оценивали с помощью осевого испытания на растяжение (по стандарту ДБН В.2.5-41) со скоростью растяжения 50 мм / мин при комнатной температуре с FP- 10 натяжной станок (Германия). Качество сварки также оценивали по визуальным геометрическим параметрам.Все исследования повторялись трижды с разными образцами каждый раз для повышения точности измерений.

Результаты и обсуждение

Результаты термогравиметрических исследований ПЭ-100, ПЭ-80 и их сварного шва представлены на рисунке а. Видно, что при температурах 280-500 ° С кривая сварного шва ПЭ-80 / ПЭ-100 располагается между кривыми чистого ПЭ-80 и ПЭ-100, которые соответствуют процессу термоокислительного разрушения. Такое поведение кривых логично и не подлежит обсуждению.Но в начальной зоне процесса термоокислительного разрушения (до 280 ° С) наблюдается определенная повышенная стабильность сварного шва ПЭ-80 / ПЭ-100 по сравнению с чистыми полиэтиленами. Как видно на вставке к рисунку а, сварной шов ПЭ-80 / ПЭ-100 имеет меньшую потерю веса в начале пробоя и повышенную (до 10 ° С) температуру начала пробоя по сравнению как с ПЭ-80, так и с ПЭ-100. Такой вид кривой свидетельствует о том, что в сварном шве образуются структуры с более высокой термической стабильностью.

Графики результатов исследований TGA и TMA. Термогравиметрические (a) и термомеханические (b) результаты для чистого PE-80, PE-100 и их сварного шва PE-80 / PE-100.

Аналогичное поведение материалов наблюдается при термомеханическом испытании (рисунок b). Кривая относительной деформации сварного шва ПЭ-80 / ПЭ-100 при плавлении при температурах выше T = 140 ° C расположена между соответствующими кривыми для чистого ПЭ-80 и ПЭ-100. При температурах 25-130 ° C сварной шов PE-80 / PE-100 имеет максимальные значения теплового расширения (вставка на рис. B) по сравнению с чистым PE-80 и PE-100.Это можно объяснить наличием внутренних напряжений в «замороженных» участках аморфной части полимера, возникающих в процессе сварки. Расслабление и размораживание этих участков при нагревании приводит к увеличению молекулярной подвижности и увеличению объема материала.

Исходя из приведенных данных, можно предположить, что при сварке разнородных типов полиэтилена, таких как ПЭ-80 и ПЭ-100, возникают области с повышенной термической стабильностью (очевидно, в кристаллической фазе) и области с внутренними напряжениями (в аморфной фазе). ) образуются в зоне сварки.Чтобы проверить эту идею, все образцы (как чистые полиэтиленовые типы, так и их сварные швы) были изучены с помощью дифференциальной сканирующей калориметрии (рисунок а) и широкоугольной рентгеновской спектроскопии (рисунок б).

Результирующие графики исследований DSC и WAXS. DSC (a) и WAXS (b) спектры чистого PE-80, PE-100 и их сварного шва PE-80 / PE-100.

Для всех трех образцов на кривых ДСК можно наблюдать два минимума, соответствующих процессам плавления кристаллических структур внутри ПЭ, причем эти две температуры плавления на всех образцах указывают на их поликристалличность.Первый минимум T _{m 1} указывает температуру плавления для более легкоплавкой фракции с температурой плавления 117-125 ° C. Второй минимум T _{m 2} соответствует плавлению более упорядоченных (лучше упакованных) кристаллитов с более высокой термической стабильностью с температурой плавления от 133 ° C до 138 ° C. Температуры плавления, соответствующие обоим типам кристаллитов для всех образцов, представлены в таблице.

Таблица 1

Термические характеристики (температуры и энтальпии плавления) обоих типов полиэтиленов и их сварного шва, полученные в результате исследований методом ДСК

2 138245

2 138245