Сварка полиэтиленовых ПНД, ПЭ труб, своими руками.

ПНД – полиэтилен низкого давления высокой плотности, который производят методом полимеризации из горючего газа этилена. ПЭ – первичный полиэтилен низкого давления, из того же сырья, но более чистый, с более однородной структурой, без примесей. Соединение труб в единую магистраль производится разными способами. Может быть разъемным и неразъемным. Сварка ПНД труб выполняется так же, как и сварка труб ПЭ.

Пайка труб похожа сравнительно со сваркой ПНД. Все-же принято называть этот процесс сваркой не пайкой ПНД труб, так для соединения ПНД труб есть сварочные аппараты, отнюдь не паяльные.

В статье представлено подробное описание особенностей соединений и алгоритмов их осуществления. Все необходимое для строительства трубопровода можно купить в компания ПЭТСИБИРЬ.

Плюсы и минусы труб ПНД

Полиэтиленовые трубы производятся из полиэтилена низкого давления разных марок: вторичного и первичного происхождения. Они отличаются химической стойкостью к многим жидким веществам. Выделяют три основные категории ПНД труб: водопроводные (для холодного водоснабжения и канализации), газовые, технические.

Плюсы ПНД как материала для трубопроводов:

Легко устанавливаются, не требуют сложного оборудования и высокой квалификации исполнителя. Малые участки могут монтироваться вручную с помощью разъемных соединений. Трубы больших диаметров свариваются.
Отличаются высокой прочностью, пластичностью, способностью восстанавливаться после незначительных деформаций и надежностью соединения.
Не подвержены коррозии, что позволяет снизить расходы на содержание, ремонт трубопровода.
Способствуют энергетической эффективности насосного оборудования, так как гладкая поверхность внутренних стенок труб исключает образование отложений, которые могли бы препятствовать прохождению среды по трубе и требовать большего напора жидкости и мощности насоса.
Не разрушаются при перепаде внешних температур в значительном диапазоне. Могут замерзать зимой и оттаивать в теплое время без повреждения и ухудшения эксплуатационных качеств.
Являются безопасными, не выделяют токсичные вещества, поэтому подходят для систем, транспортирующих питьевую воду, не изменяют ее состав и вкусовые качества.
Сохраняют химическую инертность по отношению к концентрированным кислотам и щелочам.
Имеют низкую стоимость. Гораздо менее затратные по сравнению со стальными трубами и другими полимерными системами, включая низкие расходы на их доставку (легкий вес и не хрупкость)
Относятся к экологичным продуктам, так как при производстве и утилизации не наносится вред окружающей среды.

Минусы ПНД:

При всей прочности и устойчивости труб к агрессивным химическим средам, коррозии, перепаду температур, полиэтилен расслаивается и становится хрупким под продолжительным воздействием ультрафиолета, поэтому в солнечных географических зонах трубы не используются для наземных систем с целью долгосрочной эксплуатации (более 2 лет). Исключение составляет сшитый полиэтилен, который не демонстрирует чувствительность к этому фактору воздействия.
Полиэтиленовые трубы относятся к горючим объектам, поэтому их реже применяют для транспортировки горячей воды и в условиях очень высоких температур (превышающих 50°С). Даже при показателях ниже пограничного, в продолжительную интенсивную жару полиэтиленовые трубопроводы, обладая высоким температурным расширением, могут деформироваться, провисать. Чтобы компенсировать это явление устанавливаются специальные компенсационные элементы. А там, где важна сварка пнд в стык используют армированные трубы.
При горении выделяют ядовитые вещества, которые опасны для здоровья.
Для полиэтиленовых труб есть ограничение в рабочем давлении (не более 20 МПа).

Способы соединения ПНД полиэтиленовых труб

Легкие полиэтиленовые трубы просто монтируются без привлечения тяжелой техники. Возможны разъемные и неразъемные соединения. Сварка выполняется сварочными аппаратами, предназначенными для труб ПНД. Разъемная установка производится с помощью специальных приспособлений.

Разъемные соединения

Для разъемных соединений используются соединительные детали. Такие стыки можно разбирать. Среди преимуществ - простота монтажных работ, обслуживания и ремонта. Расходы меньше затрат на сварку, для которой нужно иметь специальную технику. Метод используется для установки труб под водой и в других условиях, где сварочное соединение невозможно.

Разъемные соединения незначительно, но уступают по прочности сварным, поэтому их не применяют в газовых и напорных водопроводных системах. Выполнить из можно четырьмя способами. Есть фитинговые, раструбные, фланцевые.

С использованием фитингов из ПНД

Это соединение основано на применении резьбы и компрессионного фитинга, который состоит из втулки (цанги), накидной гайки, зажимного и уплотнительного колец, корпуса – фиксатора для гайки. Для организации переходов и разветвлений в комплектацию могут быть добавлены различные конструкционные элементы.

Подходит для труб диаметром не более 50 мм и обеспечиваит быстрый, простую прокладку магистрали. Может стыковать участки разных размеров и изготовленные из разных материалов (металлопластика, пропилена). Получается надежное, герметичное соединение многоразовой эксплуатации.

Работы выполняются следующим образом:

Фитинг продается в собранном виде, поэтому перед началом работ его разбирают.
Трубу подготавливают, обеспечивают ее чистоту, подрезают фаску под углом 45⁰ с помощью фаскоснимателя или острого ножа.
На торцах подготовленного края трубы обозначают глубину вхождения фитинга с помощью маркера.
Герметичность усиливается обработкой трубных торцов жидким мылом.
Труба вводится в соединительный элемент (кольцо) до упора.
Затягивается обжимная гайка на резьбе без избыточного зажима.

Применяется для безнапорных канализационных, водопроводных (технических и питьевых) систем. Не применяется для газовых транспортных систем, подземных трубопроводов.

Раструбный способ соединения

Редко применяемый способ соединения, так как не обеспечивает высокую герметичность. Используется дополнительная труба с раструбом в качестве соединительного элемента.

Работы выполняются следующим образом:

Оба участка очищаются, тестируются на отсутствие трещин и повреждение.
Конец соединительной трубы подрезается.
На раструбной трубе устанавливается резиновая прокладка.
Оба конца обрабатывают силиконовым или клеевым составом.
Соединяемая труба вводится в торец раструбной трубы с уплотнителем.

Подходит для построения тоннелей для кабелей или для создания безнапорной канализационной системы. Может применяться для трубопроводов с участками из разных материалов (полиэтилена и чугуна).

Соединение труб посредством установки фланца

Для соединения труб с большим диаметром обычно используется фланцевое соединение. Основным соединительным элементом является круглый и квадратный фланец с отверстиями для крепежных деталей (болтов). Фланец является опорой для креплений. Обеспечивает высокопрочное и герметичное соединение. Позволяет создать проходные и тупиковые варианты, подключить к системе вентили, регуляторы, а также соединить участки трубопровода из разных материалов (полиэтилен и металл).

Работы выполняются следующим образом:

Поверхностные части трубы и фланца очищают и обезжиривают, осматривают, чтобы исключить повреждения.
Устанавливается прокладка по центру – важно не допустить перекос.
В соединяемые трубы уставляются фланцы с проверкой их перпендикулярности с помощью угольника.
Затягивают болты.

Используется в промышленных условиях, химической отрасли, ЖКХ для организации трубопроводов с большим сроком эксплуатации. Подходит для напорных систем, для которых все же рекомендуется применять сварочные соединения.

Неразъемные соединения - сварка ПНД труб

Единственно возможный способ для установки трубопроводов с большим диаметром. Отличается высоким уровнем герметичности, так как под воздействием высоких температур создается высокомолекулярное соединение, которое можно сравнить с целостной поверхностью. Полиэтилен относится к материалам с хорошей свариваемостью, так как поддерживает вязкотекучее состояние в широком температурном диапазоне и имеет небольшую вязкость расплава.

Из наиболее востребованных сварок выделяют стыковую, раструбную, электромуфтовую (с закладными нагревателями).

Сваривание труб встык

Стыковая сварка пнд – наиболее частый способ сварки. Соединяются торцы двух деталей с одинаковым диаметром и одинаковой толщиной стенок с помощью сварочного аппарата. Для напорных систем выполняется в промышленных условиях специальными машинами (механическими и электрогидравлическими), так как соединение встык требует высокой точности и аккуратности исполнения. Вручную можно делать только для безнапорных трубопроводов.

Работы выполняются следующим образом:

Подготавливается идеально ровная рабочая поверхность.
Детали очищаются, обезжириваются, торцуются.
Трубы проверяются на отсутствие деформаций, повреждений, эллипсности.
Равномерно по всему диаметру торцы труб нагреваются аппаратом до температуры размягчения материала.
Размягченные концы совмещаются и прижимаются под давлением на протяжении времени, необходимого для остывания полиэтилена.

В результате получается идеально ровный симметричный шов, обеспечивающий равнопрочный участок трубопровода по отношению к цельному материалу. Метод снижает затраты на установку.

Сваривание встык трубопровода экструдером под углом

Экструзионная сварка позволяет создать соединение прочностью до 70–100 % от прочности целостного материала. Выполняется с помощью оборудования, которое состоит из нагревательного элемента, шнека, воздухоподающей системы, накопителя для гранул и башмака, придавливающего присадку. Подходит только для соединения труб из одинакового материала.

Работы выполняются следующим образом:

Трубы очищаются, обезжириваются, тестируются на наличие дефектов.
Торцам соединяемых труб придается необходимая форма.
Поверхность предварительно нагревается воздухом из экструдера.
Присадка (в виде гранул, проволоки) сплавляется в экструдере и подается на стык труб с контролем сползания с помощью башмака.
Создается давление и происходит сваривание присадки с материалом соединяемых торцов труб.
Шов остывает в естественных условиях.

Применяется для установки безнапорных трубопроводов. Толщина стенок труб должна превышать 6 мм, чтобы не допустить деформацию изделия.

Раструбный метод сварки с использованием фитингов и муфт

Для соединения ПНД труб с применением фитингов – деталей с вмонтированными нагревательными элементами, нужно подготовить такие инструменты, как труборез, калибратор, фаскосниматель, сварочное оборудование с насадками. Могут использоваться специальные фитинги-тройники для организации отводов. Герметичность муфтового соединения обеспечивается, благодаря тепловому расширению трубы.

Работы выполняются следующим образом:

Соединительный элемент разбирается.
Торцы соединяемых труб очищаются, выполняется фаска.
Производится калибровка для получения симметричной окружности.
Трубы с чистыми обезжиренными торцами вставляются в фитинг, подсоединяются к сварочному аппарату и нагреваются.
Происходит сплавление деталей в цельную поверхность.

Такая сварка с раструбом применяется для соединения труб со стенками толщиной не более 5 мм. Особенно удобна для участков, к которым сложно подвести оборудование для стыковой сварки.

Нужное для сварки

Для разных конфигураций систем трубопроводов и разных методов соединения нужны разные инструменты, приспособления, фитинги, муфты и другие детали. Для сварки труб ПНД используется специальное сварочное оборудование и, собственно, трубы.

Фитинги для сварки

Фитинги для труб ПНД являются элементом, соединяющим участки трубопровода, а также создающим условия для его разветвления, поворота трассы, перехода между трубами разного диаметра и из разных материалов.

Сварные фитинги

Бывают литые и сварные. Соединяются с трубами методом сварки с помощью специального аппарата по принципу соединения труб методом стыковой сварки. Как правило, используются на участках поворота или изгиба трубопровода. Результат – прочность соединения, равная прочности сплошного материала. Сварные фитинги недорогие, долговечные и доступны в большом ассортименте размеров и видов. Не предусматривают разборку системы.

В нашем каталоге представлен выбор сварных фитингов в форме отводов с разным углом поворота, крестовин, тройников, переходов.

Компрессионные фитинги

С помощью фитингов компрессионных выполняются разъемные соединения без сварки. Представляют собой полиэтиленовый корпус с уплотнителем в местах соединений, зажимных колец, втулки и крышек в виде гаек, которые защищают место стыковки. С их помощью можно создать достаточно прочное соединение со средним уровнем герметичности.

Электросварные фитинги

Электросварной фитинг может соединять несколько труб в одну систему. Представляет собой полиэтиленовый корпус с помещенным вовнутрь проволочным нагревательным элементом. В фитинг вставляются трубы, расплавляются под воздействием высоких температур и формируют долговечное, прочное соединение. Такая сварка может выполняться в ручном и автоматическом режиме в соответствии с регламентирующими параметрами, указанными на фитинге. Шов не деформируется и реагирует на агрессивные условия так же, как и цельная труба.

В каталоге нашего интернет-магазина можно выбрать детали для сварки пнд фитингов с разными характеристиками.

Трубы ПНД, ПЭ для сварки

Первая буква аббревиатуры ПНД указывает на материал, из которого изготовлена труба, две следующие – на технологию его производства. Это - трубы из полиэтилена, изготовленного в условиях низкого давления (менее 2 Мпа). Плотность готового материала невысокая, поэтому его вес незначительный, что значительно упрощает установку полиэтиленовых трубопроводов. Достаточная эластичность трубы обеспечивает ее способность значительно удлиняться и исключать разрывы при деформации, которая может возникнуть в условиях высокой температуры или механического воздействия, например, от давления, оказываемого ледяной пробкой. К тому же, они легко сгибаются, что позволяет создавать сложные конфигурации трассы. Материал прочный и инертный по отношению к агрессивным средам, в том числе масляным. Исключается образование ржавчины. Отлично поглощает гидроудары.

Трубы для холодного водоснабжения

Трубы ПНД для транспортировки холодной питьевой и технической воды имеют маркировку в виде продольной полосы синего цвета. Отличаются гладкой поверхностью внутренних стенок, на которых не образуются наслоения солей и других осадков, поэтому в течение срока эксплуатации трубопровод функционирует с равномерным напором потока воды.

Газовые трубы ПНД

В газовой транспортной системе может использоваться только труба ПНД под сварку. Другие виды соединений невозможны. Такие трубы отличаются высокой пропускной способностью и большим сроком эксплуатации, выдерживают высокое давление. В качестве опознавательной цветовой маркировки наносится желтая продольная полоса.

Трубы для горячего водоснабжения и отопления

Учитывая горючесть полиэтилена и относительно низкую температуру его плавления (около +60 °C), для трасс горячего водоснабжения и отопительных систем применяются трубы ПНД с армированием стекловолокном. В качестве сырья используется полиэтилен марки ПЭ-100 и ПЭ-100+, отличающийся высокой прочностью на разрыв. Для этой области применения больше подходят полипропиленовые трубы с размягчением при +140 °C.

Трубы гофрированные двухслойные с раструбом SN8

Гофрированные полиэтиленовые трубы с раструбами обычно используются в водоотводных и канализационных безнапорных трубопроводах. Имеют большой срок службы, легко монтируются и устойчивы к агрессивным средам. Гофра на наружной стенке создает высокую жесткость изделия. Внутри стенки гладкие, поэтому осадки канализационных стоков, не образуются на поверхности, не сужают проход. Возможно создание соединений с высокой герметичностью с помощью раструба, термоусадочных и электросварных муфт.

Инструменты и оборудование

Сварные работы для соединения ПНД труб выполняются с помощью такого основного оборудование, как:

центратор, позволяющий точно совместить края труб;
торцеватель, работающий от электроэнергии;
гидравлический или механический сварочный аппарат;
сварочный аппарат для электромуфтовой или раструбной сварки;
нагреватель, в котором может быть встроен терморегулятор для установки необходимой температуры.

На нашем сайте представлены гидравлические сварочные аппараты мощностью от 3.35 до 87 кВт, для труб диаметром от 63 до 2500 мм, с максимальным рабочим давлением от 6 до 25 Мпа. Также, есть механические сварочные аппараты общей мощностью кВт1.7 для труб диаметром от 40 до 200 мм, и объемом от 0.343 до 0.9 м3.

Предлагаем дополнительное оборудование.

Чтобы правильно выбрать, важно учитывать тип сварных работ, диапазон возможных диаметров сварных конструкций, условия (ограничение доступа к трубопроводу), мощность, необходимость в дополнительных аксессуарах.

Гидравлические сварочные аппараты

Гидравлические аппараты для сварки представляют собой малогабаритное электрическое оборудование, с помощью которого легко выполнить сварку полиэтиленовых труб удобно, быстро и качественно. Они производят стыковое соединение с расплавлением торцов соединяемых труб и их сжатием под давлением до полного остывания, затвердения. Способны оказывать любое сварочное усилие, поэтому подходят для труб с большим диаметром.

Механические сварочные аппараты

Механические аппараты используются для сварки встык ПВД труб диаметром не более 160 мм, так как работают от механического привода, который запускается оператором с помощью физической силы, применяемой к рычагу или винту. Трубы ПНД под сварку с большим диаметром требуют прилагать много усилий.

Подготавливаем трубы ПНД перед сваркой

Перед началом сварки ПНД труб выполняется подготовка, которая заключается в:

Уточнении параметров труб, которые должны соответствовать требованиям сварочных работ. Например, толщина стенок для сварки встык не должна быть меньше 5 мм, иначе возможна деформация материала и снижение прочности соединения.
Закупке труб и дополнительных элементов трубопровода (угловых фитингов, тройников, отводов, зажимов, уплотнителей).
Осмотре соединяемых труб для выявления повреждений, деформаций (важно, чтобы окружность торца была симметричной, а не эллипсоидной).
Обработке торцов соединяемых труб из полиэтилена в соответствии с технологией сварки.
Проверке сварочного оборудования, проведении визуального осмотра и тестового запуска.
Очищении рабочих инструментов от материала предыдущего сеанса работы, обезжиривании поверхности.
Проверке уровня масла гидравлического сварочного аппарата, если он используется.
Тестировании контрольно-измерительных приборов на точность показаний.

Нормативы сварки встык

Для сварки труб ПВД применяется ГОСТ Р 55276-2012, соответствующий ИСО 21307:2011, в котором описываются процедуры сварки в стык ПНД и фитингов для создания трубопроводов для транспортировки газа и воды. Стандарт определяет принципы в отношении оценки качества результата. Чтобы оценить качество сварочного оборудования, нужно обратиться к ГОСТу Р ИСО 12176-1.

Также, при выполнении сварки применяются другие нормативные документы. Для строительства наружного водопровода СНиП 3.05.04-85 и для строительства подземных газопроводов СНиП 42-01-2002. Технология же стыковой сварки труб ПНД описана в СТО 2-2.1-411-2010. Если полиэтиленовые трубы используются для нефтепроводов, то для их установки руководствуются ВСН 003-88.