При какой температуре спаивают полипропиленовые трубы

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.

Полипропиленовые трубы – доступный материал для построения прочных и долговечных водопроводных систем. Надежность соединения труб и фитингов напрямую зависит от правильного подбора и соблюдения режимов пайки.

Время и температура пайки полипропиленовых труб, таблица которых необходима каждому пайщику, служат основными параметрами. Они подбираются в зависимости от диаметра трубы и глубины проварки соединения. Даже небольшое отклонение от рекомендованных значений может привести к значительному снижению прочности и долговечности швов. Способность системы выдерживать рабочее давление жидкости снизится, рано или поздно в этом месте появится протечка.

Общее влияние температуры при стыковочных работах

Принцип действия сварочного аппарата для пропиленовых труб основан на способности материала размягчаться при нагреве. Связи между молекулами полимера при повышении температуры ослабевают. Внешне плавление выражается в повышенной пластичности. Если нагреть две сопрягаемые детали, совместить их размягченные кромки и прижать друг к другу, то подвижные части молекул из поверхностных слоев двух деталей начнут проникать друг между другом.

При остывании возникнут новые связи между молекулами полимера, и две детали образуют единое целое. Прочность материала шва после застывания будет такая же, как и основного материала. Это важное преимущество данного способа перед разъемными резьбовыми соединениями. В них между двумя деталями всегда сохраняется зазор, перекрытый тем или иным уплотнителем.

Если же температурный и временной режим сварки нарушен, то такой зазор остается в паяном соединении, причем без уплотнителя. Такой стык не способен выдерживать рабочее давление в системе, через него начинает сочиться вода, со временем он может полностью разрушиться, вызывая серьезную протечку.

Температура пайки полипропиленовых труб таблица режимов.

Недостаточный прогрев кромок или поверхностей стыка приводит к непровару. Не менее вредно и перегревать полипропилен в месте пайки. Там может возникнуть внутренний валик, снижающий эффективное сечение трубопровода. В результате снизится его пропускная способность, при открытии и закрытии кранов могут возникать гидроудары, пагубно действующие на водопроводную систему и подключенное к ней оборудование.

Для большинства марок полипропилена производители рекомендуют использовать температуру 220 — 267 о С. При определении режима пайки обязательно учитываются следующие значения:

• присоединительный диаметр трубы, фитинга или элемента арматуры;
• температурный режим в здании;
• время нагрева, спайки и охлаждения.

В случае перегрева свыше 270 о С, возникает перегрев верхнего слоя и неполный прогрев внутренних слоев. При этом сверхпластичный верхний слой сдвигается, образуя сварочный валик, а внутренний слой не участвует в контакте. Толщина слоя сварки получается недостаточной, прочность соединения падает.

Как сваривать трубы вручную?

Для работы используют специальный сварочный аппарат для полипропиленовых труб. На его плоский нагревательный элемент, называемый «утюгом», крепятся парные втулки-переходники под диаметр трубы. Кромки деталей, подлежащие спайке, обрезаются ровно под 90 о , с них снимается фаска, облегчающая соединение.

Далее кромки и прилегающую к ним зону в 15-20 мм очищают от пыли, стружки и других загрязнений. Для этого используют органические растворители, такие, как спирт или трихлорэтан. При выборе растворителя нужно руководствоваться указаниями производителя.

Параметры фасок и ширину зоны зачистки выбирают, исходя из диаметра соединяемых элементов.

Параметры разделки кромок и зачистки в зависимости от диаметра.

Температуру нагрева выставляют с учетом рекомендаций изготовителя и поправок на температуру в комнате. После прогрева сварочного аппарата подготовленные кромки надевают на втулки и начинают нагревать. Рекомендуется проверять фактическую температуру электронагревателя контактным термометром или пирометром.

Снаружи на отрезки трубы или фитинг наносят продольные риски. Они позволят точно, без смещения совместить элементы. После выдержки необходимого для прогрева времени обе детали снимаются с гильз-переходников и без промедления вставляются один в другой так, чтобы риски совпали.

В этом положении дается выдержка на время сварки, детали при этом должны быть надежно зафиксированы. Происходит взаимное проникновение размягченных поверхностных слоев кромок двух деталей и образование новых молекулярных связей. По истечении времени сварки соединенные элементы должны остыть естественным путем, без опускания в воду или обдува холодным воздухом. Такое воздействие приведет к тепловым деформациям и разрыву только что установившихся связей.

После завершения сварки участка трубопровода (или всей системы) проводят испытание их под рабочим давлением жидкости. Каждый стык внимательно осматривают, если наблюдаются капли воды или испарина — стык бракуется и подлежит перепайке.

Для улучшения понимания физических явлений, происходящих при пайке, приводится временная диаграмма изменения температуры и давления прижатия деталей.

Диаграмма температуры и давления во время различных этапов сварки.

Шкала времени на диаграмме дана в нелинейном масштабе, реальное соотношение времени прижима и охлаждения можно взять из таблицы.

Нюансы выдержки нужного теплового режима

При проектировании трубопроводной системы следует стремиться к тому, чтобы стыки труб, арматурных элементов и фитингов находились в доступных местах. Габаритные размеры мест размещения стыков должны давать возможность установить сварочный аппарат и без существенного искривления труб завести их торцы на гильзы нагревателя.

Чем ближе к месту соединения удастся разместить сварочное оборудование, тем меньше успеет остыть нагретая кромка перед сваркой. Такое остывание во время транспортировки приводит к существенному снижению прочности и долговечности стыка.

Необходимо также продумать последовательность монтажа стыков. У неопытных проектировщиков нередка ситуация, при которой последний стык невозможно смонтировать, поскольку паяльник просто не помещается в оставшийся зазор. Приходится либо сильно изгибать трубы, создавая в них остаточные напряжения, либо разрезать их и добавлять еще один стык. Оба решения приводят к снижению общей надежности и долговечности системы.

Опытные пайщики сформулировали следующие рекомендации:

• сварочное оборудование должно иметь качественный термостат, обеспечивающий точное задание и стабильность поддержания температуры нагрева;
• расстояние от точки сварки до аппарата должно быть не более 1 метра;
• сваривать следует проводить при комнатной температуре;
• перед соединением нужно проверить равенство температур обеих деталей.

Выполнение этих несложных правил поможет качественно паять трубы.

Какой температуры должен быть паяльник?

Температура пайки полипропиленовых водопроводных труб зависит от сорта полимера, использованного производителем для изготовления конкретной модели.

Таблица диапазонов температур для пайки труб из различных марок полпропилена.

Паяльный аппарат имеет механический или цифровой регулятор температуры нагрева. Цифровая система регулировки позволяет выставить значение с большой точностью, кроме того, индикатор может показать текущую температуру нагревателя. Опытные мастера советуют на тестовых деталях проверять фактическую температуру нагрева контактным термометром или пирометром.

Температура в комнате, где проходит пайка, также должна учитываться при подборе рабочих режимов. Например, если она близка к нулю, то снятые с нагревателя кромки успеют значительно остыть за несколько секунд, пока их подносят друг к другу и совмещают. Так же отрицательно влияет и сильный ветер. Поправка на температуру в помещении подбирается опытным путем.

По возможности следует избегать монтажа полипропилена в уличных условиях при низкой температуре и сильном ветре.

Сколько времени нагревать?

Время нагрева стыков зависит от марки пластика, диаметра трубы, толщины ее стенок.

Время прогрева стыков в зависимости от толщины стенок трубы.

Ограничение максимального времени прогрева позволяет избежать перегрева деталей, приводящего к возникновению внутреннего валика, снижающего эффективное сечение соединения.

Самые частые ошибки

Начинающие пайщики часто допускают при пайке ПП труб такие типовые ошибки, как:

1. Попытка сварить грязные кромки. Плохая зачистка и обезжиривание не позволят создать прочное и долговечное соединение.
2. Неправильный учет толщины стенок. Он приводит к недостаточно глубокому прогреву и созданию стыка пониженной прочности.
3. Несоблюдение временных параметров прогрева, спайки и охлаждения. Вреден как недогрев, так и перегрев. Несоблюдение времени прижатия не дает образоваться прочному и долговечному сварочному слою. Чрезмерно быстрое охлаждение стыка вызывает тепловые деформации.
4. Вставляя отрезок трубы в отверстие фитинга, следует делать это не полностью, а оставляя зазор в один-два миллиметра. Он будет заполнен шовным материалом, в противном случае избыток его образует внутренний валик.
5. Превышение усилия прижима также ведет к выдавливанию излишков грата внутрь трубы и снижению эффективного сечения.
6. Неправильно подготовленное соединение. На то, чтобы соединить кромки, есть несколько секунд. Если они состыковались неправильно, нарушая общую геометрию трубопровода и ориентацию фитингов и арматуры, исправить ошибку не получится.
7. Качество труб. Не следует экономить на материале или брать разные марки. Они могут иметь разный химический состав и разные температуры нагрева. Кажущаяся экономия обернется снижением срока службы системы и значительно большими дополнительными расходами.

Заключение

Качественная подготовка и пайка пластиковых труб, инструкция, время нагрева и температуры нагрева — это необходимые компоненты надежного и долговечного монтажа водопроводных систем из полипропилена. Строгое следование данным из таблицы при подготовке и проведении работ позволит надежно паять трубы даже начинающим домашним мастерам.

Пайка труб из полипропилена (ПП) полиэтилена, пластиковых труб на сегодняшний день применяется повсеместно. Это обусловлено отличительными признаками данного способа соединения:

• В них есть потребность. Сегодня это наилучший вариант для применения в хозяйстве. Он может использоваться для водопроводных и для тепловых сетей. В настоящее время большинство людей используют только этот вид пайки пластиковых труб.
• Доступность. ПП гораздо дешевле аналогов из металла, не подвержен коррозии.
• Простота, самостоятельное применение. Банальное соблюдение некоторых правил этого вида пайки может позволить осуществить весь процесс самостоятельно. Хотя, если вы не уверены в своих силах, лучше поручить это дело профессионалу, либо прибегнуть к помощи напарника. В помощь начинающим мастерам существует таблица пайки полипропиленовых труб с указанием всех необходимых характеристик.
• Оперативность. Готовое соединение можно получить за несколько минут. Не стоит эту особенность трактовать досконально: слишком торопиться тоже не стоит, можно упустить важные детали, испортить соединяемые элементы.
• Долгий срок службы. Конечно, не такой, как у металлических соединений. Но некоторые производители заявляют сроки службы до нескольких десятков лет. Срок службы зависит не только от выбора производителя и качества ПП. Важно соблюсти все правила при установке и эксплуатации трубопровода.

Этапы работы

Выбор сварочного аппарата

Для пайки соединений из ПП необходима специальная техника: сварочный аппарат, также называемый «утюгом», «паяльником». Этот аппарат можно приобрести для личного пользования. Но, как правило, в следующий раз понадобится он вам не скоро. Поэтому существуют услуги аренды и проката подобного оборудования. Сварочный аппарат может быть ручным, полуавтоматическим, полностью автоматическим. Он имеет насадки различных размеров. Для оперативности работы аппарат не нужно выключать после каждого отдельного соединения. Требуется соблюдать не только правила, изложенные в настоящей статье, но и инструкцию к сварочному аппарату. Также необходимы специальные ножницы для резки труб. Когда ножницы режут криво (если отрезать нужно 1 см), можно применить углошлифовальную машинку.

Сварочный аппарат для полиэтиленовых труб

Выбор труб, фитингов

Существует четыре маркировки труб в зависимости от характеристики их назначения.

• Для полипропиленовых труб с холодным водоснабжением до 20 градусов Цельсия выбирают маркировку PN 10. Она также походит для обогрева полов до 45°.
• Для горячего водоснабжения до 60°; а также холодного, используется маркировка PN 16.
• Маркировку PN 20 приобретайте, если будете использовать трубопровод с горячим водоснабжением до 95°.
• Для отопления до 95° и горячего водоснабжения следует покупать маркировку PN 25.

Все полипропиленовые трубы можно разделить на следующие виды:

• Для холодного водоснабжения;
• Для горячего водоснабжения;
• Для горячего водоснабжения и отопления (смешанные).

Все элементы и детали следует выбирать исходя из требований к качеству. Выбрав самый дешевый вариант, вы рискуете в итоге столкнуться с некачественным соединением. Не стоит соединять деталь одного производителя с фитингом, муфтой другого. Они могут не подойти друг другу по размеру и по составу материала.

Различают полипропиленовые (пропиленовые) и полиэтиленовые трубы. У данных материалов много общего:

• Оба подвержены плавлению при воздействии высокой температуры;
• Не являются проводниками электрического тока;
• Легкие;
• Устойчивы к силовым воздействиям (удары);

Отличия полипропиленовых (пропиленовых) и полиэтиленовых труб:

• ПП нужна более высокая температура, чтобы расплавиться;
• ПП обладает более высокой прочностью;
• ПП менее гибкий
• ПП имеет показатели лучше по тепло- и морозостойкости.

Цвета ПП труб отличаются не в зависимости от состояния настроения производителя. Каждый цвет характеризует область будущей эксплуатации:

• Белый цвет ПП не подойдет для монтажа на улице, в условиях плохой погоды и перепада температур;
• Серый цвет ПП отлично подойдет для дома: водопровода и отопительных систем;
• Черный цвет ПП применяют при строительстве канализационных систем. В их материале предусмотрены специальные вещества для дополнительной устойчивости;
• Зеленый цвет ПП покупают люди для дома за городом, для дачи. Их используют для полива насаждений. Они самые дешевые из всего перечня по цветам, так как их способность выдержать внутреннее давление водой очень низкая. Сейчас многие производители начали совершенствовать качество зеленого ПП, что позволяет использовать их даже для холодного водоснабжения.

Для фиксации трубопровода в горизонтальном положении применяются клипсы. В вертикальном — специальный хомут.

Подготовка к работе, температура «утюга»

Подготовка элементов к пайке представляет собой зачистку поверхностей, удаление посторонних мелких предметов, грязи, заусенцев, пыли, обезжиривание поверхностей с помощью специальных спиртовых, иных растворов. Подготовить нужно не только поверхность спаиваемых элементов, но и само помещение. Желательно, чтобы оно также было не пыльным.

Температура паяльника должна быть примерно 260-270°. Когда он нагреется, заранее подготовленные элементы нужно ровно надеть на насадки сварочного устройства. Если элемент «сядет» неровно, пайка будет некачественной — впоследствии возможны проблемы с использованием трубопровода. Этот процесс занимает несколько секунд. Точное время пайки полипропиленовых труб может варьироваться в зависимости от её толщины и степени исправности паяльника. Если устройство для сварки полипропиленовых труб греет слабо, то не спешите и дайте ему прогреться до необходимой температуры. Сделать соединение при слабом нагреве вы сможете, но в дальнейшем может возникнуть протечка. Детали, которые подлежат соединению друг с другом, должны нагреваться одновременно. Нагреваемая деталь должна быть вставлена в насадку до конца. Если вы не знаете расположение этого предела, заранее отметьте необходимое место с помощью маркера.

Перегрев элемента можно легко заметить: он станет очень мягким, при соединении сразу деформируется.

Ниже представлена таблица времени сварки полипропиленовых труб.

В ней приведены рекомендуемые показатели: температура нагрева полипропиленовых труб в зависимости их размера (объема); периоды соединения деталей и их охлаждения. Эти характеристики указаны, если температура места проведения работ не менее 20 градусов. Если температура ниже — время нагрева необходимо увеличить.

Объем (см.)	Время нагрева (сек.)	Время сварки полипропиленовых труб (сек.)	Время охлаждения после сварки (минуты)
1,6 – 1,3	5	4	3
2 – 1,4	5	4	3
2,5 – 1,6	7	4	3
3,2 – 1,8	8	4	4
4 – 2	12	6	4.
5 – 2,3	18	6	5
6,3 – 2,6	24	6	6
7,5 – 2,8	30	8	8
9 – 3	40	8	8
11 – 3,3	50	10	10
16 – 3,5	80	15	15

Соединение элементов

При расплавлении материала элементы достают из насадок, и быстро, но аккуратно соединяют друг с другом с применением небольшой физической силы. Сильно надавливать и прокручивать элементы нельзя. Каждый производитель запрещает крутить детали. Однако, многие профессионалы позволяют себе это, но всего на несколько градусов. И только с целью вхождения одной детали в другую, так как иногда материалы очень «тугие» и налазят с трудом. Держать детали нужно в этот момент максимально ровно! В противном случае, шов может получится кривым, что потом скажется на качестве и герметичности. Если шов все-таки получился неровным, исправить это путем разъединения уже не получится. Единственный выход – вырезать некачественно сделанный шов и сваривать по новой. Если это случилось с фитингом, повторному использованию он уже не подлежит. Профессионалы начинают комплекс работ со сварки громоздких конструкций.

Выделяют виды сварки: диффузионная и муфтовая. Диффузионная сварка основана на принципах диффузии: соединение происходит путем взаимного проникновения элементов. Муфтовая сварка применяется для труб маленького диаметра с помощью специальных муфт, фитингов.

Соединенные элементы нужно остудить, выдержав их в неподвижном состоянии несколько минут. Только в этом случае, соединение будет качественным, герметичным и долго прослужит вам верой и правдой.

Таким образом, ничего сложного в сварке пластиковых труб нет. При соблюдении всех требований и правил, изложенных выше, работа получится качественной, трубопровод прослужит в хозяйстве немало времени, а вам удастся сэкономить на услугах специалистов в этой области. Хоть сначала и не обойдется без нескольких испорченных деталей. Восполнить их легко ввиду их небольшой стоимости, а для напоминания показателей времени и температуры всего есть таблица сварки полипропиленовых труб.

Ниже представлено видео-инструкция по сварке полипропиленовых труб.