Полипропилен является сравнительно новым строительным материалом. Слово «сравнительно» здесь употреблено не случайно. По сравнению с деревом, кирпичом и бетоном, полипропилен является на стройке новичком. И вообще он появился на свет в 1957 году. Это термопластичный синтетический полимер, характеризующийся высокой прочностью, теплостойкостью и большой степенью кристалличности. На основе полипропилена получают термопласт, высокопрочный пластик и другие экологически чистые материалы. Переработка и утилизация очень технологичны, поэтому полипропилен интенсивно применяют вместо других пластиков. Он устойчив к воздействию кислотных, щелочных и соляных растворов. Материал не пористый, поэтому он не впитывает жидкость. Он сохраняет свои диэлектрические свойства в большом диапазоне температур. Одно из самых популярных изделий из полипропилена – трубы для систем водопровода, теплоснабжения и других тому подобных задач. В зависимости от марки трубы, она может применятся при разных значениях рабочих температур, а потому используется в системах холодного и горячего водоснабжения.
Содержание статьи
Специфика пайки труб из полипропилена
Полипропиленовые трубы хороши тем, что из их кусков можно получать цельное монолитное изделие любой конфигурации. Создание длинного разветвлённого трубопровода из кусков и обрезков труб основано на применении технологии сварки (хотя часто неправомерно используется термин «пайка»). При воздействии на материал температуры свыше +200 ℃ происходит его размягчение. Если свести и плотно прижать один к другому два куска полипропилена и нагреть их, то частицы одного куска начнут проникать в тело другого. При застывании через несколько секунд получается участок, в котором два куска проникли один в другого, образовав твёрдый прочный участок, неотличимый по свойствам от исходных. Такой процесс обмена частицами материала называется «полифузией».
Оборудование для сварки
Расширение внедрения полипропиленовых труб в системы транспортировки жидкостей и газов потребовало интенсивного перевода технологии их соединения с ручных методов на механизированные. За короткое время разработаны десятки всевозможных аппаратов, качественно выполняющих сварку и диффузионную пайку полипропиленовых изделий.
Сварочные аппараты
Сварка или пайка полипропиленовых труб основана на диффузном процессе. Его суть заключается в том, что частицы одного нагретого куска материала при плотном соприкосновении проникают в тело другого куска. После застывания получается участок из смеси частиц двух кусков, по однородности и прочности не отличающийся от исходных. У всех сварочных аппаратов можно выделить основные функциональные элементы:
- блок регулировки служит для контроля мощности реального нагрева, он защищает от перегрева и стабилизирует выбранную мощность;
- рукоятка является составной частью ручных модификаций паяльников;
- зеркало нагрева передаёт тепло от нагревателя к рабочей трубе и насадкам.
Процесс пайки/сварки можно представить в виде последовательности этапов. Деталью аппарата под названием «утюг» нагревают шов будущей сварки. Затем прогревают подготовленные торцы труб, соединяют их и плотно прижимают. Через несколько секунд шов охлаждается, застывает и готов к работе.
Этот принцип реализован во многих конструкциях. Их различия в размерах, нагревательных элементах, механизме сведения и прижима двух свариваемых труб. Хорошая мощность нагревательного элемента допускает возможность работы с большими диаметрами труб. Рабочие поверхности должны быть покрыты тефлоном для их защиты от налипания разогретого полипропилена. В продажный комплект часто входит много разнообразных насадок, но иногда среди них попадаются абсолютно ненужные, которые положили только для поднятия цены комплекта.
Другие инструменты
Оборудование для сварки или пайки полипропилена условно можно представить в виде двух групп – устройства ручные и механические. Если труба имеет диаметр более 63 см и толщину стенки не менее 4 мм, рекомендуется применение механизированной аппаратуры. Она выполнена в жёстком корпусе, оснащена полукруглыми центраторами. Торцы труб подготавливаются электроторцевателями, которые оснащены двусторонними ножами. После прогрева трубы сводятся до соприкосновения, сила давления регулируется вручную рычагом. Контроль усилия осуществляется по встроенному динамометру.
Трубы с большими диаметрами, применяемые на промышленных предприятиях, сваривают на электрогидравлических установках. От механических они отличаются наличием гидравлического прижима. Эти устройства очень дорогие, для сварки труб малого диаметра их применение считается нерентабельным. На некоторых из этих установок можно вести сварку Т-образных конфигураций.
Существуют аппараты для сваривания труб разных диаметров. Здесь главное, чтобы можно было выдержать соосность и плотно свести торцы. Все операции такие же, как и в случае с трубами одинаковых диаметров, но требуется более высокая точность.
При выполнении муфтовой пайки прогреваются одновременно и внешняя, и внутренняя поверхности.
Расчёт материала и комплектующих
Пайка и сварка полипропилена – довольно сложный технологический процесс, который требует выполнения предварительных расчётов. Дело в том, что различные полимерные материалы при нагреве или охлаждении меняют свои размеры интенсивнее, чем металлы. А в конструкциях систем тепло- и водоснабжения разные материалы связаны довольно жёстко. Проектировать, конструировать и монтировать систему нужно таким образом, чтобы разница в температурных коэффициентах линейного расширения не приводила к разрушению системы и аварийным ситуациям. Для этого обеспечивают возможность скольжения спаренных деталей относительно друг друга, компенсацию изменений длины труб, правильную расстановку неподвижных креплений. Правильные проектные решения выполняются на основании расчётов. В основе этих расчётов лежит формула изменения длины трубопровода при изменении его температуры.
Проектирование и монтаж трубопроводов необходимо выполнять с обеспечением свободного перемещения трубы на расстояние расчётного расширения. В трубопроводе создаются компенсирующие участки. Их и неподвижные крепления нужно правильно расставить по длине трубопровода. Неподвижные крепления труб должны направлять удлинение трубопроводов в сторону компенсаторов.
Для уменьшения температурных изменений длины полипропиленовые трубы делаются трёхслойными. Между двумя слоями пластика прокладывается алюминиевая лента. Она тормозит удлинение трубы при нагреве. В любом случае изменение длины заготовленной трубы при реальной эксплуатации трубопровода необходимо учитывать при проектировании и монтаже.
Инструкция по пайке для начинающих
Пайка и сварка полипропилена представляет собой процесс, состоящий из нескольких операций. Их нужно выполнять в определённой последовательности и строго по инструкции.
Подготовительные работы
К подготовке процесса сваривания труб относятся много разнообразных мероприятий. Нужно подготовить то пространство, в которое лягут сваренные трубы, провести разметку предполагаемой трассы и нарезать трубы в соответствии с длиной участков. Подготавливаются торцы обрезанных труб. Сама обрезка выполняется специальными ножницами под прямым углом.
Срезанные торцы шлифуются наждачной бумагой и обезжириваются этиловым спиртом или мыльным раствором.
Обезжиривание торцов свариваемых элементов
Для выполнения обезжиривания запрещается использовать всевозможные растворители типа ацетона, бензина. После протирки торцов материал тщательно просушивается.
Разметка глубины посадки трубного изделия
Если два обрезка трубы свариваются через муфту, нужно подготовить и зачистить концы двух труб до размеров, указанных в таблице.
Таблица 1. Степень зачистки трубы
| Внешний диаметр (мм) | Диаметр зачистки (мм) | Глубина зачистки (мм) | Ширина фаски (мм) |
| 20 | 19,85-19,95 | 16 | 2 |
| 25 | 24,85-24,95 | 18 | 2 |
| 32 | 31,85-31,95 | 20 | 2 |
| 40 | 39,75-39,95 | 22 | 2 |
| 50 | 49,75-49,95 | 25 | 2 |
| 63 | 62,62-62,95 | 29 | 3 |
| 75 | 74,65-74,95 | 33 | 3 |
| 90 | 89,65-89,95 | 37 | 3 |
| 110 | 109,55-109,95 | 43 | 3 |
Температура паяльника
При термическом соединении двух полипропиленовых деталей важно обеспечить выполнение двух важных нормативов – температуры нагрева и времени длительности процесса.
Процесс пайки/сваривания двух секций трубы выполняется специальным паяльником или «утюгом». Температура пайки назначается в зависимости от вида трубы, а эта информация в виде маркировки наносится производителем по длине трубы. Правильное время процесса выбирается по таблице с учётом температуры окружающей среды, диаметров фитингов и труб, температуры паяльника и предварительного разогрева самой трубы.
Таблица 2. Режимы пайки полипропиленовых труб
| Диаметр изделия в мм | Время сваривания с | Время нагревания с | Охлаждение | Температура пайки |
| 20 | 4 | 6 | 120 | 259–280 |
| 25 | 4 | 7 | 180 | 259–280 |
| 32 | 4 | 8 | 240 | 259–280 |
| 40 | 5 | 12 | 260 | 259–280 |
| 50 | 5 | 18 | 300 | 259–280 |
| 63 | 6 | 24 | 360 | 259–280 |
| 75 | 6 | 30 | 390 | 259–280 |
Процесс спаивания ПП-труб
Полипропилен при нагреве становится мягким, как пластилин. Происходит встречное проникновение частиц жидкого материала из одной детали в другую. После остывания материал твердеет, становится устойчивым к разрыву. Остывший шов по техническим параметрам не уступает основному материалу. Обязательными условиями качественного соединения являются:
- нагрев в соответствии с рекомендательными таблицами;
- выполнение всех рекомендаций инструкций оборудования;
- обязательная идентичность марок соединяемых материалов;
- выполнение плотной стыковки торцов и фитингов, без зазоров обеспечивается шлифовкой обрезанного края труб наждачной бумагой.
Прочный шов получается только при соблюдении технологии сваривания и выборе качественных материалов.
Температура нагрева задаётся в пределах 255–265 ⁰C. При превышении показателя в 270 ⁰C шов получается тонким, неспособным удержать напор воды.
При сварке пластиковых труб обязательно происходит техническая пауза в несколько секунд после нагрева. В это время производится снятие деталей с ТЭНа. Чтобы в холодном помещении за этот период разогретые участки не успели остыть, рекомендуется на несколько секунд время нагрева увеличить, чтобы материал сильнее расплавился. Оптимальное дополнительное время вычисляется посредством подбора.
Финальная зачистка
После окончания сварки необходимо проверить качество сварного участка. В процессе самой пайки в течение первых 2–4 секунд возможна минимальная коррекция взаиморасположения двух свариваемых деталей. В трубу подаётся вода с постепенным увеличением давления. Непрерывно контролируется отсутствие протечек.
Особенности укладки трубопровода
При изготовлении системы транспортировки жидкостей или газов из полипропиленовых труб необходимо учитывать, на какое давление эти трубы рассчитаны. Об этом говорит их маркировка., а именно показатель PN. Он указывает номинальное давление в кгс/см2 (1 кгс/см2 = 0,967 атмосфер) постоянства эксплуатационный ресурса. При этом базовая температура теплоносителя принимается равной 20 °С.
В бытовой сфере применяются 4 основных типа полипропиленовых труб с различными показателями PN:
- PN10– для холодного водопровода.
- PN16– для холодного и для тёплого водопровода.
- PN20– для горячей воды и систем отопления.
- PN25– для систем отопления, особенно центрального типа.
Цвет трубы к её характеристикам не имеет никакого отношения.
Пластиковые трубы следует разводить по стенам по правилам, чтобы предотвратить их провисание и деформацию при нагреве протекающей по ним горячей водой. Для фиксации труб на стенах существует большой набор специализированного крепежа: клипсы одинарные, наборные, с зажимом и хомуты на шпильке, спаренные, пристенные. Для предупреждения деформации существуют компенсаторы: Z-образные, П-образные, Г-образные, кольцевые.
При монтаже не рекомендуется устраивать поворот трубы в углу. При термическом удлинении поворот упрётся в противоположную стену и может произойти поломка.
Распространённые ошибки
Главной ошибкой современных малоквалифицированных ремонтников является пренебрежение классическими правилами технологии работ. Происходит ускоренная сдача вместо тщательного исполнения каждой технологической операции.
Обязательным условием для получения результата с высоким качеством является аккуратное хранение труб в чистоте, поскольку очень часто трубы поступают на сварку далеко не в «парадном» виде.
Также большое значение для получения качественной сварки имеют правильно выбранные температура нагрева и время выдержки деталей при ней. Несоблюдение этих обязательных норм приводит к слабому и недолговечному шву. Длительность естественного остывания шва тоже сказывается на его прочности и долговечности.
Альтернативы сварочным работам
Сварка не является единственным решением при необходимости прочно соединить две детали, даже из разнородных материалов.
Использование компрессионных фитингов
При необходимости быстро соединить полипропиленовые трубы между собой или с металлическими применяют специальные изделия – компрессионные фитинги. Соединение получается быстроразборным и удобным в эксплуатации.
Холодная сварка полипропилена
Существует большое разнообразие клеев, способных заменить сварку при монтаже трубопроводов. Они склеивают в любых сочетаниях пластик, металл, стекло, керамику, дерево, ДСП. Клеи обеспечивают герметичность шва.
Заключение
Наука, техника и технологии в области строительных материалов двигаются вперёд быстрым темпом. А строители всем новациям быстро находят применение.
Предыдущая
