Сварка полипропиленовых труб своими руками

Как грамотно паять – важные нюансы пайки:

Если действовать по установленным правилам, то сваривать полипропиленовые трубы и фитинги не сложно. Даже малоопытный и начинающий мастер может легко сконструировать водопровод или отопление из пластика.

Перед тем, как варить своими руками ПП сеть, лучше договориться с кем-нибудь из своих знакомых о помощи. Паять удобнее, когда один человек держит сварочник, а второй состыкует прогретые детали.

Несмотря на большие количество нюансов, которые необходимо выполнить, специальные знания для таких действий не нужны, и каждый желающий может самостоятельно это проделать у себя дома.

Процесс пайки полипропиленовых труб

Используемая в процессе технология достаточно проста и не поставит в тупик даже начинающего мастера, однако, вследствие быстрого остывания сварного шва, требует точности и аккуратности движений. Если нарушить целостность соединения до полного остывания, оно станет негодным, придётся отрезать испорченный кусок трубы и паять заново.

Процесс осуществляется в четыре стадии:

Одно из условий качественной сварки – плюсовая температура внешней среды. Качественное соединение должно, при отсутствии внешних угроз различного типа, прослужить от 15 до 20 лет без необходимости проведения ремонта.

Температура и механические свойства полипропилена

Как и любой термопласт, полипропилен характеризуется существенно разной температурной зависимостью пластичности. Причём дефекты сварки, которая проводилась в неверном диапазоне температур, исправлению не подлежат. Если недогрев ещё как-то можно компенсировать увеличением продолжительности пайки, то перегретая заготовка получит бугристость, наплывы и прочие подобные дефекты.

Выбор наилучшего температурного интервала определяется размерами поперечного сечения трубы, внешней температурой источника нагрева и окружающей среды, а также интенсивностью последующего охлаждения места спая. В частности, не рекомендуется выполнять пайку при отрицательных температурах.

Независимо от типа полипропилена минимальная температура поверхности зависит от требуемой глубины прогрева материала:

• До 10 мм – 245 С;
• До 16 мм – 250 С;
• До 25 мм – 255 С;
• Свыше 32 мм – 260 С.

Практически глубина прогрева на 5..10 мм меньше внешнего диаметра трубы.

Полипропиленовые (ПП) трубопроводы соединяются с использованием сварки плавлением под давлением. При этом фитинги могут соединяться встык, торцами, либо с использованием промежуточных деталей. Впрочем, второй способ более трудоёмок, увеличивает габаритные размеры арматуры, а потому на практике применяется значительно реже.

На характеристики полипропилена оказывает влияние не только температура, но и скорость её распространения в материале. Так, например, при обычном температурном градиенте в 0,5мин -1

Температура пайки полипропиленовых труб связана с их прочностью, как показано в таблице:

При выдержке более высокой скорости нагрева приведенные показатели пропорционально снижаются.

Приведенная таблица пайки полипропиленовых труб изменит свои значения, если скорость омывающего потока будет иной.

Влияние силы и времени

Время прогрева поперечного сечения связано с температурой в зоне стыка двух заготовок. Считается, что для полипропилена справедлива зависимость: до 7 с выдержки на каждый миллиметр внешнего диаметра заготовки. Если он больше 20 мм, то длительность прогрева увеличивают на каждую секунду, если диаметр возрастает на 3…5 мм.

При слишком продолжительном прогреве (необходим для заготовок диаметром свыше 60…75 мм) структура термопластика изменяется в худшую сторону. Поэтому при пайке больших ПП-труб лучше принять паяльник повышенной мощности, либо увеличить внешнюю температуру (как это и делается в случае применения тепловых пушек).

Влияние усилия прижима сказывается не только на цельности шва, но и на внешнем виде торцов свариваемых труб. Поэтому в особо ответственных случаях необходимо производить контролируемый прижим заготовок при помощи динамометрического ключа. Для зажима подойдут инструменты с электронным или стрелочным индикатором. Первые удобнее, поскольку при постоянных условиях пайки исходные настройки можно сохранять.

Поскольку шкала динамометрического ключа приводится в Нм, то полученное значение необходимо разделить на внешний радиус трубы, а затем – на площадь поперечного сечения. Полученный результат сравнивают с пределом прочности материала (он указан в таблице, приведенной ранее).

Сводная таблица параметров и времени пайки

При пайке ПП труб температура и время обработки являются самыми важными параметрами, которые необходимо учитывать. Для обычных (неармированных) заготовок актуальны следующие практические данные:

Как выдержать температурный режим

В обычных условиях качество пайки устанавливают по отсутствию деформации и перекоса материала в зоне сварного шва. Для этого используют универсальный мерительный инструмент – штангенциркуль и угломер. Наиболее действенными способами повысить стабильность пайки ПП-труб являются:

• Сокращение времени пайки (если возможно);
• Применение программируемых тепловых пушек и автоматизированного инструмента;
• Использование датчика температуры;
• Применение принудительного воздушного охлаждения участка спая.

Датчик лучше настраивать на температуру жала паяльника, чем на температуру стыка – она сильно изменяется по толщине стенки трубы.

Сборка элементов без применения пайки

Применение компрессионных фитингов и современных клеевых составов дает возможность выполнять монтаж полипропиленовых труб качественно, быстро и при минимальных материальных вложениях.

Вариант #1 — установка компрессионного фитинга

Для реализации этого способа соединения потребуется приобретение компрессионных фитингов и задействование обжимного ключа.

Компрессионные фитинги оснащены уплотнительными зажимными кольцами, выполняющих роль демпферов при возникновении ударных импульсных нагрузок (в отличие от простых накидных гаек)

Монтаж компрессионного фитинга включает три основных этапа:

1. На обрезанный под прямым углом и зачищенный от заусениц конец трубы надевают синюю гайку. При размещении обжимного кольца белого цвета ему необходимо придать такое положение, при котором утолщенная часть была направлена к хвостовой части трубы.
2. Трубу вставляют в фитинг до упора, продвигая на максимум зажимное кольцо.
3. Закручивают синюю гайку, «наживляя» ее сначала вручную, а затем дожимая с помощью ключа.

Для сборки компрессионных фитингов не требуется наличия специальных знаний и навыков. Изделия поставляются в продажу полностью готовыми к монтажу. Их установку можно выполнять при любых температурных условиях.

Вариант #2 — склеивание элементов

Клеевой способ применяют для сборки водопровода, по которому планируется транспортировать только холодную воду. Чтобы применить метод «холодной» сварки, потребуется задействовать «агрессивный» клеевой состав типа LN-915.

Клей способен растворять поверхности состыковываемых деталей на одну треть, создавая тем самым условия для холодной диффузионной сварки

Чтобы защитить кожу рук от случайного попадания состава и «разъедания» его действующими компонентами, манипуляции по склеиванию лучше выполнять в защитных перчатках.

Последовательность действий при склеивании изделий:

1. Проверяют соответствие углов среза состыковываемых участков и помечают карандашом места для склеивания.
2. Зачищают и обезжиривают подлежащие соединению концы труб.
3. На торцы труб и область раструбов фитингов равномерным слоем наносят клеящий состав.
4. Отрезы трубы вставляют в отверстия фитинга, ориентируясь на сделанные карандашом отметки. Конструкцию выдерживают в зафиксированном положении в течение трех минут, после чего салфеткой удаляют излишки составов.
5. Соединенные элементы выкладывают на ровную поверхность и оставляют на 5-6 часов до полного высыхания.

Запускать воду для проверки качества склеивания можно лишь через сутки после завершения монтажа.

При реализации этой технологии монтажа ПП труб важно соблюдать два основных условия: температурный и влажностный режим. Все работы нужно выполнять при температуре воздуха от +5, +35 °С

Осуществляя склеивание в условиях жаркой погоды, работу следует выполнять максимально оперативно с тем, чтобы клей не успел высохнуть до завершения монтажа.

Способы пайки полипропиленовых труб

Самым надежным методом соединения полипропиленовых труб является технология диффузного монтажа. Этот способ хорошо подходит для однородных элементов, которые стыкуются для образования единого водовода. В практике организации снабжающих систем используется и полифузный метод, при котором сварочным аппаратом воздействуют только на один стыкуемый элемент.

Существуют технологии, которые не требуют обязательного применения паяльника для пайки полипропиленовых труб. Это метод так называемой холодной сварки. Технология применима для водопроводов низкого давления. Стыковка элементов системы осуществляется на специальный клей, который после высыхания образует надежное соединение полипропиленовых труб.

Раструбная

1. Для пайки труб небольшого диаметра (до 50 мм) используется простой ручной аппарат. Если нужно соединять трубы большого диаметра, то пользуются устройством с центрирующими приспособлениями.
2. Две разогревающие насадки представляют собой гильзу, на которую надевается ПВХ труба.Еще в этой конструкции есть дорн (приспособление для перемещения заготовки в отверстии гильзы), в который вставляется соединительная муфта.
3. Аппарат для пайки полипропиленовых труб нужно установить на ровную горизонтальную поверхность и оставить для разогревания до требуемой температуры. Процесс разогрева длится 10-15 минут – это зависит от мощности аппарата.
4. При пайке труб, которые принадлежат к категории PN 10 и PN 20 (разница в рабочем давлении) нужно очистить стыки от грязи и заусенцев. Если нужно паять армированные трубы ПВХ, то нужно шейвером снять верхнюю часть трубы, чтобы она легко наделась на фитинг. Шевингование делается на глубину вхождения трубы в муфту.
5. Фитинг и труба надеваются на насадки паяльника и выдерживаются для разогрева нужное время, которое определяется мощностью паяльника и температурой в помещении. Инструкции по временной выдержке есть в документации к аппарату.
6. Нагретые детали нужно быстро снять с устройства и соединить друг с другом поступательным движением. Круговые движения не допускаются.
7. Соединенные детали нужно выдержать в неподвижном положении некоторое время, чтобы трубы не деформировались. После полного остывания участка соединение готово к эксплуатации.

Стыковая

Монтаж трубопровода диаметром больше 50 мм делается другим способом — используется стыковое соединение фрагментов. Такой способ пайки эффективен и оправдан только для труб с толщиной стенки более 4 мм.

1. Перед пайкой торцы труб нужно выровнять так, чтобы они были параллельны друг другу.
2. Использовать центрирующие приспособления обязательно, так как нужно соблюдать строгое совпадение осей.
3. Для разогревания поверхностей используют дисковый нагревательный элемент, у которого поверхность нагрева идеально плоская.
4. Остальные технологические операции – такие же, что и при раструбной пайке.

Пайка седел

Это разновидность стыковой пайки. При таком способе пайки к поверхности трубы нужно припаять специальное седло, которое имеет раструб с углом 90˚. Собирая трубопровод из полимерных труб, используют специальный паяльник для полипропиленовых труб.

После остывания этого фрагмента нужно просверлить через седло отверстие в ПВХ трубе. Затем к седлу нужно припаять другую трубу. У вас должна получиться конструкция из труб, которая по форме напоминает букву «T».

Ваши движения должны быть четкими быстрыми. При отсутствии опыта пайки попробуйте сделать несколько пробных швов.

При какой температуре паять полипропиленовые трубы?

Полипропилен начинает плавиться при температуре 140°C, а рабочая температура паяльника обычно составляет 260°C, чтобы обеспечить полную диффузию материалов.

Трубы марки PN10

Диффузионная сварка полипропиленовых труб.

Диффузионная сварка осуществляется путем нагревания двух деталей с последующим их соединением, в результате чего происходит взаимное проникновение материалов расплавленных деталей (диффузия).

Пайка полипропиленовых труб осуществляется на специальных аппаратах, которые обеспечивают четкий контроль за температурой расплавляемых деталей. Сваривать детали можно только из одинакового материала.

Физические и химические свойства сварочного шва не отличаются от свойств основного материала, за счет этого гарантируется долговечность всей системы трубопровода.

Типичные ошибки при монтаже

Основные ошибки, которые допускают начинающие мастера при работе с полимерными изделиями:

1. Нагревание деталей. В момент нагревания детали должны располагаться в максимально ровном положении. Малейшее смещение может негативно повлиять на эксплуатационные параметры всей сантехнической системы.
2. Состыковка полимеризованных концов. Выполняя надавливание расплавленных концов элементов нельзя проворачивать детали вокруг своей оси. Это может привести к тому, что шов получится недостаточно прочным.
3. Корректировка соосности. При состыковке элементов допускается лишь легкая корректировка их соосности, продолжительность процедуры которой не более 1-2 секунд.

Еще один важный момент: выполняя впаивание фитингов с арматурой, необходимо обязательно учитывать расположение вентилей, обеспечивая им свободный полный ход.

Нагретый полипропилен остывает настолько быстро, что уже через час с момента завершения монтажа в систему можно смело подавать воду

Если после состыковки элементов в качестве какого-либо шва возникли сомнения, место соединения лучше вырезать и заново переделать.

Устранение дефектов лучше выполнить на этапе монтажа конструкции, поскольку заменить протекающий стык в запущенной системе гораздо проблематичнее.

Инструкция по сварке

В бытовых условиях пайка полипропиленовых фитингов и труб в единую конструкцию чаще всего выполняется методом термической полифузии. После нагрева специальным прибором трубы быстро соединяются. Работы, в соответствии с технологией, выполняются поэтапно.

Подготовка

На подготовительном этапе разрабатывается проектная документация, в которой обязательно указывается выбранная схема трубопровода. Правильно определяются места фиксации системы к стенам, а при необходимости посредством строительного инструмента пробивается требуемое количество крепёжных отверстий.

Размечать и затем нарезать полипропиленовые трубы на отдельные элементы нужно в строгом соответствии с заранее подготовленной схемой, а также натурными замерами. Такое несложное мероприятие позволит убедиться в точности выполненной разметки.

Выложенные на максимально ровной поверхности отрезки труб должны повторять правильную последовательность соединений. Фольгированные части с торцов удаляются торцевателем, после чего на выбранных концах маркёром отмечается глубина вхождения в фитинг.

Нагрев

Рабочую температуру нагревателя на паяльном устройстве нужно выбирать в зависимости от технических характеристик труб. Процесс пайки трубопроводов, имеющих алюминиевое армирование, следует производить при температурных показателях насадки в пределах 260-300оС.

Используемое в работе паяльное оборудование перед сваркой должно набрать температуру нужной величины, поэтому терморегулятор устанавливается в соответствующее положение, а вилка самого прибора включается в розетку электрической сети.

О готовности сварочного аппарата к сварке полипропилена сигнализирует переключение на приборе специальной подсветки. На разных моделях оборудования варианты сигнального оповещения имеют отличия. Чтобы не ошибиться в правилах эксплуатации устройства нужно внимательно изучить прилагаемую производителем инструкцию.

Сварка

Правильная работа – это одновременный нагрев паяльным устройством конца полипропиленовой трубы и фитинга. При этом используемый фитинг располагается на специальном насадочном дорне, а труба с небольшим физическим усилием вставляется в гильзу. Глубину вхождения нужно в обязательном порядке контролировать в соответствии с нанесённой на ППР трубу маркерной разметкой.  

Стандартное время нагрева всех соединяемых элементов подбирается в зависимости от их диаметра. Объединять полипропиленовые трубы и фитинги необходимо достаточно быстро, благодаря чему предотвращаются температурные потери нагретого материала. Стыкование элементов осуществляется посредством ровного поступательного движения без вращения.

Соединённую конструкцию трубопроводного участка следует надёжно фиксировать до момента набора состыкованными полимерными элементами максимальных показателей прочности. Как показывает практика, система схватывается в течение 10-20 секунд (зависит от D трубы). Идеальный вариант – сохранение зафиксированного положения до полного охлаждения участка соединения.

Зачистка

После того, как будут закончены все сварочные работы, и полностью остынет материала в узлах соединений, участки стыкования аккуратно зачищаются от естественных пластиковых наплывов. Такое мероприятие позволяет придать сварным конструкциям аккуратный и эстетичный облик.

С этой целью можно использовать острый нож, но зачистка должны выполняться очень аккуратно. Следует помнить, что чрезмерное количество наплывов полимерного материала вполне может воспрепятствовать плотной посадке трубопроводных элементов в крепёжные клипсы.

Важные дополнения

Безусловно, для сварки полипропиленовых труб нужно применять только специальные приборы, а в бытовых условиях лучшим вариантом станет простое ручное оборудование с минимальным количеством стандартных насадок.  

Некоторыми производителями в одном приборе устанавливается сразу два нагревателя, которые оснащены отдельными включателями. Нет нужды использовать одновременно оба нагревателя, потому что может произойти перегрев пластика и перегрузка электрической сети.

Сегодня к самым лучшим, хорошо зарекомендовавшим себя маркам приборов для сварки полипропиленовых труб (по мнению специалистов и пользователей) можно отнести: Candan Сm-03, Elitech СПТ-1000 и Elitech СПТ-800, Wester DWM-1500, Prorab 6405-К, BRIMA TG-171 и Gerat Weld 75-110.

Читайте так же:

Описание существующих технологий

Паяние может быть выполнено сразу несколькими способами, каждый из которых имеет свои преимущества и недостатки. Оптимальный из них подбирает мастер на основании собственных навыков, возможностей и средств.

Сегодня мастерами активно используются следующие технологии:

1. Сварка полифузным способом. В первую очередь (преимущественно из-за толстых стенок) нагревается насадка. На нее надевается фитинг, а после уже труба. Прилегание должно быть очень плотным! Если кажется, что элементы не плотно закреплены на насадках, их можно будет незначительно поворачивать, следя, чтобы угол отклонения был не более 10 градусов. После того как детали разогреты, их снимают с насадок и аккуратно соединяют вплоть до заранее нанесенной маркером метки.
2. Пайка посредством электрофитинга. Пластиковые трубы подготавливаются стандартным методом, далее вместе с остальными деталями вставляются в электрофитинг и надежно фиксируются там. Чтобы начать процедуру спайки, достаточно просто нажать кнопку «Старт». Проверить качество выполненной работы можно с помощью специальных контрольных точек.
3. Холодная сварка. Метод не слишком распространен и заключается в использовании агрессивного клея, наносящегося на каждый из соединяемых элементов. Удерживать их в выбранном положении нужно не менее полуминуты. К полноценной эксплуатации детали готовы уже через час. До этого времени они должны быть недвижимыми. Используется методика только для реализации систем холодного водоснабжения.

Закрепить полипропиленовые трубы можно с помощью специальных хомутов

Любое выбранное соединение требует предельной концентрации внимания. Если имеется вероятность, что с первого раза провести работы не получится, лучше попытаться отточить свое мастерство на небольших отрезках трубы, которые нигде потом не будут использоваться.

Инструменты для соединения

Основной инструмент, используемый для соединения пластиковых труб – утюг для сварки. Это своеобразный паяльник, работающий от сети в 220В. Принцип работы устройства довольно прост. Роль нагревательного элемента утюга выполняет сварочный ТЭН, помещенный в металлический кожух.

Он прогревает до заданной температуры плиту, которая накаляет насадки. За поддерживание оптимальной температуры насадок отвечает терморегулятор. Пайке и типичным ошибкам, допускаемым при состыковке полипропиленовых труб, посвящена следующая статья, с которой мы советуем ознакомиться.

Утюг представляет собой компактный и легкий сварочный прибор, оборудованный посадочными местами под размещение гильзы для труб и дорна для фасонных изделий

В комплекте к утюгу идут нагревающие насадки стандартных размеров. Накаляясь до определенной температуры, они размягчают пропилен до вязкости, которая обеспечит герметичное соединение элементов.

Насадки подбирают в зависимости от диаметра используемых труб:

• 20-й размер – для труб диаметром в полдюйма;
• 25-й – для изделий диаметром 0,75 дюйма;
• 40-й – для элементов сечением 1,25 дюйма.

Поскольку стоимость такого сварочного аппарат довольно высока, а использовать его приходится не так уже часто, нет смысла приобретать оборудование. Инструмент лучше взять на день-два в аренду.

Для высококачественной нарезки и подготовки свариваемых участков лучше всего использовать специальный предназначенный для этого инструмент – труборез. С его помощью можно получить ровный, гладкий и красивый срез.

Роль режущего элемента трубореза выполняет лезвие из нержавеющей стали; для удобства использования инструмент оснащен прорезиненной рукояткой

За неимением трубореза работу можно выполнить болгаркой или ножовкой по металлу. Единственное – на месте среза после таких инструментов остается бахрома. Но ее не составит труда удалить, зачистив полосой наждачной бумаги.

Помимо основных инструментов для проведения работ потребуются также:

• угольник;
• строительная рулетка;
• простой карандаш или маркер.

Планируя соединять трубы методом «холодной» сварки, необходимо заранее приобрести термоактивный клей, изготовленный на основе полиэфирной или эпоксидной смолы, либо же его термопластичный аналог, произведенный на основе каучука.