Коротко о сварке нагретым инструментом в раструб
Труба и соединительный элемент (фитинг) свариваются в раструб. Нагретый инструмент состоит из двух частей – муфты и дорна – которые крепятся на нагревателе сварочного аппарата. После нагрева инструмента до рабочей температуры внешняя поверхность трубы нагревается муфтой нагретого инструмента, одновременно с этим внутренняя поверхность фитинга нагревается дорном нагретого инструмента. По достижении оплавления внешней поверхности трубы и внутренней поверхности фитинга нагретый инструмент удаляется из зоны сварки, а труба и фитинг совмещаются и остужаются.
Внешний диаметр трубы незначительно выше номинального диаметра, а внутренний диаметр фитинга – незначительно меньше номинального диаметра трубопровода. Например, труба диаметром 20 мм на самом деле имеет наружный диаметр 20,3-20,5мм, а фитинг соответствующего размера имеет внутренний диаметр 19,5-19,7мм. При этом диаметры рабочих поверхностей сварочных насадок в их средней части соответствуют номинальному диаметру. Таким образом, труба и фитинг без нагрева не могут быть совмещены ни со сварочными насадками, ни друг с другом.
По мере совмещения трубы с муфтой нагретого инструмента наружный слой трубы оплавляется и выдавливается наружу в форме валика (грата), а внутренние слои прогреваются достаточно, чтобы упруго сжаться и позволить трубе войти в муфту нагретого инструмента. Похожий эффект наблюдается при совмещении фитинга с дорном нагретого инструмента. При совмещении трубы и фитинга после нагрева труба упруго сжимается, а фитинг упруго растягивается. В результате нагретые свариваемые поверхности давят друг на друга, вытесняя воздух и обеспечивая перемешивание расплавленного материала.
Сравнительно сложное описание принципа раструбной сварки, однако, выражается для монтажника в выполнении довольно простых действий, не отнимающих много времени для выполнения соединения.
2. Подготовка к сварке
Свариваемую внешнюю поверхность трубы рекомендуется подготовить с помощью калибратора и фаскоснимателя. Калибратор устраняет т.н. эллипсность трубы и, в случае необходимости, уменьшает ее внешний диаметр до нормы, при этом удаляя возможные загрязнения и оксидный слой.
СП 40-102-200 рекомендует на концах труб снимать наружную фаску под углом 45° на 1/3 толщины стенки трубы с помощью т.н. фаскоснимателя. Для труб небольшого диаметра (до 40мм) этой рекомендацией обычно пренебрегают. Для труб диаметром 50мм и выше – пренебрегать не стоит. Фаскосниматель позволяет также снять внутреннюю фаску с торца трубы для уменьшения возможного внутреннего грата и риска уменьшить внутреннее сечение трубопровода в месте сварки.
Замечание: В подавляющем большинстве случаев нет необходимости делать на внешней стороне трубы отметку глубины входа трубы в муфту сварочной насадки. Эта глубина, так же как и глубина погружения нагретого дорна сварочной насадки в фитинг, – величина стандартизованная для каждого диаметра трубопровода. На практике труба вставляется в муфту сварочной насадки, пока не упрется в дно муфты. Фитинг надевается на нагретый дорн, пока не упрется в основание дорна – в этот же момент вершина дорна касается внутреннего ограничителя фитинга.
Внимание! После того как труба уперлась в дно муфты сварочной насадки, а внутренний ограничитель фитинга уперся в вершину дорна сварочной насадки, не следует продолжать давить на трубу и фитинг с прежней силой. Просто зафиксируйте положение трубы и фитинга на время нагрева. Продолжая прилагать усилие, вы рискуете смять торец трубы и внутренний ограничитель фитинга в процессе нагрева.
Если по какой-либо причине глубина фитинга не соответствует размерам нагретого инструмента, следует измерить глубину фитинга вручную и сделать отметку на внешней стороне трубы.
В отличие от стыковой сварки, где нагрев свариваемых поверхностей производится невысокой температурой в течение длительного времени для избежания внутренних напряжений в материале, при раструбной сварке температура нагретого инструмента завышена, и нагрев происходит быстро. Выбор температуры нагретого инструмента при разработке технологии раструбной сварки основывался на нескольких ограничениях:
-
Оплавление свариваемых поверхностей (наружной поверхности трубы и внутренней поверхности фитинга) должно осуществляться быстро, чтобы труба и фитинг не успели прогреться насквозь. Иначе они потеряют форму, совместить их будет невозможно. Поэтому температура нагретого инструмента должна быть высокой.
-
Излишний перегрев нагретого инструмента ведет к существенной термической деградации материала трубы и фитинга.
-
Политетрафторэтилен (тефлон), которым покрыты рабочие поверхности нагретого инструмента, длительно работоспособен при температурах до 260°С, при более высоких температурах он постепенно деградирует.
С учетом всех ограничений для раструбной сварки принята температура нагретого инструмента 260°С с допустимыми отклонениями ±10°С, которая не зависит от диаметра свариваемого трубопровода.
Такой режим нагрева приводит к последующему созданию некоторого вредного внутреннего напряжения материала в зоне соединения. Однако это компенсируется почти двойной толщиной стенки полученного трубопровода в зоне соединения и большой площадью сварки (гораздо больше площади торца трубы при сварке встык).
Температура нагретого инструмента задается оператором на панели управления (если таковая имеется у аппарата), автоматика аппарата поддерживает ее на постоянном уровне в пределах погрешности этого аппарата.
Фитинг совмещается с дорном нагретого инструмента до упора, одновременно труба совмещается с муфтой нагретого инструмента до упора (или, как в вышеописанном случае, до отметки на трубе).
Замечание: Если одновременное совмещение невозможно, следует начать с фитинга.
После упора не следует прилагать дальнейших усилий по совмещению трубы и фитинга с нагретым инструментом – при дальнейшем нагреве это может привести к деформации торца трубы и внутреннего упора фитинга, и в конечном счете – к уменьшению внутреннего сечения трубопровода в месте сварки. От момента достижения упора начинается отсчет времени нагрева (см. табл. 1).
Таблица 1 Технологические интервалы для раструбной сварки трубопроводов из ПП Тип 3 (согласно DVS 2207-1)
|
Диаметр, мм |
16 |
20 |
25 |
32 |
40 |
50 |
63 |
75 |
90 |
110 |
125 | |
|
Нагревгрев, сек.: |
PN20 |
5 |
5 |
7 |
8 |
12 |
18 |
24 |
30 |
40 |
50 |
60 |
|
|
NP10 |
1) |
1) |
1) |
1) |
1) |
1) |
1) |
15 |
22 |
30 |
35 |
|
Перестановка, сек. |
4 |
4 |
4 |
6 |
6 |
6 |
8 |
8 |
8 |
10 |
10 | |
|
Фиксация, сек |
6 |
6 |
10 |
10 |
20 |
20 |
30 |
30 |
40 |
50 |
60 | |
|
Полное остывание, мин. |
2 |
2 |
2 |
4 |
4 |
4 |
6 |
6 |
6 |
8 |
8 | |
1) Ввиду слишком малой толщины стенки раструбная сварка для этих труб не рекомендуется.
Замечание: Указанные в таблице временные интервалы носят только рекомендательный характер и только для трубопроводов из ПП Тип3 (PPRC). Точные значения интервалов следует уточнять у производителя трубы и фитингов.
После нагрева следует быстро (в течение времени перестановки) снять фитинг и трубу с нагретого инструмента, ввести трубу в фитинг до упора (или до отметки), избегая искривлений, и удерживать неподвижно для остывания в течение времени фиксации, которое указано в табл. 1. На практике время фиксации используется монтажником для выравнивания соединения руками. По истечении этого времени соединение теряет эластичность, изменять его форму уже невозможно.
Удерживать трубу и фитинг до полного остывания (см. табл. 1) не обязательно. Достаточно пока не прикладывать нагрузок. После полного остывания сварное соединение готово.
Замечание: Без больших усилий (вручную) совместить трубу и фитинг с нагретым инструментом для нагрева, а затем – совместить трубу с фитингом для остывания удается только при сварке трубопроводов небольших диаметров – до 40-50мм включительно. Для облегчения и обеспечения качества сварки диаметров больше 50 мм лучше использовать специальные центраторы для раструбной сварки.
4. Применение сварки нагретым инструментом в раструб
Раструбная сварка наиболее часто применяется при монтаже трубопроводов из ПП сравнительно небольших диаметров. Всё дело в том, что основные преимущества сварки в раструб перед сваркой встык следующие:
-
Простота и невысокая цена ручного оборудования для раструбной сварки трубопроводов небольших диаметров. Для сварки больших диаметров приходится использовать специальные центраторы, сопоставимые по цене с аппаратами стыковой сварки.
-
Дополнительные затраты на соединительные детали вполне оправдываются удобством и простотой технологии ручной раструбной сварки трубопроводов небольших диаметров. К тому же, трубопроводы небольших диаметров, как правило, применяются для внутренних коммуникаций зданий и имеют сложную форму с изгибами и ответвлениями, т.е. соединительные угольники и тройники в любом случае необходимы. В то же время, трубопроводы больших диаметров, как правило, укладываются длинными прямыми участками, где в сложных соединительных деталях нет нужды, и сварка встык предпочтительнее.
-
Внутренние трубопроводы зданий, как правило, рассчитаны на транспортировку горячей воды с температурой выше 40°С, поэтому сравнительно дешевый, но не теплостойкий ПНД для их производства неприменим. Список оставшихся термопластов, применяемых для производства трубопроводов, включает ПП (полипропилен), ПВДФ (поливинилиденфторид) и ПБ (полибутен). Последние два материала практически не применяются в России из-за их высокой цены.
© 2007-2018 www.Stroymat-opt.ru На складе во Владивостоке - стройматериалы из Китая | керамогранит оптом | гранит | фасад алюкобонд | сайдинг | панели Ханьи | сэндвич панели | ондулин | фанера ОСБ | оцинковка | утеплитель Hansol | пенополистирол | гипсокартон | профиль для ГКЛ | ГВЛ | стекломагниевый лист СМЛ | потолок Армстронг | стекло листовое и другие отделочные материалы оптом из Китая.
Партнёры проекта: