Аппараты для стыковой сварки полиэтиленовых труб

Применение аппаратов для стыковой сварки пластиковых труб

Сварка труб [плоским] нагретым инструментом встык (академическое название), чаще называемая стыковой сваркой труб – один из трех методов сварки пластиковых труб с прочностью сварного соединения не ниже прочности свариваемых деталей (фактор сварки ≥1). Два других метода – раструбная сварка и электромуфтовая сварка.
Сварка встык наиболее выгодна для напорных трубопроводов сравнительно больших диаметров, при их горизонтальном расположении, особенно при наличии длинных прямых участков. Поэтому наиболее часто применяется при монтаже наружных полиэтиленовых газопроводов и водопроводов. Для разветвления трубопровода используют литые или сварные фасонные изделия с трубными (не раструбными) концами.
Стыковые аппараты для полиэтиленовых труб с равным успехом сваривают трубы из ПП, ПБ, ПВДФ, даже ПВХ. Однако для этих материалов более целесообразными чаще оказываются другие методы соединения.

Конструкция аппаратов для стыковой сварки полиэтиленовых труб

Требования к оборудованию для сварки труб встык определены в ISO 12176-1 и идентичном ГОСТ Р ИСО 12176-1 и сводятся к следующему:
• фиксировать соосно (с нормативной точностью) подвижное и неподвижное свариваемые изделия;
• перемещать подвижное изделие с нормативной скоростью;
• контролировать усилие прижима торцов с нормативной точностью;
• торцевать изделий (выравнивать торцы) с нормативной параллельностью;
• обеспечить нормативную точность нагрева плоского нагревателя (т.н. сварочного зеркала), который в свою очередь обязан иметь антиадгезионное покрытие с шероховатостью не выше нормативной;
• иметь достаточную прочность конструкции, чтобы в любых режимах сохранить соосность свариваемых изделий в пределах допуска.
Требования ISO и ГОСТ жесткие, выполнять их – дорого, в реальности их выполняют считанные мировые производители оборудования.

Привод центратора аппаратов для стыковой сварки полиэтиленовых труб

Для работы центратора (перемещения труб и прижима торцов) сегодня используется механический привод (рычаг или винт) или гидравлический привод.
Общее достоинство механического привода – он дешевле. Преимущество приводного рычага – он позволяет быстрое перемещение трубы, что критически важно для сварки встык труб ПВХ (само по себе большая редкость) и менее важно для полиэтиленовых или полипропиленовых труб. Зато стыковые аппараты с приводным винтом компактнее.
Если привод гидравлический, то гидроагрегат у полевых сварочных машин выполняют в виде отдельного модуля, включают его в комплектацию машины и подключают к центратору двумя гидравлическими шлангами. Преимущество гидравлического привода – он не накладывает ограничений на диаметр или толщину стенки свариваемых труб. Другое достоинство – гидравлические аппараты легко поддаются автоматизации.

Процедуры стыковой сварки полиэтиленовых труб

ISO 21307 и модифицированный ГОСТ 55276 предлагают 3 различные процедуры сварки ПЭ труб встык, отличающиеся сварочным давлением, температурой нагревателя и продолжительностью фаз.
Практическое значение имеют процедура №1 (сварка при единственном низком давлении, а именно 0,17 МПа) и №3 (сварка при высоком давлении, а именно 0,52 Мпа). Самая популярная в мире процедура DVS 2207-1 близка к процедуре №1 ГОСТ/ISO. Результат применения той или иной технологии примерно одинаковый. Различие – в продолжительности сварочного цикла и в списке полимеров, к которым применима та или иная процедура. А также в особенностях подходящего оборудования:
• Стыковой аппарат с низким сварочным давлением (традиционный и привычный) не сможет создать высокое сварочное давление. Такой аппарат дешевле. Кроме полиэтилена, такой аппарат подходит для любых трубных полимеров, напр. ПП, ПВДФ, ПБ и иногда даже ПВХ.
• Аппарат с высоким сварочным давлением (инновационный и пока воспринимаемый с недоверием) имеет повышенную прочность узлов и более мощный гидроагрегат. Такой аппарат дороже, а процедура предназначена только для ПЭ-80 и ПЭ-100. Зато сварочный цикл чуть ли не вдвое короче, что бывает критически важно!

Степень автоматизации стыковых сварочных аппаратов

Согласно СП 62.13330 и ГОСТ Р ИСО 12176-1, аппараты для стыковой сварки полимерных труб могут иметь 3 основных степени автоматизации. В переводе с бюрократического на русский:
• "С ручным управлением", или "Низкая" степень автоматизации – когда оператор определяет сварочные параметры (температура, давление, время) по сварочной таблице, без всяких гаджетов, и вручную управляет аппаратом.
• "Средняя" – когда на аппарат установлен электронный навигатор-протоколер с обратными связями. Оператор вручную управляет аппаратом, но навигатор указывает оптимальные сварочные параметры и следит за их соблюдением. Затем сохраняет в памяти параметры сварочного цикла в виде протокола.
• "Высокая" – когда электронный модуль управления не только вычисляет оптимальные параметры и протоколирует сварочный цикл, но и непосредственно управляет исполнительными механизмами аппарата.