Metody svařování polyetylenových trubek: Svařování na tupo, termistor a vytlačování pro spolehlivé potrubí

Svařování polyetylenových trubek je nedílnou součástí mnoha průmyslových odvětví, jako je vodárna, plynárenství a kanalizace. Tyto trubky se stávají stále oblíbenějšími díky své trvanlivosti, odolnosti proti korozi a hospodárnosti. Aby však byly tyto výhody plně realizovány, je nutné zvolit správnou metodu svařování. Výběr správné metody svařování zajišťuje nejen spolehlivost spojů, ale i životnost celého systému. Chyby ve fázi svařování mohou vést k vážným následkům, včetně netěsností a poškození systému.

Existuje několik způsobů svařování polyethylenových trubek, z nichž každý má své vlastní vlastnosti, výhody a nevýhody. Při výběru metody svařování je důležité vzít v úvahu faktory, jako je průměr potrubí, provozní podmínky a dostupné vybavení. V tomto článku se podrobně podíváme na hlavní metody svařování, jejich vlastnosti a také dáme doporučení pro výběr nejvhodnější metody pro konkrétní podmínky.

Základní metody svařování polyetylenových trubek

Existuje několik metod svařování polyetylenových trubek, které jsou široce používány v různých průmyslových odvětvích. Mezi nejoblíbenější z nich patří:

• Svařování na tupo: Tato metoda zahrnuje zahřívání a spojování koncových částí trubek. Je široce používán pro potrubí velkých průměrů.
• Svařování termistorem: Tato metoda využívá speciální spojky se zabudovanými topnými tělesy, které umožňují spojování trubek bez nutnosti zahřívání jejich konců.
• Extruzní svařování: Používá se pro spojování potrubí menších průměrů a pro opravy. Způsob zahrnuje aplikaci roztaveného materiálu na povrchy, které mají být spojeny.

Každá z těchto metod má své vlastní charakteristiky a používá se v závislosti na provozních podmínkách a požadavcích systému.

Svařování na tupo

Svařování na tupo je jednou z nejběžnějších metod spojování polyetylenových trubek. Proces zahrnuje několik fází. Nejprve se konce trubek vyčistí a vyrovnají. Poté se zahřejí na určitou teplotu a poté se spojí pod tlakem. K provádění svařování na tupo je zapotřebí speciální vybavení, včetně topných prvků a mechanismů pro přidržování trubek.

Výhody svařování na tupo:

• Vysoká pevnost spojení.
• Možnost svařování trubek velkých průměrů.
• Nákladově efektivní, protože nejsou potřeba žádné další materiály.

Omezení:

• Vyžaduje se kvalifikovaný personál.
• Nevhodné pro trubky malého průměru.
• Potřeba přesné regulace teploty a tlaku.

Svařování na tupo je ideální pro hlavní potrubí, kde je důležitá vysoká pevnost a těsnost spojů.

Svařování termistorem

Termistorové svařování se vyznačuje použitím speciálních spojek se zabudovanými topnými články. Proces začíná přípravou konců trubek a spojkou. Spojka se poté nasadí na spojované trubky a prochází jí elektrický proud, který ohřívá zabudované prvky a taví polyetylen, čímž je zajištěno spolehlivé spojení.

Výhody termistorového svařování:

• Jednoduchost a snadné použití.
• Schopnost automatizovat proces.
• Vysoká spolehlivost spojů.

Omezení:

• Vyšší cena materiálu.
• Potřeba speciálního vybavení pro řízení procesu.

Termistorové svařování je ideální pro trubky malého a středního průměru, zejména ve stísněných prostorech nebo obtížném terénu.

Extruzní svařování

Extruzní svařování se používá ke spojování trubek malého průměru a provádění oprav. Proces zahrnuje nanášení roztaveného materiálu na povrchy, které mají být spojeny, pomocí vytlačovací pistole. Tato metoda vyžaduje vysoce kvalifikovaného svářeče a pečlivou přípravu povrchu.

Výhody extruzního svařování:

• Možnost svařování složitých spojů.
• Vhodné pro opravy a modernizace stávajících systémů.

Omezení:

• Vyžaduje se vysoká kvalifikace operátora.
• Méně pevné spojení ve srovnání s jinými metodami.

Extruzní svařování je účinné při opravách a v situacích, kdy nelze použít jiné metody.

Návod k montáži polyetylenových trubek

Instalace polyetylenových trubek vyžaduje pečlivou přípravu a dodržování určitých fází:

1. Trénink:

• Čištění a rovnání konců trubek.
• Kontrola zařízení a nářadí.

2. Výběr metody svařování:

• Vyhodnoťte provozní podmínky a systémové požadavky.
• Výběr vhodné metody svařování (na tupo, termistor nebo protlačování).

3. Proces svařování:

• Postupujte podle pokynů pro zvolenou metodu.
• Regulace teploty a tlaku (pro svařování na tupo).
• Použití spojek a zařízení (pro termistorové svařování).

4. Závěrečné fáze:

• Kontrola kvality připojení.
• Testování těsnosti systému.

Správné provedení všech etap zaručuje spolehlivost a životnost potrubního systému.

Tipy pro výběr metody svařování

Výběr metody svařování závisí na mnoha faktorech, včetně:

• Průměr trubky: Svařování na tupo je vhodné pro velké průměry, termistorové je vhodné pro malé a střední.
• Podmínky montáže: Ve stísněných prostorách je výhodnější použít termistorové svařování.
• Potřeba renovace: Pro opravy je vhodnější extruzní svařování.
• Kvalifikace personálu:Svařování natupo a vytlačování vyžaduje vyšší kvalifikaci.

S přihlédnutím k těmto faktorům si můžete vybrat nejvhodnější metodu, která zajistí spolehlivost a životnost systému.

Správná volba metody svařování polyetylenových trubek je klíčem ke spolehlivosti a životnosti celého potrubního systému. Každá metoda má své vlastní charakteristiky a je aplikována v závislosti na konkrétních podmínkách a požadavcích. Svařování na tupo poskytuje pevná spojení pro velká potrubí, termistorové svařování poskytuje pohodlí a spolehlivost v obtížných podmínkách a extruzní svařování poskytuje flexibilitu při opravách a modernizaci. S přihlédnutím ke všem faktorům si můžete vybrat optimální metodu, která zajistí efektivní a bezpečný provoz systému po mnoho let. Je důležité si uvědomit, že kvalifikace personálu a dodržování všech fází instalace hrají klíčovou roli při dosahování vysoce kvalitních svarových spojů.

Při instalaci potrubí z polyetylenu (PE) je hlavním způsobem spojování trubek a tvarovek svařování na tupo vyhřívaným nástrojem (HI), jehož procesy jsou regulovány různými postupy specifikovanými v GOST R 55276-2012 „Plastové trubky a tvarovky. Postupy svařování trubkami a tvarovkami z polyetylénu (PE) používanými při výstavbě rozvodů plynu a vody za tepla.“

• při jediném nízkém tlaku;
• při jediném vysokém tlaku.

Hlavní rozdíly v technologických režimech svařování pro tyto postupy jsou rozdílné tlaky pro vyrovnání konců svařovaných trubek (při vytváření primární housenky v první fázi tavení), svařovací tlak a doba chlazení pod tlakem, která je výrazně kratší při svařování za vysokého tlaku (viz obrázek).

Cyklogramy procesů svařování natupo v souřadnicích „tlak P – čas t“:
t₁ – doba vyrovnání; t₂ – doba zahřívání; t₃ – doba technologické pauzy;
t₄ – doba nárůstu tlaku; t_5V – doba chlazení pod tlakem pro
vysokotlaké procedury; t_5H – doba chlazení pod tlakem pro
nízkotlaké postupy; R_1H a R_1V – vyrovnávací tlak pro
nízkotlaké a vysokotlaké postupy; R₂– tlak ohřevu;
Р_3H a R_3V – svařovací tlak pro nízkotlaké a vysokotlaké postupy.

Zařízení dostupná na trhu pro svařování trubek podle odpovídajících technologických režimů se zásadně liší velikostí vytvořeného svařovacího tlaku. Stojí za zmínku, že pro všechny ostatní možnosti svařování uvedené v GOST R 55276-2012 je vhodné pouze zařízení určené pro provoz při vysokém tlaku.

Historicky bylo nízkotlaké svařování převládajícím svařovacím postupem v Evropě a vysokotlaké svařování bylo převládajícím svařovacím postupem v Severní Americe. Bylo to způsobeno rozdílem ve složení PE používaných k výrobě tlakových trubek a tedy rozdílem v jejich chování při zpracování, včetně svařování. Jedním z největších výrobců vysokotlakých svařovacích strojů je McElroy Manufacturing, Inc. (USA), který má širokou škálu zařízení pro svařování trubek pro různé oblasti použití.

V poslední době v důsledku nárůstu výroby a používání tlakových PE trubek velkých průměrů a tlouštěk stěn, jakož i kvůli rozmanitosti složení PE trubek a jejich odlišným reologickým vlastnostem taveniny se v Rusku objevil praktický zájem o zařízení pro vysokotlaké svařování. Zájem o vysokotlaké svařování na tupo NI vzniká také v souvislosti se zkrácením doby chlazení trubky pod tlakem o téměř 50 % (viz obrázek). Člověk by si však samozřejmě neměl myslet, že produktivita instalačních prací se také zdvojnásobí, protože mnoho času se stráví pomocnými operacemi (instalace trubky do svařovacího stroje, odstranění svařovaných trubek z ní atd.).

Zvýšit produktivitu svářečských a montážních prací a plně realizovat výhody vysokotlakého svařování je možné pouze při správné organizaci práce a použití speciálních pomocných zařízení a přístrojů, mezi které patří:

• zvedací válečky instalované na svařovacích strojích a umožňující vytažení nebo zvednutí svařovaných trubek ze svorek centralizátoru bez působení mechanického zatížení na svařovaný spoj (foto 1);
• stohovače, které umožňují přesunout potrubí ze skladovací nádrže do svařovací zóny centralizátoru (foto 2 a 3);
• Válečkové podpěry a další zařízení pro axiální pohyb trubek a svařovaných trubkových úseků.

Foto 2. Svářečské práce pomocí zakladačů PolyHorse (pro trubky o průměru 90 – 500 mm) a jeden (A) nebo dva (b) svařovací stroje

Důležitou výhodou použití svařování na tupo PE trubek NI při vysokém tlaku na příslušném zařízení je kromě zvýšené produktivity také možnost získání kvalitního spoje při svařování trubek z PE kompozic s vysokou viskozitou taveniny a při montáži v nepříznivých a nevyhovujících podmínkách. Kromě toho je za určitých podmínek vysokotlaké svařování jedinou možnou metodou spojování PE trubek.