Температура сварки современных полипропиленовых труб

Температура пайки полипропиленовых труб: основные этапы самостоятельной сварки + таблица значений

Одним из этапов строительства частных домов и квартир является монтаж коммуникаций, отвечающих за подачу воды или отвод стоков. Сборка труб из полипропилена гораздо проще, чем установка металлических конструкций. Для их состыковки используют фитинги, привариваемые с помощью специализированного оборудования – утюга.

В предложенной нами статье описана технология выполнения соединений, приведена нормативная температура пайки полипропиленовых труб. Мы расскажем о подготовительных мероприятиях, необходимых для производства прочных и герметичных сочленений. С учетом наших советов вы без проблем соберете трубопровод.

Пайка как способ соединения PPR труб

В процессе сварки важно все: диаметр, температура пайки ПП изделий, время воздействия сварочного аппарата. Но для начала нужно познакомиться с азами технологии и научиться пользоваться инструментами.

Приступать к процессу пайки нельзя, не определив тип и размеры материала. Предлагаем ознакомиться с полезной информацией, которая поможет правильно подобрать полипропиленовые трубы и фитинги, а также произвести их монтаж, зная нюансы и последовательность процесса.

Что нужно знать о полипропиленовых трубах?

Технологию сварки (или пайки – оба термина одинаково применимы) обеспечивают свойства полипропилена – технического полимера универсального назначения. Он легкоплавкий, но после остывания и отвердевания возвращает характеристики прочности и герметичности.

Трубы отличаются диаметром, толщиной стенки, цветом, характеристиками. Благодаря разбросу диаметров –16-110 мм – можно внедрить любое техническое решение.

На окраску полимера можно не обращать внимания, так как он выбирается производителем по своему усмотрению, однако цвет полосок имеет значение:

синие – для холодного водоснабжения;
красные – для горячего водоснабжения и отопления.

Однако основная информация, на которую следует опираться при покупке и пайке труб, указана на маркировке. Полипропиленовый трубный материал обозначается буквенными сочетаниями PPR, PP-H, PP-B, PPRC.

Классификация по номинальному давлению, максимально допустимому для монтажа в конкретных условиях, помогает подобрать изделия для систем домашнего или промышленного назначения.

Исходя из этого выделяют 4 типа труб PPR:

PN-10 (с номиналом 1,0 МПа) – предназначены для транспортировки холодной воды. Иногда их используют для устройства теплого пола, при условии, что теплоноситель не нагреется свыше +45 °С.
PN-16 (с номиналом 1,6 МПа) – используются для сборки систем горячего/холодного водоснабжения. Максимально допустимая температура – +60 °С.
PN-20 (с номиналом 2,0 МПа) – выдерживают температуру до +80-90 °С в трубопроводах, защищенных от гидроударов.
PN-25 (с номиналом 2,5 МПа) – подходят не только для автономного, но и для централизованного водоснабжения. Рекомендуемая максимальная температура – +95 °С, но выдерживают и выше.

Лучше переплатить и приобрести надежные трубы с чуть превосходящим значением, чем сэкономить и взять материал, ограниченный температурными параметрами.

При изготовлении труб применяется принцип: чем выше температура теплоносителя и давление в системе, тем толще стенки.

Это минимальные знания, которые нужны для правильного применения PPR труб. Переходим к краткому описанию процесса.

Технологическое описание процесса пайки

Существует два вида пайки полипропилена – стыковой и муфтовый. Первый практически не используется для устройства домашних коммуникаций, так как отличается сложной технологией и применяется исключительно для соединения магистральных труб большого диаметра.

Принцип сварки заключается в том, что два отрезка трубы, примерно равные по диаметру и толщине стенки, нагреваются специальным инструментом и соединяются раструбным способом.

Главная особенность: муфта в холодном состоянии должна быть немного меньше по диаметру.

При нагревании образуется зона оплавления полимера. Важно, чтобы она охватила только рабочие, примыкающие друг к другу поверхности.

Здесь важно быстро снять детали с инструмента и соединить их между собой, благодаря чему и происходит сращивание двух отрезков в один с последующей полимеризацией. От времени, затраченного на процесс нагрева, и правильно выбранной температуры зависит надежность соединения.

Стандартные температурные параметры

И перегрев, и недостаточное нагревание плохо сказываются на результате сварки. В первом случае произойдет деформация элементов, наплыв валика, уменьшение внутреннего диаметра. В дальнейшем в зонах неровных стыков возможно образование накипи и пробок.

Во втором случае соединение будет слабым, а из-за недостаточной герметичности останется риск возникновения течи.

Именно из-за риска прорыва трубопровода необходимо соблюдать технику сварки и обязательно учитывать такие параметры, как:

диаметр свариваемых изделий;
время нагрева и остывания;
температуру оборудования;
температуру окружающей среды.

Считается, что процесс сварки ПП труб нецелесообразно проводить при температуре ниже -10 °С, верхний предел +90 °С. Наиболее благоприятной является температура внешней среды от 0 °С до +25 °С. Для удобства запоминания необходимые значения температуры и времени свели в одну таблицу.

Если температура воздуха в помещении или на улице ниже +5 °С, время нагрева увеличивают примерно на 50%, то есть в два раза. Значение температуры нагрева везде одинаковое – +260 °С. Допустимым является диапазон +255-280 °С.

Интересно то, что выбор параметра не зависит от диаметра трубы – и для 16-миллиметровых, и для 50-миллиметровых используются одни и те же значения. Меняются только временные отрезки. По этой причине температуру сварки полипропиленовых фитингов и труб в технологических таблицах обычно не указывают.

Подробная инструкция по монтажу

Процесс пайки происходит быстро. В этом можно убедиться, проанализировав данные, размещенные в таблице. Например, чтобы соединить два элемента диаметром 20 мм, при комнатной температуре потребуется 5 секунд на нагрев, еще 4 секунды на соединение, затем 180 секунд на остывание. Итого – 3 минуты 9 секунд.

В связи с этим важно отработать все движения, чтобы в процессе стыковки уже нагретых элементов не происходило заминки. Рассмотрим нюансы каждого этапа монтажа полипропиленовых труб в отдельности.

Читать еще: Выбираем экономичный котел для теплых водяных полов

Этап #1 – подготовка специальных инструментов

Для пайки в домашних условиях потребуется оборудование, предназначенное только для сварки полипропиленовых деталей – труб, уголков, муфт, тройников, заглушек.

Таблица времени и температуры для пайки полипропиленовой трубы

Полипропиленовые трубопроводы предназначены для промышленного применения с агрессивными средами. Подобные системы широко используются в химической промышленности, в устройствах для переработки промышленных стоков и пр. В большинстве случаев отдельные узлы таких систем соединяют методом сварки, одним из ключевых параметров качественного соединения элементов является температура пайки полипропиленовых труб.

Типы полипропилена и его свойства

Промышленный полипропилен отечественного производства выпускается в соответствии с техническими требованиями ГОСТ 26996-86. Он классифицируется на материал низкого и высокого давления и обладает следующими физико-механическими свойствами:

- Плотность, г/см 3 – 880…910;
- Влагопоглощение, %, не более – 0,03;
- Предел прочности при растяжении, МПа – 130…250;
- Ударная вязкость, Нм, не менее – 0,4;

Твёрдость по Роквеллу, HRB, не менее — 65;
Предел термической стойкости, 0 С – 70…115.

Одновременно с высокой ударной вязкостью и надежностью сварки плавлением, полипропилен обладает хорошей стойкостью к истиранию, а также является хорошим теплоизоляционным и электрическим изолятором.

Химическая стойкость данного пластика превосходна: материал устойчив к водным растворам кислот (за исключением концентрированной азотной кислоты), щелочей и солей, а также к большинству органических растворителей. Относясь к группе термопластов, он может использоваться при температурах до 55….60 ° С в условиях постоянного давления и при температурах до 80…110 ° С в условиях гравитационного потока. Для промышленных применений важно также то, что полипропилен является самым легким из всех марок термопластмасс.

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.

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

До 10 мм – 245 0 С;
До 16 мм – 250 0 С;
До 25 мм – 255 0 С;
Свыше 32 мм – 260 0 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.

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

Температура поверхности полимера, градусов

Предел прочности, МПа

Относительная деформация до разрушения, %, не более

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:

Внешний диаметр , мм

Толщина стенки, мм

Время нагрева, с

Время выдержки, с

Время охлаждения, мин

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.

Как избежать ошибок при пайке полипропиленовых труб своими руками

Специализированные устройства обычно обеспечивают хороший результат, но как быть в случае, когда приходится паять тем, что есть под руками? Вот несколько советов от опытных специалистов:

Важно верно выбрать подходящую оснастку. Например, им может стать обычный ручной терморезак, оснащённый датчиком температуры. Подойдут и модели с электромеханическим приводом. Для простых случаев можно использовать даже обычный утюг с терморегулятором.
Держать трубы нужно зажимами. Их следует иметь в достаточной номенклатуре, поскольку диаметры труб, нуждающихся в пайке, ежедневно могут изменяться. Прижимная лапка должна выполнять две технологические функции. Во-первых, это достижение температурного эффекта при плавлении полипропилена, а во-вторых, четкое расположение кромок труб для получения необходимого габарита соединения.
Операция спайки ПП-труб очень деликатна. В расплавленном состоянии пластик очень чувствительный, поэтому посторонние частицы могут легко проникнуть в его структуру и нежелательным образом повлиять на прочностные свойства трубопровода. Поэтому заготовки и режущий станок должны быть тщательно очищены, вымыты и высушены.
Как паять полипропилен в труднодоступных местах или на улице? Часто для этих целей предусматривают специальных крючки, неплохо иметь и светодиодный фонарь. Крючок позволит подвесить устройство, если до него трудно добраться, а фонарик обеспечит хорошую видимость зоны пайки.
Нажим на части трубопровода, которые находятся в зоне стыка, не должен быть чрезмерным. Мягкий размягчённый пластик должен смешиваться, образуя единую конструкционную массу в точке соединения.

Читать еще: Тротуарная плитка изготавливается по простому технологическому процессу

Заключение

Пайка термопластичных пластмасс (а также ПВХ или Экопластов) очень похожа на сварку металла в том смысле, что нужно знать, какой тип пластика используется, какова его температура плавления и как правильно выполнить сварное соединение. Следует помнить, что пластиковые сварные швы весьма похожи на металлические, и что процесс шлифования и чистовой обработки должен быть выполнен до того, как сварка будет завершена.

Термопластичным полипропилен назван потому, что, когда его нагревать до достаточно высокой температуры, материал размягчается, текучесть его увеличивается, и интенсифицирующая диффузия молекул делает возможным прочное неразъёмное соединение.

Температура сварки полипропиленовых труб

Трубы из полипропилена выгодно выделяются среди подобных изделий из других материалов несложной технологией монтажа и доступной ценой. Опытные специалисты утверждают, что полипропиленовые трубы практически не дают протечек и служат верой и правдой десятки лет. Соединить все элементы трубопровода в одно целое можно при помощи сварки. Выполнить работу можно даже самостоятельно, важно только знать определенные правила. Немаловажным моментом здесь является температура сварки полипропиленовых труб. Рассмотрим все аспекты по порядку.

Температура сварки полипропиленовых труб

Правила сварки

Чтобы получить качественный сварной шов необходимо подобрать детали, созданные из полимеров одного состава. Соединяемые элементы в данном случае будут обладать одинаковой текучестью, а при нагреве до определенной температуры это гарантирует получение надежного соединения. Важный момент: если вы выбрали одинаковую марку труб, но их цвет отличается, не отчаивайтесь. Расцветка не имеет никакого значения, ведь пигмент, используемый при покраске, не влияет на свойства трубы при сварке.

Основные методы сварки труб из полипропилена: в раструб и встык.

Аппарат для сварки и свариваемые детали необходимо первоначально очистить от загрязнений. Самыми опасными считаются жир и масла, их можно удалить с помощью любого растворителя (ацетон, спирт, Уайт-спирит и т.д.). Чтобы очистить сам инструмент желательно воспользоваться спиртом.

Оптимальная температура сварки полипропиленовых труб составляет 260 градусов. В таких условиях полипропилен расплавляется и способен взаимно проникать в другие изделия, что в нашем случае и требуется.

Типы сварки

Сварка в раструб считается достаточно надежным методом соединения труб из полипропилена. Сам процесс осуществляется с применением специальных крепежных элементов – фитингов. Это тройники, углы, отводы и прочие детали, созданные из того же материала, что и трубы. Соединительные части не считаются недостатком метода сварки в раструб, потому как они одновременно являются деталями, которые изменяют поток переноса теплоносителя. Внешнюю часть трубы и внутреннюю поверхность фитинга необходимо расплавить до 260 градусов, а затем аккуратно соединить между собой.

При этом соединение примерно 30 секунд удерживают в одном положении, чтобы получилась монолитная и крепкая сцепка.

Главным инструментом для сварки труб из полипропилена считается паяльник. Прибор имеет элементарную конструкцию, основными элементами которого являются сменные насадки для сварки и нагревательная головка. В свою очередь, насадка состоит из муфты и дорна. Муфты греют внешнюю часть трубы, дорны – внутренние поверхности фитинга.