Эволюция сварочных аппаратов для полиэтиленовых труб. Часть 2

В первой части статьи мы рассмотрели, как появился полиэтилен. Уже в 1950-ые годы выяснилось, что это один из самых подходящих материалов для прокладки трубопроводов. Ведь он обладает целым рядом достоинств:

• имеет повышенную химическую инертность (не вступает в реакцию с содержимым трубопровода);

• не подвержен окислению (что позволяет прокладывать полиэтиленовые трубы по воздуху и под землей);

• отличается высокой прочностью и эластичностью до 7% (при просадке грунта в таком трубопроводе не появятся трещины и разломы);

• наделен электроизоляционными свойствами;

• имеет высокую морозостойкость (до -70℃);

• экологичен (может быть повторно переработан с низкими энергозатратами);

• демократичен по цене.

Фактически, чтобы коммуникационная сеть, тепловая магистраль или газопровод из полиэтилена служили веками требуется не так много: квалифицированный мастер, качественная труба и надежный сварочный аппарат для ПЭ труб. О том, как прогрессировали сварочные технологии и оборудование становилось все более удобным и производительным, расскажем ниже.

Гонка сварочного вооружения

Принцип сварки полимеров был запатентован в 1958 году в Швейцарии, но тогда до массового выпуска качественных сварочных аппаратов для ПЭ труб было еще очень далеко. Научные институты всего мира конкурировали между собой за разработку успешных образцов, которые смогли бы решать промышленные и военные задачи.

В погоне за продуктивностью конструкторы ставили станки на колесную пару, изобретали различные варианты креплений-фиксаторов для центратора, работали над автоматизацией процесса. Бывало, что технологиями и готовыми изделиями с советскими коллегами делились инженеры стран Социалистического лагеря. Так, в дружественной Польше с конца 1970-х годов активно использовались сварочные устройства типа Мансфельд. У них захваты центратора приводились в движение при помощи пневматических сервомоторов, помещенных внутри корпуса агрегата. А нагревательная панель, что удивительно, уже тогда имела защитное тефлоновое покрытие. Однако, существенным минусом Мансфельд-станка являлось отсутствие торцевателя. Его функция возложена на гладкую двухполосовую пилу. Таким образом, качество механической обработки стыков полностью зависело от мастерства монтера. Как следствие, сварные швы оставались крайне уязвимым местом и нередко расходились.

В СССР десятилетиями свои варианты способов сварки и модификаций устройств предлагали многие НИИ и конструкторских бюро при крупных заводах. Например, в 1990 году патент на изобретение метода стыковой сварки пластмассовых труб получили конструкторы КТБ при «Белгазтехника» (г. Минск, Беларусь). Существующая на тот момент сварочная техника не могла обеспечить качественное торцевание стыков. Поэтому для получения надежного шва, автор изобретения (Тимощук Ф.В.) предложил использовать дополнительную внешнюю вставку в месте соединения частей трубопровода.

Сварочные аппараты для ПЭ труб технически близкие к тем, которые применяются сегодня, в России начали активно разрабатываться лишь в начале 2000-х. Так, например, коллектив инженеров (Артамонов В.В. и его коллеги) из химкинского МКБ «Факел» запатентовал свое изобретение в 2001 году. На тот момент идея создания полуавтоматической установки, содержащей раму и смонтированные на ней откидные торцеватель и нагреватель, была пусть не революционной, но достаточно смелой. Также изобретатели снабдили свое оборудование для сварки труб пневмоцилиндрами, контроллером температурного режима и программной начинкой, обеспечивающей работу в автоматическом режиме.

Пик эволюции

С середины 2000-ых годов начинается настоящий бум полимерной трубы. Ведь технологии производства полиэтилена совершенствуются, сырье и изделия становятся доступными не только крупным, но и малым предприятиям. При возрастающем спросе на рынке появляется много сварочных устройств европейского и азиатского происхождения. Они имеют существенные отличия по мощности, материалам, качеству исполнения (последнее было далеко не всегда на уровне). В итоге с целью повышения качества сварных работ, безопасности и долговечности трубопроводных конструкций был разработан ГОСТ Р ИСО 12176 (полное название «Трубы и фитинги пластмассовые. Оборудование для сварки полиэтиленовых систем»). Его первая посвящена стандартизации стыкового сварочного оборудования. Изданный почти 10 лет назад, этот свод технических нормативов и сегодня является базовым руководством для производителей сварочных аппаратов для ПЭ труб. В нем подробно прописаны требования к основным деталям прибора (нагреватель, торцеватель, центратор, электрическая маслостанция и т.д.).

Стандарт также описывает 5 систем привода устройства (по мере увеличения технологичности и автоматизации):

• система с механическим приводом;

• с гидравликой и ручным насосом;

• полуавтоматический электропривод с ручным регулированием давления;

• полуавтоматика с протоколером;

• автоматическая система, способная управлять процессом сварки и протоколировать все важные параметры.

В модельном ряду крупных производителей, как правило, присутствуют приборы с несколькими из описанных вариантов приводной системы. К примеру, популярный сварочный аппарат для 160 мм трубы под брендом VOLZHANIN выпускается в модификациях М (механический), МЭ (электромеханический), Э (оснащен гидростанцией с блоком управления), ЭП (в этой модели встроен прибор протоколирования). А «вершиной эволюции» сварочных аппаратов для труб из пластика бренда VOLZHANIN является автоматизированная модель 160 CNC, контролирующая и фиксирующая температуру, давление и другие ключевые параметры производимого процесса. ГОСТ Р ИСО 55276-2012 разрешает применение подобных приборов при прокладке и ремонте газовых и нефтяных трубопроводов, а также других опасных производственных объектов.