Как производить сварку полипропиленовых труб встык

В интернете много информации о том, как соединять полипропиленовые (ПП) трубопроводы враструб или с помощью закладных нагревателей. Стыковая сварка при этом либо не упоминается совсем, либо приводится для сравнения, как более неудобный и непрактичный способ. На самом деле все не так печально. Стыковая сварка для полипропиленовых труб подходит не меньше, чем для полиэтилена, а с учетом того, что фитинги нередко обходятся в суммы, сопоставимые с ценой самой трубы, позволяет существенно сэкономить.

Кстати, образование макромолекул полиэтилена низкого давления (ПНД) и полипропилена базируются на общем принципе - анионной полимеризации. Поэтому эти материалы имеют сходные признаки термопластичности: при нагревании они размягчаются и увеличиваются в объеме, а при остывании – возвращаются к исходному объему и своим химико-физическим свойствам. Это качество делает ПП пригодным в том числе и для стыковой пайки. О том, как осуществлять сварку полипропиленовых труб без дополнительных элементов, расскажем ниже.

1. Свойства полипропилена: достоинства и недостатки

Полипропилен представляет собой прозрачное кристаллическое вещество, которое при толстом слое приобретает молочно-белый оттенок. Полимер широко применяется в строительстве, производстве электротехники, медицине, а также в качестве упаковки для продуктов и промтоваров. Благодаря своей химической инертности (растворяется только в сильных растворителях и то при определенных условиях среды), ПП служит материалом для прокладки трубопроводов и надежной тарой для жидкостей. В том числе спиртовых растворов, агрессивных солей, кислот и щелочей.

Другие достоинства ПП:

• Длительность эксплуатации – 50 и более лет;
• Ударопрочность;
• Не подвергается коррозии;
• Эластичность: не ломаются при сгибании или деформации грунта, в который они помещены;
• Низкая плотность и малый вес. Такая труба в разы легче металлических аналогов. Это упрощает транспортировку, загрузку-выгрузку и сваривание пропиленовых труб.
• Доступность: низкая себестоимость и умеренная розничная цена (опять же, в сравнении с металлом);
• Высокие тепло- и шумоизоляционные качества;
• Устойчив к вибрации;
• Высокая экологичность материала и возможность переработки.

Список недостатков намного короче:

• Полипропилен горюч (нельзя применять на пожароопасных объектах);
• В чистом виде ПП может потерять свои свойства, если надолго останется под солнцем. Материал затвердеет, станет ломким и склонным к трещинам. Впрочем, этот недостаток устраняется добавлением светостабилизаторов.

2. Виды труб из полипропилена

Трубы, пригодные для нужд ЖКХ (отопление, водопровод) изготавливают из гранул ПП методом экструзии (нагревание до тягучего состояния и выдавливание полученной пасты через формующее отверстие). На каждое изделие наносится маркировка, содержащая полезную информацию для сварки полипропиленовых труб.

Самой прочной считается ПП с изотактической структурой (по расположению метильных групп в молекуле). Он обладает высокой степенью кристалличности, что обеспечивает повышенную прочность, резистентность к УФ-изучению, высоким температурам и давлению. Единственный минус такой продукции – она подвержена ломкости при отрицательных температурах. Основная область применения – прокладка водопровода в бытовых и промышленных целях. На трубе он маркируется как РРН или PP.

Метка PPR сообщает, что сырьем послужил блок-сополимер пропилена со средним содержанием полиэтилена. Это означает повышенную прочность на разрыв, PPR трубы не подведут даже при скачках давления в системе. Изделия PPR используют для прокладки отопления и горячего водоснабжения. Но важно, чтобы вода в ней не нагревалась выше 70°C.

PPB – еще один блок-сополимер ПП и ПНД. Устойчив к широкому диапазону температур. Хорош для теплого пола и традиционной системы отопления.

3. Основные этапы сварки полипропиленовых труб встык

Принцип соединение труб из полипропилена и полиэтилена одинаковый. Он в обязательном порядке содержится в инструкции к сварочному аппарату и нередко дублируется в виде наклейки или шильдика на силовой установке агрегата (в полуавтоматических и автоматических моделях).

Условно стыковой монтаж делится на 7 этапов:

• Подготовка изделий (механическая чистка, торцевание, обезжиривание);
• Закрепление в центраторе (для малых диаметров этот пункт допустимо пропустить);
• Предварительная стыковка с установкой нагревательного зеркала;
• Нагревание с контролем температуры и времени сварки;
• Удаление нагревателя;
• Соединение деталей с контролем времени и давления;
• Охлаждение шва и снятие трубы с центратора.

Сколько именно выдерживать нагреватель и на какую температуру его выставлять – подскажут данные на маркировке. Наряду с маркой ПП там указана толщина изделия и максимальное давление, которое допустимо в трубопроводе. При соблюдении всех правил и корректной эксплуатации оборудования шов получится прочным, эстетичным и долговечным.

4. Температурные и временные режимы сварки полипропиленовых труб разных диаметров

Продолжаем изучать шифры на трубе. Следом за буквами РРН, PPR, PPB идет индекс PN с числом, обозначающим допустимое рабочее давление (в барах). Чем меньше число, тем тоньше стенка. Самые тонкие стенки у труб PN10, выдерживающих давление в 10 бар, самые прочные – PN25, армированные дополнительным срединным слоем металла.

При наружном диаметре 110 мм толщина стенок у PN10 составляет 10 мм, а у более распространенной PN20 – 18,4 мм. Само собой, тонкостенные трубы требуют меньше времени для нагревания, есть рекомендации снижать для них время вдвое по сравнению с PN16 и PN20, иначе полимер может потечь и образовать неправильный шов. В норме 110-ку нужно нагревать в течение 50 секунд, значит для тонкостенной трубы будет достаточно 25 секунд. Однако если пайка производится при 5°C и ниже, лучше увеличить время до 75 и 38 секунд соответственно. Температура сварочного зеркала в обоих случаях должна быть в пределах 255-280°C. Важно также придерживаться инструкции от производителя. Так, трубы, изготовленные по ГОСТ 32415-2013, обычно рекомендуется варить при 260°C. Время прижатия – порядка 10 секунд. На охлаждение трубы d110 потребуется 8 минут.

Трубы малых диаметров (32-50 мм) нагреваются 8-18 секунд, еще 6 секунд требуется на прижатие элементов друг другу и 4 минуты – на остывание. Нормативы для разных труб приведены в таблице.

Таблица. Параметры сварки ПП труб

Как видно из статьи, стыковая сварка полипропиленовых труб – не самый сложный, но практичный и надежный способ монтажа бытовых и промышленных трубопроводов.