Заваряване на тръби от полимерни материали

Добрите експлоатационни характеристики на тръбите от полимерни материали са сред основните фактори, обуславящи все по-широкото им използване в практиката при транспортирането на течности и газове. Успявайки да осигурят висока надеждност и дълъг експлоатационен срок при сравнително малко тегло, те често биват предпочитани пред използването на метални тръби. Намират широко приложение както при изграждането на сградни тръбни системи, така и на магистрални тръбопроводи и газопроводи.

Присъединяването на полимерните тръби при изграждане на тръбопреносните мрежи обикновено е чрез заваряване, което се счита за сравнително бърз и лесен процес.

Надеждна технология за присъединяване
Според специалисти, присъединяването на тръбите чрез заваряване се явява по-надеждната технология в сравнение с други използвани методи. Използват се основно няколко метода – челно заваряване, заваряване чрез стопяване, заваряване посредством електромуфи.

Използването на подходящото заваръчно оборудване и добро познаване на технологията и изискванията към тръбите са сред условията за тяхното успешно и надеждно присъединяване. Основно изискване към използваното оборудване е то да отговаря на съответните стандарти. Специалистите съветват при избор на заваръчен апарат, първо да се определят целите, за които той ще се използва. Разнообразието от предлагани апарати не е малко, като се започне от ръчни апарати и се стигне до професионални машини за заваряване на тръби с големи диаметри.

Принципно, използваните апарати могат да се разделят на механични или хидравлични, апарати за заваряване чрез стопяване, апарати за заваряване с електромуфа и т. н.

Машини за челно заваряване
Челното заваряване е метод за присъединяване, при който предварително обработените краища на тръбите се подлагат на равномерно загряване по цялата им повърхност, след което се притискат един към друг по цялата контактна зона. Протичането на процеса изисква повече време и усилия в сравнение с други използвани методи, но в резултат се получава здраво и надеждно съединение.

Използваните машини обикновено са с механично или хидравлично задвижване. Предлагат се също и ръчни заваръчни апарати. Използването на механични заваръчни апарати предполага работа с тръби с неголеми диаметри. Препоръчват се предимно, в случаите, когато качеството и здравината на заваръчния шев, не са от съществено значение, като например безнапорни тръби за водоснабдяване и канализация или друг вид тръби с ниски експлоатационни изисквания.

За челно заваряване на напорни тръбопроводи и газопроводи се използват предимно електрохидравлични заваръчни апарати. Тези машини могат да бъдат с различна степен на автоматизация, до напълно автоматизирани, което значително облекчава заваръчния процес и повишава качеството на заваръчното съединение.
Добре е да се има предвид, че челното заваряване на пластмасовите тръби, предполага използването на допълнителни инструменти, например, скоби и нагревателни елементи.

Полифузно заваряване
Тези апарати се използват основно за полимерни тръби и фасонни елементи с диаметър от 16 mm до 125 mm. Биват два вида - ръчни и механични. Разликата основно е в мощността и производителността на работа. Ръчните се използват основно за работа с тръби с малки диаметри. Механичните машини са подходящи за работа с тръби с диаметри, обикновено в диапазона от 110 mm до 125 mm. Считат се за подходящи за заваряване на тръби и фитинги от полипропилен и полиетилен.

При полифузното заваряване фитингът и тръбата се нагряват едновременно до достигане на високо пластично състояние, след което тръбата се вмъква в края на фитинга, връзката се фиксира и охлажда. Полученото съединение се характеризира с хомогенност и висока якост. Добре е да се има предвид, че в процеса на заваряване е необходимо стриктно спазване на основните параметри на заваряване – температура, налягане и време, с оглед на качеството и продължителността на живот на заварката.

Електрозаваряване
Този метод се основава на използването на електромуфи, представляващи готови фасонни изделия с вградени нагревателни елементи. По време на монтаж интегрираният нагревателен елемент се загрява с електрически ток. При нагряването полимерният материал се топи и тръбите се съединяват. Муфите защитават шева от негативното влияние на температурата, поради което мястото на присъединяване се характеризира голяма здравина и надеждност.

В практиката този метод е все по-широко използван, тъй като е лесен, удобен и сигурен и се приема за един от най-надеждните. Счита се за подходящ при извършването на локални ремонти на тръбопроводи и газопроводи, положени под земята или разположени в труднодостъпни места, за заваряване на тръби, доставяни на рулони и други. Методът също така позволява заваряването на тръби с много големи диаметри. 

При използването на този тип заваряване е добре да се има предвид, че преди започване на самия процес, е необходимо повърхността на заваряване да бъде добре почистена със специален препарат, за да се отстранят възможните замърсявания. С оглед на по-лесното заваряване се препоръчва контактът на жицата да бъде в горния край на тръбата. Обикновено тръбите разполагат с баркод, съдържащ необходимата за процеса на заваряване информация. След заваряването е необходимо известно време за охлаждане на тръбата. Добре е да се има предвид също, че фактор, оказващ влияние върху качеството на заваряване, се явява осигуряването на пълна неподвижност на тръбата.

Заваряването с електромуфи има редица предимства, които позволяват надеждно да се съединят пластмасовите тръби и да се създаде единна система на тръбопровода. Сред предимствата му са: лесен и бърз начин за съединяване на тръбите, възможност за заваряване в траншеи с наклон, бърз монтаж и здрава връзка, икономичност и практичност.

Апаратите за електрозаваряване могат да бъдат универсални, с възможност за работа с различни материали или предназначени за работа с точно определен полимер.

Екструзионно заваряване
Друг вид апарат за заваряване на тръбите от полимерни материали се явяват инструментите за екструзионно заваряване. В този случай монтажът се осъществява с помощта на добавка, която по състав и форма е необходимо да бъде сходна с основния материал. Допълнителният материал обикновено се подава пластифициран в зоната на заваряване от екструдер. Заваряваните краища се пластифицират както от допълнителния горещ материал, така и от горещ газ, подаван към зоната на заваряване.