Výběr výrobce a materiálu
Podle všech norem musí být polypropylenové trubky a tvarovky vyrobeny z náhodného kopolymeru propylenu (označení – PPR, PP-R, PP-RC nebo PP Typ3). Na rozdíl od levnějších homopolymerů propylenu a blokových kopolymerů ztrácí statistický kopolymer při zvýšení teploty dopravované vody pevnost mnohem méně a lze jej provozovat při 70–75 °C (krátkodobě při 85 °C). Rozlišení typů polypropylenu není možné ani vizuálně, ani pomocí jednoduchých zkoušek. Pokud bezohledný výrobce vyrobil trubky a tvarovky z čistého propylenového blokového kopolymeru nebo s jeho příměsí, můžete se o tom dozvědět, až když potrubí začne rychle stárnout při vysokých teplotách – postupným zvětšováním průměru a snižováním tloušťky stěny. V tomto případě existuje jediné doporučení – používat osvědčenou značku.
Svařování polypropylenových trubek a tvarovek vyhřívaným nástrojem do zásuvky je známo nejen odborníkům, ale také všem, kteří za posledních 10–15 let opravovali potrubí v bytě nebo venkovském domě. S očekáváním širokého profesionálního využití této metody svařování má však smysl pozastavit se nad nezřejmými chybami a protichůdnými doporučeními, se kterými se svářeč setká.
Ovládání vstupu
SP 40-102-200 kromě vnější kontroly trubek a tvarovek doporučuje zkontrolovat shodu jejich geometrie s hodnotami uvedenými v technické dokumentaci. Problém je, že ruské GOST nepopisují požadovanou geometrii – ani vyhřívaný nástroj (trysky), ani PP trubky a tvarovky pro hrdlové svařování.
Referenčním mezinárodním normativním dokumentem popisujícím geometrii vyhřívaného nástroje pro hrdlové svařování je DVS 2208-1 (Německo). Hlavní myšlenkou je, že jak trn, tak vyhřívaná objímka nástroje ve své střední části mají průměr odpovídající jmenovitému průměru svařovaného potrubí. Obě pracovní plochy trysek jsou kónické (kužel – asi 0,5°).
Referenčním standardním dokumentem popisujícím geometrii polypropylenových trubek a tvarovek pro hrdlové svařování je DIN 16962. Hlavní myšlenkou je, že plastovou trubku lze zasunout do objímky vyhřívaného nástroje pouze silou a pouze tehdy, když je vnější povrch trubky roztavený. A to tak, že trn vyhřívaného nástroje lze zasunout do tvarovky pouze silou a až při natavení vnitřního povrchu tvarovky.
Nejrelevantnější a nejjednodušší částí vstupní kontroly polypropylenových trubek a tvarovek je proto kontrola, že do studené tvarovky nelze vložit studenou trubku. Kromě toho musíte zajistit, aby studená tvarovka ani studená trubka nemohly být kombinovány s tryskou pro svařování za studena. Pokud tomu tak není, nebude možné kvalitní spojení trubky s tvarovkami metodou hrdlového svařování.
V praxi mají svařovací trysky extrémně zřídka nesprávnou geometrii – dokonce i čínské a turecké trysky jsou vyráběny na CNC strojích v souladu s požadavky DVS 2208-1. Pokud polypropylenová tvarovka (nebo trubka) volně lícuje s tryskou pro svařování za studena, pak to v 99,99 % případů znamená, že tvarovka nebo trubka jsou vadné.
Výběr a nastavení svařovacího zařízení
Výkon ohřívače
V praxi bylo prokázáno, že požadovaný výkon ohřívače, vyjádřený ve wattech, je přibližně roven 10násobku průměru svařované plastové trubky, vyjádřeno v mm. Jinými slovy, 500wattový ohřívač svařuje polypropylenovou trubku a tvarovku ∅50 mm. Pro svařování trubek a tvarovek ∅1200 mm postačí 125W ohřívač. Levné turecké a čínské přístroje mají v ohřívači dvě topná tělesa, z nichž každé se zapíná samostatným vypínačem. Každý z prvků má dostatečný výkon pro maximální svařovací nástavec, který lze na ohřívač nainstalovat. Druhý topný článek by měl být považován za náhradní nebo zapnutý, aby se rychle zahřála studená „páječka“.
Typy termostatů
Elektronický (neboli mikroprocesor) je nejpokročilejší termostat. Teplotní senzor je vysoce přesný termistor. Snímač je umístěn uvnitř ohřívače, což snižuje setrvačnost řídicího systému. Elektronický regulátor přivede ohřívač co nejrychleji na nastavenou teplotu a následně ji co nejpřesněji udržuje.
Na levnějších svářecích strojích se jako regulátor teploty používá kapilárový termostat. V tělese ohřívače je také umístěno teplotní čidlo (kapilára). Princip činnosti jakéhokoli tepelného relé je však jako u jednoduché žehličky: pokud teplota vzroste oproti nastavené teplotě o Ät, ohřev se vypne, když se topidlo ochladí o Ät vzhledem k nastavené teplotě, topení se znovu zapne. Graf teplotních výkyvů je pilovitý. V tomto případě může být Ät 5–10 °C. Nejhorší termostat je bimetalový termostat. Nejen, že je zde graf teploty pilovitých zubů, ale citlivým prvkem (senzorem) je bimetalová deska, kterou nelze umístit dovnitř ohřívače. Takový systém má velkou setrvačnost – ohřívač se může ochladit o obrovskou t, než termostat „pocítí“ nějaké změny.
Ruční páječka nebo mechanické zařízení?
DVS 2208-1 doporučuje ruční hrdlové svařování plastových trubek a tvarovek pouze do ∅40 mm a od ∅50 mm a více mechanické centralizátory schopné fixovat trubku a tvarovku koaxiálně a zajistit jejich vzájemný pohyb dostatečnou silou. Z hlediska pohodlí a kvality práce je to celkem logické. Na druhou stranu, mechanické zařízení jsou úplně jiné peníze. Proto je velmi žádaná výkonná ruční „páječka“ se svařovacími nástavci do 125 mm, jen vyžaduje více lidí pro provádění svařování.
Výběr svařovacích nástavců
Při výběru svařovacích nástavců má smysl věnovat pozornost především kvalitě teflonové povrchové úpravy. Antiadhezivní vlastnosti teflonu lze zkontrolovat pomocí prosakujícího kuličkového pera. Pokud se vám podaří na teflonu nechat kapku pasty, je to špatné. Kapka pasty se nepřilepí na dobrý teflonový povlak a zůstane na rukojeti. Jak odolný povlak je, ukáže až čas.
Teplota vyhřívaného nástroje
Optimální teplota pracovních ploch svařovacích trysek je 260 °C (s povolenými odchylkami ±10 °C) – bez ohledu na průměr svařovaného potrubí. Pokud je teplota vyšší, dochází ke dvěma negativním efektům – tepelná degradace polypropylenu ve svařovací zóně a degradace teflonového povlaku svařovacích trysek. Pokud je teplota nižší, bude ohřev svařovaných ploch trvat déle, než je doporučeno pro teplotu 260 °C (tabulka). V tomto případě hrozí, že se stěna trubky a (nebo) tvarovky prohřeje a ztratí svou tuhost. Některé trubky s malou tloušťkou stěny nelze svařovat ani při teplotě 260 °C. Doporučuje se jednou zkontrolovat, zda je zařízení nastaveno na 260°C pomocí kontaktního teploměru. Měření by měla být prováděna na pracovních plochách svařovacích trysek.
Svařovací příprava
Řezání trubek
K řezání plastových trubek použijte speciální nůžky nebo válečkové řezačky trubek. Pokud je množství práce malé, lze plastové trubky řezat běžnou pilkou. Řezání musí být provedeno pokud možno kolmo k ose trubky. V opačném případě mohou mezi koncem trubky a vnitřním dorazem tvarovky zůstat mezery. Na hotovém potrubí představují úseky s menší tloušťkou stěny a větším vnitřním průměrem než původní potrubí. Návrhový provozní tlak těchto úseků je nižší než u zbytku potrubí.
Kalibrace
- typ A. Bell – kratší. Požadavky na přesnost průměrů svarových ploch jsou nižší, tato přesnost je plně zajištěna při výrobě trubek a tvarovek. Svařovací síla je vyšší;
- typ B. Zvonek je delší. Požadavky na přesnost průměrů svařovaných ploch jsou vyšší, díky tomu je síla pro svařování nižší. Aby však byla zajištěna taková přesnost, musí být potrubí před svařováním kalibrováno speciálním „kalibrátorem“.
Čištění svařovaných povrchů
DVS 2207-11 doporučuje mechanicky očistit svařovaný povrch polypropylenové trubky pomocí škrabky a poté otřít průmyslovým lihem. SP 40-102-2000 efektivně doporučuje důkladně odmastit povrch, který má být svařován, „otřením směsmi speciálně doporučenými pro tyto účely“. V praxi je tento požadavek zcela nebo téměř zcela opomíjen. Svařovací plocha a promíchání vrstev materiálu při hrdlovém svařování jsou tak velké, že drobné znečištění svařovaných ploch v podobě prachu a zoxidované polypropylenové vrstvy nemůže oslabit svarový spoj pod pevnost trubky. Pokud je armatura nebo konec svařované trubky otevřeně potřísněn topným olejem nebo pokryt vrstvou nečistot, pak je v tomto případě samozřejmě nutné omýt vhodnou „chemikálií“.
Srážení hran
DVS 2207-11 doporučuje srazit vnější hranu konce trubky pod úhlem 15° a do hloubky 2 nebo 3 mm, v závislosti na průměru.
SP 40-102-2000 doporučuje odstranit „vnější zkosení pod úhlem 45° až 1/3 tloušťky stěny trubky“ na konci trubky. Úkosovací nástroj 45 stupňů je standardní ruční „úkosovač“.
Ať už je úhel zkosení jakýkoli, zaoblená základna svařovací trysky nataví konec trubky se zkosením snadněji než bez zkosení. Při hrdlovém svařování polypropylenových trubek a tvarovek malých průměrů se však tento požadavek také zanedbává.
Použití značky na potrubí
Školicí střediska doporučují změřit hloubku tvarovky až k vnitřnímu dorazu, pomocí značky označit trubku v této vzdálenosti od konce a pomocí této značky vizuálně kontrolovat hloubku zasunutí trubky do navařovací trysky a následně do tvarovky .
DVS 2207-11 také doporučuje použití značky. A pro určení vzdálenosti od konce trubky nabízí celou tabulku, kde vzdálenost ke značce závisí na průměru trubky. Pro všechny polohy je tato vzdálenost o 2–3 mm menší než hloubka svařovací trysky. SP 40-102-2000 navrhuje aplikovat značku ve vzdálenosti od konce trubky „rovné hloubce hrdla spojovací části plus 2 mm“, což zásadně odporuje doporučením DVS. V praxi svářeč vždy pocítí rukou okamžik kontaktu – jak tvarovky, tak trubky – na základně svařovací trysky. A pak – okamžik, kdy se konec trubky zastaví na zarážce tvarovky. A zkušený svářeč cítí, jakou sílu použít, aby dosáhl ideálního spojení.
Časté chyby
Pokud se při kombinaci plastové trubky s tvarovkou trubka nezasune do tvarovky až k vnitřnímu dorazu, zůstane mezi koncem trubky a vnitřním dorazem tvarovky mezera. Na hotovém potrubí je tato mezera úsekem s menší tloušťkou stěny a větším vnitřním průměrem než má původní potrubí. Návrhový provozní tlak tohoto úseku je nižší než u zbytku potrubí. Takovéto „podzavedení“ trubky do tvarovky je typické zejména tehdy, když při ohřevu nebyla trubka zasunuta do svařovací trysky až na doraz. V tomto případě není vada zvenčí patrná, ale uvnitř armatury zůstává „slabý článek“. Další častou chybou je použití nadměrné síly při zahřívání a/nebo vyrovnávání plastové trubky s tvarovkou. V tomto případě se mezi koncem trubky a vnitřním dorazem tvarovky vytlačí velká vnitřní housenka. Na hotovém potrubí tento otřep vytvoří vážnou překážku pro proudění kapaliny nebo plynu.
Při přípravě plastových trubek (HDPE, PE, PP) pro svařování, stejně jako po vytvoření švu, jsou potřebné různé nástroje pro povrchovou úpravu. Umožňují vám správně připravit trubku nebo tvarovku: odstraňte vrstvu oxidu, odstraňte třísky ze zkosení a odstraňte otřepy, pokud je jejich výška větší, než je požadováno. Podívejme se, jaké nástroje existují pro zpracování trubek, které pomáhají zlepšit kvalitu svařování.
Trimry pro zpracování HDPE trubek
Pokud byly polyethylenové trubky řezány bruskou, okraje budou nerovné. V tomto případě budete potřebovat trimr na trubky HDPE. Jedná se o kotoučový nástroj s nožem rotujícím v ose. Musí se použít, když je obrobek instalován v centralizátoru. Trubka spočívá na základně disku a nůž v tomto okamžiku zarovná její okraje. Čipy se přesunou na stranu.
Úkosovačky na plastové trubky
Po oříznutí se okraje ukážou jako velmi ostré a mohou na nich být nerovnosti a třísky. Takové prvky zabraňují úplnému spojení konců, a proto se šev může ukázat jako netěsný a křehký. Zkosení pro HDPE trubky je vyrobeno ve tvaru Y. Prohlubeň obsahuje čepel, která řeže okraj. Zkosení je těsně přivedeno k řezacímu zařízení lisovacím válcem s křídlem. Díky tomu je zkosení univerzální pro plastové trubky PP a PE různých průměrů. Takové modely se nevyrábějí pro konkrétní velikost obrobku, ale pro určitý rozsah. Například 20–160 mm nebo 25–315 mm. Nástroj je univerzální – sražení hran je vhodné pro PP i HDPE trubky.
Zařízení pro odstraňování oxidové vrstvy
Po přípravě hrany je důležité odstranit vrchní vrstvu oxidu. Pokud tak neučiníte, nemusí se správně zahřát nebo smísit se základním materiálem, což zhorší vlastnosti spoje a povede k nedostatečnému spojení. Odstranění oxidové vrstvy z HDPE trubek se provádí pomocí různých zařízení. Nejjednodušším a nejlevnějším nástrojem je škrabka. Je vyrobena z plastu s rukojetí a má hranatou čtyřstrannou čepel. Odstranění vrstvy oxidu z polyetylenových trubek se provádí tažením nástroje po délce obrobku. Okraje jsou při elektrofúzním svařování očištěny na polovinu velikosti spojky. Když se nůž otupí, můžete jej otočit na druhou stranu vyšroubováním šroubu pomocí šroubováku.
Ale škrabka je vhodná pro práci s malými průměry do 110 mm. Na obrobcích, které jsou příliš velké, je ruční odstraňování oxidové vrstvy polyetylenových trubek pracné a pomalé, proto se ke zvýšení produktivity používají mechanická zařízení.
U takových zařízení se odstranění vrstvy oxidu z HDPE trubky provádí otáčením. Modely jsou rozděleny podle typu konstrukce. V prvním případě má nástroj válcové tělo s výsuvnými nohami. Instaluje se uvnitř potrubí a je v něm zajištěn rozpěrkami. Na vnější straně je pohyblivá část s čepelí. Otáčení se provádí na závitové ose. Operátor ovládá rukojeť a způsobí pohyb zařízení. Nástroj pro odstraňování oxidu je k dispozici pro rozsahy průměrů 90–225 a 160–500 mm.
Ostatní modely jsou také zajištěny zevnitř pomocí rozpěrek. Na vnější straně je několik vodicích tyčí s válečky. Vozík se pohybuje po šroubu se závitem v důsledku otáčení nástroje pomocí rukojeti operátorem. Vrchní vrstva oxidu se postupně odstraňuje, jak se řezná část posouvá.
Externí odjehlovací zařízení
Pokud při svařování přehřejete strany nebo nastavíte příliš velký tlak, aby se strany spojily, dostanete vysoký záblesk. Na vnější straně potrubí mohou být úniky plastu. V takových případech se k vyjmutí externího blesku používá ruční zařízení. Nástroj má obdélníkové tělo s podélnou drážkou. Je v něm uloženo ozubené kolo. Zařízení je instalováno na švu a operátor pomocí otevřeného klíče začne otáčet ozubeným kolem. Jak se otáčí, odřezává vrchní vrstvu otřepů, takže je nízká. Vzhled potrubí je vylepšen.
Podobné nástroje pro zpracování trubek vyrábí naše společnost “PROSVAR”. Jedná se o vysoce kvalitní zařízení, která jsou určena pro komerční využití. Chcete-li zakoupit jakýkoli nástroj pro přípravu HDPE nebo PP trubek pro svařování, stejně jako následné zpracování švů, zavolejte nám na číslo 8 (800) 301-11-81. Na vlastní produkty poskytujeme záruku, nabízíme atraktivní cenu a naučíme je používat. Pokud je potřeba udělat velké množství práce, můžete si u nás zapůjčit vybavení nebo si najmout tým řemeslníků, kteří splní úkol na klíč.
Škrabky pro odstraňování oxidových vrstev
Tento ruční nástroj je určen k odstranění vrchní vrstvy materiálu z polymerových trubek malého průměru před svařováním. Tato operace je nezbytná pro zlepšení kvality švu a zvýšení pevnosti spojení. Čepel škrabky seškrábe oxidový film, který se tvoří na povrchu trubky, a spolu s ním i nečistoty, které mohou způsobit nedostatek průniku. Nůž se čtyřmi čepelemi je k rukojeti připevněn šroubem a v případě potřeby jej lze snadno vyměnit. Škrabka je vhodná pro použití doma a v malých průmyslových odvětvích.
