Полиэтилен низкого давления (высокой плотности) или ПНД - современный материал на основе термопластичного полимера полиэтилена.

Полиэтилен низкого давления создавался для использования в инженерных сетях, соответственно трубы, изготовленные из него, выдерживают высокие ударные нагрузки, имеют низкую теплопроводность, неподвержены коррозии, износоустойчивы. Под соединения труб из ПНД были разработаны технологии создания неразъемных соединений - сварочные технологии.  Для этого, в частности, разработаны стыковые аппараты, которые соединяют ПНД трубы с помощью сварки отрезков труб или труб и фитингов из данного материала встык.

Производители стыковых аппаратов для монтажа инженерных коммуникаций выпускают такое оборудование для всех диаметров используемых ПНД труб. В данном материале мы говорим о стыковых аппаратах для соединения ПНД труб больших диаметров, используемых для монтажа магистралей водоснабжения, газоснабжения и разных типов канализации.  Технология стыковой сварки требует соответствия трубных изделий определенным параметрам, которые необходимо знать сварщикам и специалистам сварочного производства. Приведем некоторые технические характеристики.

Изделиями больших диаметров обычно называют трубы диаметром от 500-560 мм. Чаще всего используются ПНД трубы, выпускаемые из современных марок полиэтилена ПЭ80 и ПЭ 100. Что касается труб для хозяйственно-питьевого водоснабжения, то они имеют следующие характеристики:

Трубы ПНД из полиэтилена марки ПЭ 80 рассчитаны на рабочее давление от 0.5 МПа до 1.6 МПа, наружный диаметр от 16 до 1200 мм, SDR от 9 до 26, толщина стенок этих труб от 2 до 59 мм. Трубы ПЭ 80 заменили устаревшую на сегодняшний день марку ПЭ 63.

Полиэтиленовые трубы марки ПЭ 100 имеют следующие характеристики: рабочее давление от 1 до 1.6 МПа, толщина стенок от 3 до 59 мм, SDR от 11 до 17 единиц, внешний диаметр этих пластиковых труб от 32 до 1000 мм. ПЭ 100 - считается маркой, обладающей наиболее высокими прочностными характеристиками для труб из полиэтилена низкого давления.

Требования к полиэтиленовым трубам для систем хозяйственно - питьевого назначения систематизированы в ГОСТ 18599-2001. А для систем, транспортирующих газообразное топливо, в ГОСТ Р 58121.2-2018 г.

При отборе труб и фитингов для монтажа трубопроводов необходимо произвести визуальный контроль применяемых деталей. Трубы должны иметь гладкую внутреннюю и внешнюю поверхность. Допускается небольшая волнистость, не выводящая толщину стенки за пределы указанных норм. На наружной, внутренней и торцевой поверхностях труб не должно быть видимых включений, трещин и других дефектов, видимых без увеличительных приборов.

Что касается цветовой идентификации труб, то:

• для хозяйственно-питьевого назначения применяются изделия черного цвета, с четырех сторон которых продольно расположены синие полосы;
• для газопроводов используются черные, оранжевые или желтые трубы. Трубы черного цвета, применяемые для газопроводов, могут иметь желтые маркировочные полосы (ПЭ 80, ПЭ100) и оранжевые (ПЭ100).

Как оснащены стыковые аппараты для ПНД труб, сваривающие большие диаметры?

Стыковые аппараты для ПНД труб имеют функцию автоматической центровки соединяемых труб диаметром до 1200 мм с помощью центратора, который находится на мощной раме. Гидравлические модели стыковых аппаратов оснащены несколькими гидравлическими цилиндрами. В составе стыковых сварочных аппаратов также присутствуют: нагреватель (сварочное зеркало), электрический торцеватель, электрический гидроагрегат, а также -станины для торцевателя и нагревателя.

Для повышения механизации работ с трубами больших диаметров, например, для перемещения в зону сварки и обратно торцевателя и сварочного зеркала могут использоваться кран-балки. Кран-балки оснащены электрическим приводом и управляются с помощью меню, расположенном на пульте. При проведении сварочных работ с использованием кран-балки один оператор может полностью провести процедуру сварки.

Какова последовательность работ по сварке ПНД труб больших диаметров с использованием стыковых аппаратов?

Для понимания процедуры сварки с помощью стыковых аппаратов перечислим основные технологические этапы данной процедуры на единственно низком давлении (согласно ГОСТ 55276-2012). Данная технология сварки ПНД труб применяется наиболее часто.

Для начала процедуры сварки торцы труб, соответствующих требованиям по качеству, устанавливаются в центратор стыкового аппарата на расстоянии не менее 30 мм друг от друга. Необходимо соблюсти соосность труб в соответствие с допуском. Овальность труб допускается не выше 3,5 % от их наружного диаметра. Трубы можно перемещать поворотом вокруг своей оси с помощью высокопрочных вкладышей из алюминиевого сплава, установленных на центраторе. Вкладыши подбираются в соответствие с диаметром труб (фитингов). Далее производится обработка торцов труб или фитингов с помощью торцевателя. Затем концы свариваемых деталей сближаются для контрольной центровки и проверки на наличие зазоров между ними.

Сварочный процесс в ручном режиме включает следующие операции:

• установку нагревателя между концами свариваемых труб или соединительных деталей;
• соединение торцов свариваемых деталей с нагревательным элементом;
• удаление по окончании нагрева нагревателя из зоны сварки;
• сведение под давлением торцов свариваемых деталей и удержание до остывания. Давление сваривания должно поддерживаться до того момента, пока температура стыка не упадет до нужного уровня, когда можно будет снять конструкцию без угрозы повредить сварное соединение.