Игорь Волков - Сварка полимерных труб и фитингов с закладными электронагревателями

2. Кимельблат, В.И. Релаксационные характеристики расплавов полимеров и их связь со свойствами композиций: монография/ В.И. Кимельблат, И.В. Волков; – Казан. гос. технол. ун-т. – Казань, 2006. – 187 с.

3. Кимельблат, В.И. Молекулярная подвижность в расплавах, характеристики и механические свойства полиолефиновых композиций монография/ В.И. Кимельблат [и др.] Казан. гос. энерг. у-нт. – Казань, 2003. – 254 с.

4. Кимельблат, В.И. Актуальные положения экспертизы полиэтиленовых трубопроводов/ В.И. Кимельблат // Полимерные трубы. – 2006. – № 1(10)/апрель. – С. 42-48.

5. ГОСТ 18599-2001 Трубы напорные из полиэтилена. Технические условия.

6. Рекламные материалы фирмы «Сольвей».

7. Рекламные материалы фирмы «Thermaflex International Holding bv».

8. Рекламные материалы фирмы «Friatec».

9. Рекламные материалы фирмы «KRAH».

Фитинги с ЗН широко применяют для соединения монолитных (гладких) полимерных труб между собой и с соединительными деталями, имеющими удлиненные присоединительные части (спиготы) [16].

С 2011 г. в России выпускаются монолитные ПЭ трубы диаметром до 1600мм, а на мировом рынке присутствуют трубы до 2400мм.

Профилированные (спиральновитые) трубы различных конструкций производятся в России до 2400 мм, а мировой рекорд составляет 5000мм. Для соединения витых труб их часто снабжают муфтами с закладными электронагревателями.

Технические характеристики труб и фитингов должны определенным образом соответствовать между собой, что должно отражаться в указаниях производителей фитингов. Так, например, производитель сварочных работ должен получить ясные рекомендации относительно допустимой толщины труб, которые можно сваривать с данным фитингом. Несоблюдение рекомендаций производителя фитингов недопустимо, поскольку приводит к неизбежному браку: перегревам или непроварам.

Важным параметром муфты с закладным нагревателем является глубина вставки трубы. Она включает зону сварки: поверхность гомогенного соединения фитинга с трубой. Чем больше длина зоны сварки, тем больше прочность и надежность сварного соединения. Внутренняя и наружная холодные зоны компенсируют небольшие несоосности, выравнивают естественные на практике отклонения формы трубы от идеального состояния, например, овальность, конусообразность концов труб либо неперпендикулярность среза трубы.

Полимер, расплавившийся в процессе сварки, охлаждается в холодных зонах. В результате в зоне сварки создается равномерное давление расплава, необходимое для качественной сварки.

Толщина стенки фитинга должна выбираться таким образом, чтобы фитинг выдерживал давление расплава в процессе сварки. Если толщина стенки недостаточна, прочность детали снизится, и она может увеличиться в объеме из-за действующего давления сварки, тогда фактор давления расплава не используется в полной мере. Напряжение усадки, которое должно использоваться для создания сварочного давления, уменьшается и не оказывает должного влияния на сварку.

Чтобы гарантировать создание давления расплава во время сварки, следует предотвращать расширение фитинга. Улучшения качества сварного соединения можно добиться, например, армированием внешней цилиндрической поверхности муфты (рис 2.1) Этот прием обеспечивает устойчивый рост давления расплава за счет сдерживания расширения корпуса муфты.

Рис. 2.1. Монтаж армированной муфты [5]

Национальные и международные нормы не предъявляют к техническим и геометрическим параметрам фитингов с закладным электронагревателем исчерпывающие требования в части допуска величины внутреннего диаметра раструбных деталей с ЗН. Этот параметр отражается обычно в конструкторской документации производителя. Производитель несет ответственность за то, чтобы фитинги, предлагаемые клиенту, были надежны и практичны.

Приемо-сдаточные испытания, используемые при промышленном производстве фитингов, невозможно воспроизвести в условиях строительства. Поэтому потребителям необходимо планировать и выполнять мероприятия по контролю фитингов в форматах входного контроля и отбраковки в условиях монтажа, а также предпринимать меры по гармонизации труб и фитингов разных производителей.

В современной нормативной документации [1] применяют следующие термины с соответствующими определениями.

Термины и определения, относящиеся к геометрическим характеристикам:

– номинальный диаметр детали d n : числовое обозначение диаметра детали, равное номинальному наружному диаметру присоединяемой трубы d , соответствующему минимальному среднему наружному диаметру трубы;

– номинальная толщина стенки детали е n , мм: номинальная толщина стенки детали, принимаемая равной номинальной толщине стенки трубы e соответствующего стандартного размерного отношения SDR ;

– толщина стенки детали Е , мм: толщина стенки в любом месте детали, которая может подвергаться воздействию напряжения, вызванного давлением в трубопроводе;

– стандартное размерное отношение детали SDR :

SDR детали принимают равным SDR трубы: SDR= d/e.

– средний наружный диаметр трубного конца детали D 1 мм: частное от деления значения наружного периметра трубного конца детали, измеренного в любом поперечном сечении, параллельном торцу детали, на число π (3,142), округленное в большую сторону до 0,1 мм;

– овальность трубного конца трубы, детали, мм: разность между максимальным и минимальным наружными диаметрами свариваемого конца, измеренными в одном и том же поперечном сечении, параллельном торцу детали на расстоянии не более L 2 (длина трубного конца) от торца;

– овальность раструбного конца детали, мм: разность между максимальным и минимальным внутренними диаметрами раструбного конца в одном и том же поперечном сечении, параллельном торцу детали, на расстоянии не более L 1 (расчетная глубина захода).

Термины и определения конструкции деталей:

– деталь с трубным концом: деталь из полиэтилена, у которой наружный диаметр трубного конца равен номинальному наружному диаметру dn соединяемой трубы, предназначенная для сварки встык с использованием нагретого инструмента и для сварки деталями с закладными электронагревателями;

– деталь с раструбным концом с закладными электронагревателями: деталь из полиэтилена, имеющая один или более закладных электронагревательных элементов, для получения сварного соединения с трубой или деталью с трубным концом;