Termoplastik: identyfikacja za pomocą próby palności i temperatury zgrzewania

Jak korzystać z tego zestawienia

Istnieje ponad dwadzieścia rodzajów tworzyw termoplastycznych, a ich zachowanie pod wpływem ciepła jest bardzo zróżnicowane. Niniejsze zestawienie gromadzi dane dotyczące identyfikacji, temperatur zgrzewania oraz odpowiednich metod dla każdego materiału, co pozwala dobrać właściwe podejście przed rozpoczęciem prac. Podane wartości mają charakter orientacyjny: obowiązująca norma DVS lub wytyczne producenta rur mają zawsze pierwszeństwo.

Temperaturami są temperatury narzędzia lub tworzywa, a nie temperatura topnienia. W przypadku zgrzewania doczołowego za pomocą płyty grzejnej (grzejnika) rozumie się przez to temperaturę powierzchni płyty, w przypadku nagrzewania gorącym powietrzem – temperaturę powietrza wylotowego z dyszy, natomiast przy wytłaczaniu podaje się osobno temperaturę tworzywa oraz temperaturę powietrza.

Dla rur z PE i PP konkretne parametry zgrzewania znajdują się w tabele zgrzewania, klasy rur wyjaśniono w dziale SDR, PN og rørklasser, a tabele specyficzne dla producentów umieszczono w sekcji stuksvejseparametre fra rørproducenter.

Próba palności: identyfikacja w terenie

Próba palności to najszybszy sposób na odróżnienie materiałów, gdy oznaczenie zostało utracone. Chwyć mały wiór za pomocą szczypiec, przytrzymaj go w płomieniu przez kilka sekund i zwróć uwagę na płomień, sadzę, kapanie oraz zapach. Pracuj na zewnątrz lub przy włączonym odciągu, ponieważ PVC i PTFE wydzielają szkodliwe gazy.

Próba palności stanowi wskazówkę, a nie analizę. W razie wątpliwości, a także zawsze przy zgrzewaniu rurociągów ciśnieniowych, należy potwierdzić materiał na podstawie oznakowania rury lub poprzez kontakt z dostawcą.

Temperatury zgrzewania i metody wg materiału

Tabela przedstawia temperatury stosowane w standardowej praktyce oraz metody zapewniające wykonanie użytecznego złącza. Pole z kreskami oznacza, że dana metoda jest rzadko stosowana do tego materiału, a nie że jest zabroniona.

Trzy najczęściej stosowane typy tworzyw

PE (polietylen) to standardowy materiał do instalacji wody, gazu i ścieków. PE100 jest obecnie najpopularniejszym gatunkiem materiału rurociągowego. PE cechuje się ciągliwością, odpornością na uderzenia oraz niewrażliwością na mróz.

PP (polipropylen) wytrzymuje wyższe temperatury i bardziej agresywne chemikalia niż PE, dlatego jest często stosowany w przemyśle oraz w inżynierii wodnej i melioracyjnej.

PVDF charakteryzuje się najwyższą odpornością chemiczną spośród powszechnie stosowanych tworzyw i znajduje zastosowanie w przemyśle spożywczym, farmaceutycznym oraz chemicznym (media żrące). Zgrzewanie PVDF wymaga bardziej rygorystycznego oczyszczania i kontroli temperatury.

PE i PP: materiały spotykane najczęściej

PE 80 zgrzewa się doczołowo zazwyczaj w temperaturze 200-220 °C, podczas gdy PE 100 zgrzewa się w temperaturze 220 °C przy krótszym czasie przemiany, ponieważ materiał ten jest sztywniejszy i wykazuje mniejszą skłonność do płynięcia. Rury powlekane, takie jak ProFuse, stanowią wyjątek i wymagają temperatury 240 °C, ponieważ płaszcz ochronny bierze udział w procesie zgrzewania. Więcej informacji można znaleźć w dziale stuksvejsning af kapperør.

PP zgrzewa się doczołowo w temperaturze 210 °C z tolerancją +/- 10 °C. Przy zgrzewaniu wytłaczarkowym (ekstruzyjnym) temperatura tworzywa wynosi około 220 °C, a temperatura powietrza około 280 °C zarówno dla PE-HD, jak i PP.

Przy zgrzewaniu elektrooporowym przebieg procesu sterowany jest parametrami Kształtki (armatury), a nie materiału rury. Zostało to wyjaśnione w dziale elektrofittingsvejsning.

Materiały wymagające szczególnych warunków

POM: zgrzewanie gorącym powietrzem wymaga azotu jako gazu osłonowego, ponieważ pod wpływem nagrzewania materiał wydziela formaldehyd. Pracuj z włączonym odciągiem i unikaj wdychania oparów.

PVC-U i PVC-C: podczas zgrzewania uwalnia się kwas solny, który powoduje korozję narzędzi i jest szkodliwy przy wdychaníú. W miejscu pracy należy stosować odciąg oraz oczyścić narzędzia po zakończeniu pracy. PVC wymaga ponadto szczególnej uwagi w zakresie przedziału temperatur, ponieważ materiał ten ulega szybkiej degradacji w temperaturach powyżej ok. 200 stopni.

PTFE: nie można go zgrzewać cieplnie w taki sposób, jak pozostałe termoplastické tworzywa. Elementy z PTFE łączy się mechanicznie lub za pomocą promieniowania podczerwonego (IR), a podgrzanie powyżej ok. 300 stopni powoduje wydzielanie toksycznych oparów zawierających fluor.

PA i PC: oba tworzywa pochłaniają wilgoć, co powoduje powstawanie porów i obniżenie wytrzymałości spoiny. Przed zgrzewaniem należy wysuszyć drut i elementy zgodnie z zaleceniami producenta. PC jest ponadto wrażliwy na naprężenia: długie spoiny i szybkie chłodzenie prowadzą do powstawania pęknięć, dlatego po zgrzewaniu może być konieczne wyżarzanie.

PP: powierzchnię należy skrobać i czyścić alkoholem bezpośrednio przed zgrzewaniem. Bez tego zabiegu uzyskamy połączenie, które wygląda poprawnie, lecz nie wykazuje właściwej adhezji.

Dobór materiału i warunków

Z zasady należy zawsze zgrzewać ze sobą ten sam materiał: PE z PE, PP z PP. W przypadku zmieszania różnych materiałów złącze będzie słabsze lub z czasem ulegnie pęknięciu.

Chcesz dowiedzieć się, co można ze sobą zgrzewać – oraz w jakich przypadkach połączenie ma ograniczoną wytrzymałość – wypróbuj narzędzie hvad kan svejses sammen, w którym wybierasz dwa materiały i otrzymujesz ocenę możliwości ich łączenia. Dostępne jest również wyjaśnienie różnicy między PE 100 og PE 300.

Podczas zgrzewania w warunkach zimowych materiał należy poddać obróbce cieplnej i osuszyć, a parametry zgrzewania odpowiednio dostosować. Programy zgrzewające dostarczane przez producentów uwzględniają rodzaj materiału.

Temperatura a odporność chemiczna

PE w codziennej eksploatacji wytrzymuje zazwyczaj stale temperaturę do około 40 stopni Celsjusza, PP do około 80, a PVDF do około 120. W przypadku mediów żrących lub produktów spożywczych należy zawsze sprawdzać tabelę odporności chemicznej (chemical resistance list) dostarczoną przez producenta lub skonsultować się z doradcą.

Pozostałe rodzaje tworzyw termoplastycznych, ich próby palności oraz temperatury zgrzewania zestawiono w artykule termoplast: identifikation med brandprøve og svejsetemperaturer. Dane rurociągowe obejmujące grubość ścianki oraz masę w przeliczeniu na współczynnik SDR znajdują się w sekcji rørdata: godstykkelse og vægt.

Od wyboru materiału do parametrów

Jeśli musisz zgrzać ze sobą dwa różne materiały, możesz sprawdzić tę kombinację za pomocą narzędzia hvad kan svejses sammen. Gdy materiał jest znany i zatwierdzony, przechodzisz do średnicy rury, współczynnika SDR oraz tabeli właściwej dla danego materiału.

Dla rur z PE i PP czasy, ciśnienia i temperatury znajdziesz w tabele zgrzewania. W przypadku rur w osłonie (kapperør) oraz materiałów specjalnych odsyłamy do tabeli producenta, a najważniejsze z nich zebrano w dziale stuksvejseparametre fra rørproducenter.

Jeżeli element z PE, PP, PTFE lub POM nie może zostać zgrzany cieplnie, alternatywą jest klejenie, jednak materiały te wymagają odpowiedniego przygotowania powierzchni. Przeczytaj jak to zrobić w artykule limning af PE og PP.