Термопласти: ідентифікація за допомогою випробування на вогнестійкість та температури зварювання

Як користуватися оглядом

Існує понад двадцять видів термопластів, і вони поводяться зовсім по-різному під впливом тепла. Цей огляд об'єднує ідентифікацію, температури зварювання та придатні методи для кожного матеріалу, щоб ви могли вибрати правильний підхід перед початком робіт. Наведені цифри є орієнтовними: чинний стандарт DVS або інструкція виробника труб завжди мають пріоритет.

Температури вказують на температуру інструменту або маси, а не на температуру плавлення. Під нагрівальним елементом (дзеркалом) розуміють температуру поверхні дзеркала, під гарячим повітрям — температуру повітря на виході з насадки, а при екструзії температуру маси й температуру повітря вказують окремо.

Для труб з PE та PP конкретні параметри зварювання наведено в таблицях зварювання, класи труб пояснено в розділі SDR, PN та класи труб, а таблиці конкретних виробників розміщені в розділі параметри стикового зварювання від виробників труб.

Випробування на вогнестійкість: ідентифікація в польових умовах

Випробування на вогнестійкість — це найшвидший спосіб розрізнити матеріали, коли маркування відсутнє. Візьміть невелику стружку за допомогою кліщів, потримайте її у полум'ї кілька секунд і зверніть увагу на полум'я, сажу, краплі та запах. Працюйте на відкритому повітрі або з витяжною вентиляцією, оскільки PVC та PTFE виділяють шкідливі гази.

Випробування вогнем є лише орієнтиром, а не аналізом. У разі сумнівів, а також завжди під час зварювання в напірних трубопровідних системах, матеріал необхідно підтвердити за маркуванням труби або через постачальника.

Температури та методи зварювання залежно від матеріалу

У таблиці наведено температури, які зазвичай застосовуються під час роботи, а також методи, що забезпечують якісне з'єднання. Поле з рисками означає, що метод рідко використовується для цього матеріалу, а не те, що він заборонений.

Три найбільш використовувані типи

PE (поліетилен) є стандартом для води, газу та стічних вод. PE100 є найпоширенішою якістю труб на сьогодні. PE є міцним, ударостійким та витримує морози.

PP (поліпропілен) витримує вищі температури та більш агресивні хімікати, ніж PE, і часто використовується в промисловості та водовідведенні.

PVDF є найбільш хімічно стійким серед поширених типів і використовується в харчовій, фармацевтичній та агресивній промисловості. PVDF вимагає суворішого очищення та контролю температури під час зварювання.

PE та PP: матеріали, з якими ви стикаєтеся найчастіше

PE 80 зазвичай зварюється встик при 200-220 °C, тоді як PE 100 зварюється при 220 °C з коротшим часом перемикання, оскільки матеріал є жорсткішим і менш схильним до текучості. Труби з захисною оболонкою, такі як ProFuse, відрізняються температурою 240 °C, оскільки захисна оболонка бере участь у процесі. Читайте детальніше в розділі стикове зварювання труб із захисною оболонкою.

PP зварюється встик при 210 °C з допуском +/- 10 °C. Під час екструзійного зварювання температура маси становить близько 220 °C, а температура повітря — близько 280 °C як для PE-HD, так і для PP.

Під час електромуфтового зварювання процес контролюється параметрами фітинга, а не матеріалу труби. Це пояснюється в розділі електромуфтове зварювання.

Матеріали, що вимагають особливих умов

POM: зварювання гарячим повітрям вимагає азоту як захисного газу, оскільки при нагріванні матеріал виділяє формальдегід. Працюйте з витяжною вентиляцією та уникайте вдихання парів.

PVC-U та PVC-C: під час зварювання виділяється соляна кислота, яка роз'їдає інструмент і є шкідливою для вдихання. Використовуйте витяжну вентиляцію на робочому місці та очищуйте інструмент після використання. Крім того, PVC вимагає особливої уваги до температурного діапазону, оскільки матеріал швидко руйнується вище прибл. 200 градусів.

PTFE: не підлягає зварюванню плавленням як інші термопласти. Вироби з PTFE з'єднуються механічно або за допомогою IR, а при нагріванні вище прибл. 300 градусів виділяються токсичні пари, що містять фтор.

PA та PC: обидва поглинають вологу, що призводить до утворення пор і зниження міцності шва. Висушуйте пруток і вироби відповідно до інструкцій виробника перед зварюванням. Крім того, PC чутливий до напружень: довгі шви та швидке охолодження викликають тріщини, тому може знадобитися відпал після зварювання.

PP: поверхню необхідно зачистити та очистити спиртом безпосередньо перед зварюванням. Без цієї обробки ви отримаєте з'єднання, яке виглядає гарно, але не тримає навантаження.

Поєднуйте матеріал та умови

За замовчуванням завжди зварюються разом однакові матеріали: PE з PE, PP з PP. Змішування матеріалів призводить до ослаблення з'єднання або його розтріскування з часом.

Якщо ви хочете дізнатися, що можна зварювати разом — і де з'єднання можливе лише з обмеженою міцністю — скористайтеся інструментом що можна зварювати разом, де ви вибираєте два матеріали й отримуєте оцінку. Також там наведено пояснення різниці між PE 100 та PE 300.

При зварюванні в умовах низьких температур матеріал необхідно піддавати термообробці та сушінню, а параметри зварювання — коригувати. Програми зварювання виробників враховують тип матеріалу.

Температура та хімічна стійкість

PE для щоденної експлуатації зазвичай витримує безперервну роботу до приблизно 40 градусів Цельсія, PP — до приблизно 80, PVDF — до приблизно 120. Для агресивних середовищ або харчових продуктів: завжди перевіряйте таблицю хімічної стійкості (chemical resistance list) від виробника або звертайтеся до консультанта.

Інші типи термопластів, їхнє випробування на вогнестійкість та температури зварювання зібрані в розділі термопласти: ідентифікація за допомогою випробування на вогнестійкість та температури зварювання. Дані про труби з товщиною стінки та вагою за SDR можна знайти в розділі дані труб: товщина стінки та вага.

Від вибору матеріалу до параметрів

Якщо вам потрібно зварити два різних матеріали, ви можете перевірити цю комбінацію за допомогою інструменту що можна зварювати разом. Якщо матеріал відомий та схвалений, переходьте до діаметра труби, SDR та таблиці, що відповідає цьому матеріалу.

Для труб з PE та PP час, тиск і температури можна знайти в таблицях зварювання. Для труб із захисною оболонкою та спеціальних матеріалів ми рекомендуємо користуватися власними таблицями виробника, найважливіші з яких зібрані в розділі параметри стикового зварювання від виробників труб.

Якщо виріб з PE, PP, PTFE або POM неможливо зварити плавленням, альтернативою є склеювання, проте матеріали потребують підготовки поверхні. Дізнайтеся, як це робиться, у розділі склеювання PE та PP.