Systemy połączeń w instalacjach rurowych z PP-R (3). Błędy zgrzewania

W instalacjach wodociągowych i ogrzewczych wykonanych z PP-R może być stosowany system połączeń poprzez złączki zgrzewane polifuzyjnie lub elektrooporowe oraz złączki wyposażone w element gwintowany. Jakie są najczęściej popełniane błędy zgrzewania i jak ich uniknąć – o tym poniżej.

Na jakość zgrzewu w sposób bardzo istotny wpływa czas przebywania tworzywa w podwyższonej temperaturze. W przypadku poddania zgrzewu działaniu zbyt wysokiej temperatury może wystąpić jego termiczne uszkodzenie (degradacja). Obszar przetwórstwa PP-R mieści się pomiędzy krzywą płynięcia, krzywą degradacji i linią pionową, która określa minimalny czas grzania tworzywa sztucznego.

Zbyt małe podgrzanie spajanych elementów obniża ich stopień dyfuzji (przenikania), co ma istotny wpływ na zmniejszenie wytrzymałości tworzywa w miejscu zgrzewu. Degradacji ulega też polipropylen wystawiony na działanie czynników zewnętrznych, w szczególności promieniowania UV. Na skutek działania ciepła, światła, promieniowania oraz tlenu pojawiają się zmiany na powierzchni zewnętrznej rur. Należy pozbyć się tej cienkiej warstwy z powierzchni przewodu tuż przed wykonaniem zgrzewania doczołowego lub elektrooporowego.

Zachowanie współosiowości złączki oraz przewodu w procesie zgrzewania polifuzyjnego umożliwia usunięcie wyżej wymienionej warstewki z powierzchni rury i złączki w postaci wałeczkowatej wypływki na krawędzi zewnętrznej złączki. Na podstawie jakości tej wypływki możemy stwierdzić, czy połączenie wykonane jest prawidłowo (dwa połączone pierścienie o jednakowej grubości każdy, na całym obwodzie).

Mufy elektrooporowe

Ten rodzaj zgrzewania polecany jest jako metoda naprawcza. Mufy elektrooporowe są to specjalne tuleje z polipropylenu z wtopionym drutem elektrooporowym. Napięcie elektryczne podłączone do spirali grzejnej mufy (za pośrednictwem specjalnej zgrzewarki), powoduje nadtopienie ścianek rur oraz mufy, a w końcowym efekcie trwałe złączenie. Konstrukcja elektrozłączki umożliwia wsunięcie w nią rury bez wcześniejszego nagrzewania łączonych elementów. Niestety złączki elektrooporowe mają dużo wyższą cenę, a koszt samej zgrzewarki jest bardzo wysoki. Producenci markowych systemów z PP-R posiadają tego typu urządzenia i chętnie je wypożyczają za niewielką opłatą.

W celu dokonania połączeń przy pomocy muf elektrycznych, czyli elektrozłączek, korzystamy ze specjalnej zgrzewarki. Elektrozłączki dają się przesuwać w stanie zimnym po przewodzie. Umożliwia to dokonanie zgrzewu w miejscach trudno dostępnych i niewygodnych. Mufa elektryczna jest typu „z luzem”, to znaczy pozwala na swobodne przesuwanie po rurze.

Niektóre systemy wymagają zeskrobania zewnętrznej powierzchni rury, aby wprowadzić ją do wnętrza elektrozłączki, gdyż sam przewód ma średnicę większą od średnicy wewnętrznej elektrozłączki. Przed dokonaniem zgrzewu należy oczyścić końce łączonych rur czystą, nasączoną w spirytusie tkaniną bawełnianą. Elektrozłaczkę umieszczamy na rurach w taki sposób, aby łączone części przewodów znajdowały się osiowo, a ich końce były w równych odległościach od krawędzi zewnętrznych złączki.

Za pomocą zacisków na złączce dokonujemy połączenia ze zgrzewarką. Uruchamiamy zgrzewarkę i wybieramy odpowiednią średnicę. Następnie naciskamy przycisk uruchamiający proces zgrzewania. Zgrzewarka automatycznie ustala parametry prądu i czas potrzebny do zgrzania na podstawie zadanej średnicy i temperatury otoczenia. Po ostygnięciu złącze jest gotowe do pracy.

W przypadku zgrzewania rur typu Stabi z wkładką z aluminium należy przed przystąpieniem do zgrzewania przy pomocy elektromufy zdjąć powłokę aluminiową za pomocą specjalnego zdzieraka.

Elektrozłączka powinna być wyjęta z woreczka foliowego tuż przed zgrzewaniem. W przypadku zanieczyszczenia elektromufy należy oczyścić jej wewnętrzną ściankę. Po oczyszczeniu powierzchni zgrzewanych nie należy dotykać palcami. Głębokość wsunięcia rur zależy od średnicy przewodu (te informacje podają tabele dostarczone przez producenta systemu).

Przewody rurowe należy umieścić w ten sposób w mufie, aby podczas procesu zgrzewania nie nastąpiło skręcenie elektrozłączki lub wysunięcie końcówki rury. Należy je również dobrze zamocować, aby w trakcie nagrzewania nie dochodziło do wypychania rury z elektrozłączki. Wtyczki podłączeniowe zgrzewarki należy połączyć z gniazdami elektrozłączki. Proces zgrzewania należy przeprowadzić zgodnie z instrukcją obsługi urządzenia. Jest ona najczęściej zamieszczona na obudowie.

O prawidłowym przebiegu zgrzewania świadczy wyraźne wytłoczenie materiału w punktach kontrolnych znajdujących się na powierzchni elektrozłączki.

Po wykonaniu zgrzewania należy bezwzględnie przestrzegać czasu naturalnego procesu chłodzenia. Czas osiągnięcia wymaganej pełnej wytrzymałości przy zgrzewaniu elektrooporowym jest najczęściej przedstawiony w tabeli, którą dostarcza producent systemu. Ilustruje ona:

  • rodzaj obciążenia (ściskanie, zginanie, rozciąganie, rury pod ciśnieniem wody, powtórne zgrzewanie),
  • obciążenie ciśnieniem (do 0,1 bara; od 0,1 do 1,0 bara; ponad 1,0 bar),
  • minimalny czas chłodzenia (waha się on od 20 do 120 min).

Połączenia mufowe zgrzewane

  • Zabrudzenie tłuszczem

– W przypadku zanieczyszczenia końcówki rury lub złączki połączenie zgrzewanych elementów staje się niemożliwe. Podczas wykonywania próby ciśnienia lub po krótkim czasie użytkowania połączenie ulegnie rozpadowi.

  • Głębokość wsunięcia rury do kształtki

– Przekroczenie odpowiedniej głębokości wsunięcia rury do złączki może nawet doprowadzić do całkowitego zaślepienia rurociągu lub powstania dużych strat lokalnych. W miejscu tym mogą gromadzić się większe zanieczyszczenia mechaniczne. Wada może powstać w wyniku: zbyt dużego nacisku podczas łączenia, zgrzewania rurki cienkościennej, zbyt długiego czasu nagrzewania, zbyt wysokiej temperatury zgrzewania.

  • Brak kontroli temperatury zgrzewania

– Właściwa temperatura procesu zgrzewania waha się w przedziale 250÷270°C. Należy kontrolować ją przy pomocy termometru dotykowego. Wykonując zgrzewy w okresie zimowym lub przy silnym wietrze, zaleca się wykonanie tzw. zgrzewu próbnego, a następnie jego przecięcie w celu kontroli jakości.

  • Niedostosowanie mocy i typu zgrzewarki do danej średnicy rury

– Wszelkie dane dotyczące zakresu średnic zgrzewanych przewodów oraz mocy zgrzewarki zawarte są w instrukcji urządzenia.

  • Jedno– lub dwustronnie skośnie zgrzana rurka

– Jest to dopuszczalne, o ile na długości 300 mm przewód ma przekrój kołowy, a wartość odchyłki [e] wynosi:

a) dla wody e ≤ 1 mm,

b) dla instalacji ogrzewczej e ≤ 2 mm.

  • Błędne połączenie w wyniku niecałkowitego wprowadzenia przewodu do złączki.

– Niedostateczna długość zgrzewu powstaje na skutek niecałkowicie lub tylko częściowo roztopionych powierzchni połączenia. Dzieje się tak w wypadku:

a) zbyt krótkiego czasu nagrzewania,

b) gdy końcówki rur nie są ucięte pod kątem prostym,

c) zbyt niskiej temperatury członu grzejnego,

d) osiowego ruchu podczas chłodzenia,

e) zbyt długiego czasu wprowadzania przewodu w złączkę.

  • Porowatość w wyniku domieszki ciał obcych.

Błąd zgrzewu może powstać w wyniku:

– powstania oporów podczas zgrzewania (np. deszcz, rozpuszczalnik),

– zanieczyszczonych nasadek grzewczych,

Uwaga! Przed pierwszym użyciem nasadek grzewczych warstwę z PTFE należy wypolerować. Najlepiej wykonać to czystą flanelową szmatką.

  • Błędne połączenie w wyniku deformacji rury lub złączki (owal).

Złączki z PP-R z metalową wkładką

Każdy kompletny system instalacyjny z tworzywa sztucznego jest kompatybilny z innym systemem, ale tylko przy użyciu odpowiednich złączek. Są to najczęściej złączki z tworzywa z wtopioną wkładką metalową. Ten typ kształtek jest połączeniem metalowego calowego gwintu rurowego z zakończeniem z PP-R, które umożliwia połączenie za pomocą zgrzewania polifuzyjnego z przewodem rurowym wykonanym z tego samego materiału. Złączki z „wtopką” służą również do łączenia instalacji z tworzywa sztucznego z armaturą sanitarną, ogrzewczą oraz instalacją standardową (z rur stalowych lub miedzianych).

Najczęściej spotykane tego typu złączki to:

  • złączki z zaprasowanym zewnętrznym lub wewnętrznym gwintem (metalowe elementy zaprasowane, tzw. wtopki, wykonuje się najczęściej z mosiądzu niklowanego i wyposażone są w zewnętrzny lub wewnętrzny gwint cylindryczny),
  • połączenia rozłączne – śrubunki lub półśrubunki. Podstawą jest specjalna kształtka z tworzywa, na którą jest nasunięty obrotowy element wykonany z mosiądzu niklowanego lub stali nierdzewnej i wyposażony w zewnętrzny lub wewnętrzny gwint cylindryczny. Śrubunki rozłączne wyposażone są w uszczelkę. Do uszczelniania zewnętrznego i wewnętrznego wtopionego gwintu należy stosować wyłącznie taśmę teflonową, specjalny sznur nylonowy lub pastę uszczelniającą.

Uwaga! Nie wolno używać pakuł konopnych oraz pokostu. Pokost może przedostać się do wnętrza rury i przez dłuższy okres czasu woda przepływająca przez przewód będzie miała posmak substancji oleistej.

Dobrej jakości złączki z wkładką mogą wytrzymywać znaczne naprężenia mechaniczne w momencie montażu dzięki specjalnie ukształtowanej metalowej złączce połączonej z tworzywem w płaszczyznach równoległych, jak i prostopadłych do ich osi. Pozwala to na idealne połączenie z tworzywem sztucznym bez obawy o rozwarstwienie pod wpływem naprężeń. Wewnętrzna powierzchnia złączek z wkładką gwintowaną z gwintem zewnętrznym pokryta jest polipropylenem, przez co elementy metalowe nie mają kontaktu z przepływającym medium.

Odporność chemiczna złączek z „wtopką”, mimo pokrycia gwintowanych wkładek niklem i chromem, nie może być porównana z odpornością elementów z polipropylenu. Z tego względu łączniki te nie nadają się do wszystkich obszarów zastosowań przemysłowych. Markowe firmy wyszły temu zapotrzebowaniu naprzeciw i wprowadziły do swej oferty wkładki gwintowane z metali szlachetnych, co pozwala na zastosowanie tych łączników w bardzo agresywnym środowisku.

Do skręcania śrubowych (okrągłych) złączek z wtopionymi wkładkami należy używać kluczy ze skórzanym paskiem, o ile złączka nie posiada na powierzchni sześciokątnej końcówki. Używanie kluczy o ostrych szczękach przeznaczonych do rur stalowych może doprowadzić do zniszczenia powłoki zewnętrznej złączki. Przeważająca część tego typu złączek oferowanych na rynku posiada kontakt z przepływającym medium.

Połączenia z wtopionymi gwintami metalowymi nie można stosować w przypadku czynników powodujących korozję części metalowych (mosiądzu niklowanego) kształtki (np. w układach filtracyjnych wody chlorowanej w instalacjach basenowych, technologicznych). Alternatywą dla takich złączek są kształtki wykonane w całości z tworzywa sztucznego na specjalne zamówienie.

Przed zainstalowaniem złączki z „wtopką” należy sprawdzić, czy jest ona wykonana z mosiądzu (najlepiej za pomocą magnesu). Jeśli złączka zawiera stal, absolutnie nie należy jej używać. Nie dotyczy to złączek wyposażonych we wkładkę ze stali szlachetnej. Uwaga! Nie należy zgrzewać PP-R typ 3 z innymi materiałami, takimi jak PE lub PB itp.

Szkol się!

Wszystkich zainteresowanych nauką zgrzewania rurociągów zachęcam do brania udziału w specjalnych szkoleniach organizowanych przez profesjonalne firmy. Na takich szkoleniach uczestnik zostaje przygotowany do pełnienia obowiązków zgrzewacza rur PE i PP dla sieci wodnych, kanalizacyjnych i gazowych metodą elektrooporową, mufową lub doczołową. Prowadzone zajęcia odbywają się w formie wykładów z zastosowaniem technik audiowizualnych pod kierunkiem wykwalifikowanej kadry szkoleniowej oraz praktycznych ćwiczeń w zakresie zgrzewania. Program takiego szkolenia obejmuje ok. 30 godzin.

Dokumenty uzyskane po ukończonym szkoleniu:

  • zaświadczenie o ukończeniu szkolenia zgodne z rozporządzeniem MEN, stwierdzające odbycie szkolenia w zakresie wykonywania połączeń rurociągów z tworzyw sztucznych,
  • zaświadczenie o przedłużeniu ważności uprawnień dla monterów/dozoru w zakresie wykonywania połączeń rurociągów z PE i PP metodami zgrzewania doczołowego i elektrooporowego.

Podobne szkolenia organizują również producenci i dystrybutorzy systemów rurowych z tworzyw sztucznych.

Andrzej Świerszcz

 

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *

Ta strona korzysta z ciasteczek (cookies) Więcej informacji

Ustawienia plików cookie na tej stronie są włączone na "zezwalaj na pliki cookie", aby umożliwić najlepszy z możliwych sposób przeglądania. Jeśli w dalszym ciągu chcesz korzystać z tej strony, bez zmiany ustawienia plików cookie lub kliknięciu przycisku "Akceptuję", a następnie użytkownik wyraża zgodę na to.

Zamknij