Zgrzewanie to jedna z najpopularniejszych metod łączenia rur z tworzyw sztucznych.

Istnieje kilka podstawowych sposobów wykonywania połączeń zgrzewanych, gdzie wykorzystuje się przejście materiału w stan plastyczny spowodowany działaniem temperatury. W procesie tym, uplastycznieniu ulega tylko niewielki fragment materiału. Stan ten można osiągnąć przy zastosowaniu różnych metod oraz sprzętu.

Do podstawowych sposobów zgrzewania zaliczamy:

• zgrzewanie elektrooporowe
•  doczołowe
•  mufowe (polifuzyjne)

Wszystkie metody mają swoją określoną specyfikę. Poniżej przedstawiam krótką charakterystykę każdej z nich.

Zgrzewanie rur z PP-R- metody

1. Zgrzewanie elektrooporowe

Zgrzewanie elektrooporowe to metoda, która wykorzystuje specjalne kształtki. W korpusie mają one umieszczony element grzewczy w postaci zwiniętego drut oporowego. Zgrzewarka elektrooporowa powoduje przepływ prądu przez kształtkę, a drut oporowy rozgrzewając się do odpowiedniej temperatury topi materiał i następuje trwałe połączenie kształtki z rurą.

Zgrzewanie elektrooporowe krok po kroku

Aby otrzymać wysokiej jakości zgrzew, warto przestrzegać kilku podstawowych wytycznych:

• odpowiednie przygotowanie końcówek – muszą być ucięte pod kątem prostym oraz na głębokości włożenia rury do kształtki, powinno się usunąć zewnętrzną, utlenioną warstwę (przy pomocy skrobaka)
• końcówki rur nie mogą mieć ostrych krawędzi
• rura powinna być okrągła tzn. jej owalność nie może przekraczać więcej niż 1,5% zewnętrznej średnicy D
• powierzchnie zgrzewane nie mogą być brudne – przy pomocy ściereczki czyścimy zarówno rurę jaki i wnętrze kształtki. Do czyszczenia i odtłuszczania można zastosować np. spirytus rektyfikowany
• podczas procesu zgrzewania staramy się utrzymać w osi wszystkie łączone elementy
• rura nie może swobodnie wisieć i obciążać zgrzewu oraz kształtki – stosując specjalne uchwyty unikamy przemieszczeń elementów podczas zgrzewania
• parametry zgrzewania (napięcie, czas zgrzewania oraz czas stygnięcia) przekazywane są do zgrzewarki poprzez zeskanowanie kodu kreskowego znajdującego się na kształtce
• jeżeli z jakiś przyczyn zgrzewanie zostanie przerwane, zostawiamy złącze do wystygnięcia, nie próbując nic poprawiać

Zgrzewanie elektrooporowe to proces w pełni zautomatyzowany. Po spełnieniu podstawowych zasad, uzyskujemy wysokiej jakości zgrzew, a wytrzymałość materiału w miejscu łączenia nie ulega pogorszeniu.

2. Zgrzewanie doczołowe

Zgrzewanie doczołowe sprawdzi się doskonale wszędzie tam, gdzie należy trwale połączyć ze sobą rury o dużych średnicach. Idea zgrzewania doczołowego jest bardzo prosta – nagrzewamy do odpowiedniej temperatury czoło rury i kształtki, a następnie przy pomocy docisku mechanicznego spajamy ze sobą oba elementy. Biorąc pod uwagę szybkość wykonywania zgrzewu, metoda ma zastosowanie przy montażu dużych rur na większą skalę.

Zgrzewanie doczołowe – na co zwrócić uwagę?

Jak każda metoda, również zgrzewanie doczołowe wymaga odpowiedniego przygotowania i zachowania kilku podstawowych zasad. Oto niektóre z nich:

Przygotowanie

• rurociągi i kształtki, a zwłaszcza ich zgrzewane powierzchnie należy chronić przed niekorzystnym wpływem warunków atmosferycznych (np. przed nadmiernym nagrzaniem przez słońce)
• końcówki rur nie mogą być uszkodzone, a bezpośrednio przed zgrzewaniem powinno się je oczyścić i odtłuścić stosując np. szybko odparowujący rozpuszczalnik
• papier ścierny przeznaczony do czyszczenia zgrzewanej końcówki rury również musi być czysty i najlepiej wcześniej nieużywany
• jeśli końcówka rury jest owalna,  kalibrujemy ją za pomocą specjalnego przyrządu

Podgrzewanie

• płyta grzewcza musi być czysta i wolna od tłustych zanieczyszczeń
• ważne jest, aby sprawdzić dokładność dopasowania powierzchni zgrzewanych do płyty grzewczej – szerokość szczeliny powinna być zgodna z obowiązującymi normami. Wg normy DVS 2207-1 (Zgrzewanie materiałów termoplastycznych – Zgrzewanie rur, elementów rurociągów oraz płyt z PE-HD z użyciem narzędzi grzewczych) dla średnic mniejszych lub równych 355 mm dopuszczalna szerokość szczeliny wynosi mniej niż 0,5 mm. Dla rur o średnicach od 400 mm do 630 mm szczelina powinna być mniejsza niż 1 mm
• powierzchnie czołowe zgrzewanych rur wyrównujemy poprzez dociśnięcie ich do płyty grzewczej (ciśnienie wyrównania), dzięki temu stają się one współpłaszczyznowe
• podczas nagrzewania, końcówki rur dociskajmy pod małym ciśnieniem – poniżej 0,01 N/mm² 
• nagrzewanie trwa aż do momentu osiągnięcia właściwej temperatury zgrzewania

Zgrzewanie

• należy przestrzegać czasów nagrzewania końcówki rury – około 10 s / 1 mm grubości ścianki rury
• temperatura elementu grzejnego zgrzewarki powinna mieścić się w zakresie 200 ⁰C – 220 ⁰C
• po osiągnięciu odpowiedniej temperatury należy oddzielić zgrzewarkę od rozgrzanych końcówek –  w tym momencie nie może dojść zanieczyszczenia, czy uszkodzenia rozgrzanych stref
• czas przestawienia powinien być jak najkrótszy, nie wolno opuścić do wystygnięcia uplastycznionego materiału
• po usunięciu płyty grzewczej, rury początkowo dociskamy z minimalną siłą przechodząc płynnie, najlepiej liniowo do coraz większej siły. Ciśnienie łączenia to około 0,15 N/mm², a zgrzanie następuje po upływie odpowiedniego czasu
• podczas zgrzewania dopilnujmy, aby rurociągi były stabilnie zamocowane, co pozwoli zachować współosiowość łączonych elementów – dopuszczalne odchylenie wg DVS 2207-1 wynosi 0,1 x grubość ścianki
• na zgrzewie powinna powstać podwójna wypływka o odpowiedniej wysokości
• obciążenie można zdjąć dopiero po zakończonej fazie chłodzenia zgrzewu i osiągnięciu temperatury otoczenia

3. Zgrzewanie mufowe (polifuzyjne)

Zgrzewanie mufowe z powodzeniem możemy zastosować podczas wykonywania instalacji w naszym domu. Wykorzystujemy tu zgrzewarkę polifuzyjną (mufową) wyposażoną w odpowiednie kamienie grzewcze – mufę oraz trzpień. Aby  wykonywać dobrej jakości połączenia zgrzewane, musimy pamiętać o odpowiednich czasach nagrzewania oraz kilku innych, równie ważnych rzeczach.

Jeżeli chcesz się dowiedzieć więcej na ten temat, zachęcam Cię do pobrania darmowego e-booka Zgrzewanie rur z PP-R, gdzie dokładnie opisuję jak krok po kroku wygląda zgrzewanie polifuzyjne instalacji z tworzyw sztucznych.