• Сварка встык нагретым инструментом заключается в нагревании свариваемых торцов труб или деталей до вязкотекучего состояния полипропилена при непосредственном контакте с нагретым инструментом и последующем соединении торцов под давлением осадки после удаления инструмента.
• Зона проведения сварки должна быть защищена от влияния погодных факторов (влажности, температуры окружающей среды ниже +5°, прямого воздействия солнечных лучей). Для этого следует принять такие меры, как предварительный нагрев свариваемых материалов, укрытие места сварки навесом, осуществление постоянного подогрева.
• Подготовительные операции включают:
• подготовку и проверку работоспособности сварочного оборудования,
• подготовку места сварки и размещения оборудования,
• выбор необходимых параметров сварки,
• закрепление и центровку труб и деталей в зажимах центратора сварочной машины,
• механическую обработку торцов свариваемых поверхностей труб и деталей.
• При подготовке сварочного оборудования подбираются зажимы и вкладыши, соответствующие диаметру свариваемых труб. Вкладыши зажимов должны быть чистыми, без сколов и заусенцев, которые могли бы повредить поверхность труб.
• Рабочие поверхности нагревателя и инструмента для обработки полипропиленовых труб очищаются от пыли и остатков полипропилена при помощи чистых и сухих хлопчатобумажных или льняных тканей (или деревянных лопаточек), а при необходимости протираются растворителями. Очистку нагревателя от остатков налипшего полипропилена производят в горячем состоянии.
• Сварка труб при температурах ниже минус 10 °C также нежелательна, т.к. возможно переохлаждение расплава в технологической паузе. Слишком быстрое охлаждение вызывает в зоне сварки значительные внутренние напряжения, которые не успевают сглаживаться (за счет перехода части деформаций в высокоэластичные) до того, как к швам прикладываются дополнительные монтажные нагрузки (от выемки труб из зажимов сварочной машины, перемещения плетей вдоль траншеи и пр.).
• Сборку свариваемых труб и деталей, включающую установку, центровку и закрепление свариваемых концов, производят в зажимах центратора сварочной машины. Рекомендуемый вылет концов труб из центратора при стыковой сварке составляет 30-50 мм (деталей с короткими хвостовиками – не менее 5 мм).
• Зажимы стягивают так, чтобы предотвратить проскальзывание труб при приложении к ним усилия сварки и устранить (насколько это возможно) овальность на торцах. Под свободные концы труб устанавливают опоры, чтобы выровнять их в горизонтальной плоскости. Опоры должны быть устойчивыми и предусматривать возможность необходимого перемещения трубы в горизонтальной плоскости, так как обладающая достаточным собственным весом труба может повлиять на положение свариваемого конца и сместить его под углом к вертикали. Это является прямым нарушением технологии и качество сварки не может быть гарантировано.
• Требование по установке опор действует и при сварке трубы с соединительными деталями. Концы труб и деталей при сварке нагретым инструментом встык центрируют по наружной поверхности таким образом, чтобы максимальная величина смещения кромок не превышала 10 % номинальной толщины стенки свариваемых труб.
• Закрепленные и сцентрированные концы труб и деталей перед сваркой подвергают механической обработке торцов (торцеванию), с целью очистки и выравнивания свариваемых поверхностей непосредственно в сварочной машине. Обработка концов труб под стыковую сварку производится при помощи специального торцевателя из комплекта сварочной машины. При обработке толщина снимаемой стружки должна составлять 0,1-0,3 мм.
• После торцевания труб проверяется наличие зазоров между ними. Между торцами, приведенными в соприкосновение, не должно быть зазоров, превышающих: 0,5 мм – для труб диаметром свыше 140 мм до 225 мм, 0,7 мм – для труб диаметром свыше 225 мм до 315 мм.
• После механической обработки загрязнение поверхности торцов не допускается.
• Сварка труб нагретым инструментом встык ведется в следующей последовательности:
• замеряют давление (или усилие), необходимое на перемещение подвижного зажима с установленной в нем трубой;
• устанавливают между торцами труб нагретый инструмент (нагреватель), имеющий заданную температуру;
• проводят процесс оплавления, для чего прижимают торцы труб к нагревателю и создают требуемое давление с учетом давления холостого хода;
• выдерживают в течение времени, необходимого для появления по всему периметру оплавляемых торцов первичного грата высотой от 0,5 до 2,0 мм;
• после появления первичного грата снижают давление до величины, соответствующей с учетом давления холостого хода, и выдерживают его в течение времени, необходимого для прогрева торцов труб;
• по окончании процесса прогрева отводят подвижный зажим центратора на 5-6 см назад и удаляют нагреватель из зоны сварки;
• сводят торцы труб до соприкосновения и создают требуемое давление при осадке с учетом давления холостого хода;
• выдерживают давление осадки в течение времени охлаждения, необходимого для остывания стыка, и визуально контролируют полученное сварное соединение по размерам и конфигурации грата.
• Для сварки должны использоваться только однотипные материалы. В области сварки стенки должны быть одной толщины.
• Сварочный цикл можно разделить на следующие этапы:

– оплавление торцов заготовки, нагрев, удаление нагревателя из зоны сварки (технологическая пауза), сварка, охлаждение.

Время нагрева и охлаждения, а в некоторых случаях и температуру нагревателя, корректируют в зависимости от температуры окружающего воздуха.

• Во время оплавления торцов происходит образование первичного грата.
• Чтобы, нагрев торца трубы был эффективным (без воздушных прослоек) и равномерным по всей поверхности торца трубы, нужно быстрее достичь полного контакта торца трубы и нагретого инструмента.
• Продолжительность оплавления торцов не нормируется. Оплавление продолжают, пока по всему периметру торца трубы не будет выдавлен грат необходимой высоты.
• Когда достигнут полный тепловой контакт между нагретым инструментом и торцами труб, начинается процесс глубокого прогрева торцов. Давление при этом близко к нулю, оно только обеспечивает контакт между торцами труб и нагревателем.
• Фаза технологической паузы включает разведение труб в стороны, удаление нагретого инструмента и сведение труб вместе до контакта торцов.
• Нагревательный элемент необходимо удалять так, чтобы не загрязнить и не повредить нагретые для сварки поверхности трубы.
• Время перехода должно быть настолько кратким, насколько это возможно, иначе нагретые поверхности застынут, что негативно повлияет на качество сварки.
• Осадка шва заключается в постепенном наращивании усилия прижима труб к друг другу. Во время цикла сварки (осадки) образуется окончательный грат и молекулярные связи, обеспечивающие однородность соединения.
• Прогретые торцы труб под действием усилия сжатия «осаживаются», что выражается в увеличении толщины стенки трубы в зоне сварного соединения; одновременно с этим окончательно формируется внутренний и наружный грат.
• Чтобы увеличившаяся толщина стенки не отыграла частично назад, необходимо поддерживать усилие прижима труб, пока зона сварного соединения не остынет до определенной температуры. Как правило, процесс охлаждения занимает больше времени, чем все четыре предыдущие фазы вместе взятые.
• После соединения должен появиться симметричный буртик Рисунок 4.

Рисунок 4 – Пример симметричного буртика.

• Одинаковый размер правого и левого буртика показывает правильность сварки. Различный размер буртиков показывает различные характеристики вязкости соединяемых материалов, то есть процедура сварки произведена неверно.
• Сразу после освобождения сварного соединения, провести визуальный контроль правильности образования двойного буртика, ширины и высоты грата (Таблица 3).
• Визуальный контроль сварных соединений и измерительный контроль геометрических параметров должны производиться на всех сварных соединениях.