Opções para soldagem de tubos de PEAD e etapas de trabalho manual.

A conexão de tubos de polietileno de baixa densidade (PEAD) em uma única tubulação é realizada por meio de diversos métodos, tanto removíveis quanto permanentes. Uma das opções mais confiáveis ​​é a soldagem de tubos de PEAD.

Existem diversos métodos para realizar trabalhos de soldagem, cada um deles executado utilizando uma tecnologia específica.

Conexões permanentes - soldagem de tubos de PEAD

O método de conexão permanente é a única opção aceitável para tubos de PEAD de grande diâmetro. Ele garante um alto nível de estanqueidade, que pode ser mantido mesmo sob altas temperaturas.

O polietileno é fácil de soldar porque mantém uma consistência viscosa e fluida numa ampla faixa de temperatura e possui baixa viscosidade de fusão.

Independentemente do método de criação de uma conexão permanente, os seguintes requisitos são impostos:

• O ângulo de deslocamento de dois tubos conectados não deve exceder 10% em relação à espessura de suas paredes;
• A linha de junção deve estar localizada acima do nível da superfície externa das seções conectadas;
• Os cordões de acabamento devem ser de qualidade impecável, e sua altura pode variar entre 2,5 e 5 mm (determinada pela espessura das paredes).

Existem três tipos mais populares de soldagem: soldagem de topo, soldagem de encaixe e soldagem por eletrofusão. Vamos analisar cada tecnologia mais detalhadamente.

Soldagem de topo de tubos

A soldagem de topo é o método mais popular para unir permanentemente tubos de PEAD. Essa técnica consiste em unir as extremidades de duas seções com o mesmo diâmetro. A espessura da parede dos elementos unidos também deve ser a mesma.

A conexão de tubulações pressurizadas é realizada em condições industriais utilizando equipamentos eletro-hidráulicos e mecânicos especiais, pois exige maior precisão e exatidão.

A soldagem manual só é permitida em tubulações que não estejam sob pressão.

Características da soldagem de topo:

• O método é utilizado em tubos com paredes de espessura superior a 4,5-5 mm e diâmetro de 50 mm;
• Os trabalhos de soldagem são realizados em superfícies planas e estáveis;
• Se o trabalho for realizado ao ar livre, é necessário fechar as extremidades dos tubos com tampões para evitar correntes de ar nas tubulações principais; o vento piora os parâmetros de temperatura e interfere na qualidade do trabalho;
• As seções a serem conectadas devem estar limpas por dentro e por fora - qualquer detrito ou mesmo poeira impedirá uma conexão de alta qualidade; as braçadeiras da unidade de soldagem devem estar igualmente limpas;
• Para ajustar a temperatura, recomenda-se realizar 1 a 2 soldas como teste. Isso ajudará você a entender os princípios e as características do processo, caso não tenha experiência em soldagem de topo de dutos.
• Antes de retificar, os discos de corte devem ser completamente limpos e, após a retificação, as dimensões do tubo devem ser verificadas para garantir a conformidade;
• A faixa de temperatura ambiente ideal para soldagem de topo é de -15 a +45 °C.

Procedimento de soldagem industrial de topo:

1. Antes de iniciar o trabalho, as seções a serem soldadas são cortadas perpendicularmente à superfície onde serão colocadas. As extremidades são cuidadosamente limpas, desengorduradas e aparadas.
2. Os tubos são fixados em uma máquina de solda e cuidadosamente centrados, sendo verificados quanto a deformações e danos.
3. As extremidades dos tubos laminados são aquecidas com um dispositivo para amolecer o material.
4. As extremidades derretidas são aproximadas e prensadas sob alta pressão. O processo continua até que o polietileno esfrie.
5. Quando a junta esfriar, a máquina é removida.

Após a soldagem de topo, a junta fica perfeitamente lisa e simétrica. A conexão proporciona uma união tão resistente quanto uma tubulação maciça. São necessárias duas pessoas para concluir o processo descrito acima.

Ao realizar soldagem de topo, evite:

• conexão nítida das extremidades fundidas;
• tubos em movimento e torção;
• presença de lacunas;
• mudança repentina de temperatura;
• aquecimento desigual das áreas a serem unidas;
• Resfriamento rápido das juntas no ponto de conexão.

Recomenda-se soldar tubos de PEAD (polietileno de alta densidade) da mesma classe, mas, por vezes, é necessário conectar tubos de classes diferentes.

Lembre-se de que a compressão excessiva cria acúmulos maiores dentro da tubulação, reduzindo o desempenho das linhas finalizadas. Se a pressão for insuficiente, a soldagem demora mais. Esse período de espera prolongado permite que o polietileno aquecido esfrie.

Ao iniciar os trabalhos de soldagem, é necessário coordenar os parâmetros de soldagem com a tabela, que contém as forças e pressões recomendadas para diferentes tubulações.

Tabela de parâmetros para soldagem de topo de PEAD:

Soldagem de topo de um tubo usando uma extrusora em ângulo

A soldagem por extrusão cria uma junta com resistência igual ou superior a 70% da resistência do material não ligado. Este método é utilizado apenas para soldar componentes do mesmo material.

A soldagem por extrusão é realizada utilizando os seguintes equipamentos:

• elemento de aquecimento;
• parafuso;
• sistema de fornecimento de ar;
• Um recipiente para armazenar grânulos e um dispositivo que pressiona o aditivo.

Características e procedimento para a execução do trabalho:

1. Limpe os canos, desengordá-los e verifique se há algum defeito.
2. Dê às extremidades dos elementos a serem soldados o formato necessário.
3. Aqueça as superfícies a serem soldadas com ar quente proveniente de uma extrusora.
4. Alimente a junta com o metal de enchimento (grânulos ou fio) fundido na extrusora, controlando seu movimento com uma sapata. A pressão criada solda o metal de enchimento ao material do tubo.

As juntas de soldagem por extrusão devem esfriar sem serem forçadas. Essa tecnologia de soldagem é utilizada na instalação de tubulações alimentadas por gravidade. A espessura da parede deve ser de pelo menos 6 mm, caso contrário o produto pode se deformar.

Método de soldagem de encaixe utilizando conexões e acoplamentos

A soldagem de encaixe permite unir seções de tubos com diâmetros diferentes. A conexão é feita inserindo um tubo de menor diâmetro em um tubo principal de maior diâmetro. A conexão é fixada por meio de luvas, criando uma ligação firme e segura.

O procedimento é o mesmo que para a soldagem de topo. Apenas as ferramentas utilizadas são diferentes.

Ao conectar Soldagem de tubos de PEAD com conexões/acoplamentos usar:

• cortadores de tubos;
• calibradores;
• máquinas de chanfrar;
• Equipamento de soldagem com bicos.

Conexões em T também podem ser necessárias para criar cotovelos. A expansão térmica do tubo garante uma vedação hermética entre as conexões.

Procedimento de soldagem de encaixe:

1. Desmonte o elemento de conexão.
2. Limpe as extremidades das seções a serem unidas e chanfre-as.
3. Realize a calibração para obter círculos simétricos.
4. Insira as extremidades limpas e desengorduradas na conexão, ligue à máquina de solda e aqueça.

Como resultado, as peças são fundidas em uma única superfície. A soldagem de encaixe é utilizada para componentes com espessura de parede de até 5 mm. É particularmente conveniente para trechos de tubulação onde o acesso a equipamentos de soldagem de topo é difícil.

De que você precisa para soldar?

O trabalho de soldagem envolve processos de alta tecnologia que exigem equipamentos especializados, tanto primários quanto secundários.

Ao selecionar ferramentas e dispositivos de soldagem, leve em consideração o método de soldagem e os parâmetros dos tubos de PEAD.

Ferramentas e equipamentos

Trabalhar com PEAD exige que todos os elementos de aquecimento das unidades sejam antiaderentes. Isso elimina a necessidade de limpeza após a soldagem. Todas as unidades são normalmente equipadas com indicadores de controle e termostatos.

Equipamento básico de soldagem:

• Soldagem manual pelo método de encaixe;
• Máquina de junção de topo;
• peças de montagem;
• elementos de aquecimento;
• Uma braçadeira é um suporte usado para manter os itens no lugar enquanto estão sendo processados ​​ou prensados ​​firmemente.

Quase todas as unidades de soldagem de polietileno são leves e fáceis de operar, e seus elementos de aquecimento são facilmente substituídos.

São utilizadas unidades de soldagem:

1. Mecânico;
2. Automático;
3. Hidráulico.

Os elementos de aquecimento são placas redondas revestidas com uma camada de PTFE. Possuem um indicador luminoso de temperatura e energia, além de um fusível. A temperatura pode ser ajustada por meio de um regulador específico.

Para soldagem de produtos com diâmetro superior a 400 mm, utilizam-se os seguintes dispositivos:

• junta de topo;
• Conexão de tomada;
• Conexão por eletrofusão.

As unidades hidráulicas universais são especialmente valiosas. Elas permitem a realização de múltiplas soldas em um tempo mínimo, pois o equipamento inclui todas as funcionalidades necessárias.

Ferramentas adicionais para dispositivos hidráulicos:

• posicionadores;
• Elementos para remoção de depósitos de óxido;
• Ferramenta de chanfrar;
• serras - para separar rodovias;
• dispositivo de nivelamento;
• Dobras para PEAD.

Ao soldar utilizando qualquer um dos métodos acima, é essencial usar um conjunto completo de ferramentas. Negligenciar qualquer um dos equipamentos pode resultar em uma junta de má qualidade ou até mesmo em uma junta defeituosa.

Conexões para ligação

As conexões de solda são componentes projetados para conectar tubos, incluindo aqueles de diferentes diâmetros, bem como para criar ramificações e curvas em tubulações. As conexões também podem ser usadas para conectar tubos laminados feitos de materiais diferentes.

Elementos desse tipo são:

• Soldado e fundido. São fixadas aos tubos utilizando máquinas de solda de topo especializadas. Normalmente são usadas em curvas e dobras de tubulações. Isso cria uma conexão forte, com resistência equivalente à de um material sólido.
  Essas conexões são baratas, duráveis ​​e estão disponíveis em uma ampla variedade. Uma vez conectado, o sistema não requer desmontagem. Os fabricantes oferecem conexões como cruzetas, redutores, tês e elementos com diversos ângulos.
• Conexões de eletrofusão. Eles podem conectar vários tubos de uma só vez. Consistem em um invólucro de polietileno contendo um elemento de aquecimento de fio. Os tubos são inseridos nessas conexões, que derretem sob altas temperaturas, criando uma conexão confiável e hermética.

Conexões de compressão também estão disponíveis, mas não são adequadas para soldagem. Esses componentes de polietileno com vedações são usados ​​para criar conexões removíveis sem soldagem. Eles proporcionam um nível médio de estanqueidade.

Tubos de PEAD

Os tubos de PEAD (Polietileno de Baixa Pressão) são fabricados sob baixa pressão, inferior a 2 MPa. O material acabado apresenta baixa densidade, resultando em leveza e facilitando a instalação e a conexão.

Características do PEAD:

• Elasticidade. São capazes de se esticar, eliminando rupturas devido a deformações que podem ocorrer em altas temperaturas ou sob tensão mecânica — por exemplo, sob a pressão que ocorre quando se formam tampões de gelo.
• Flexibilidade. Os tubos de PEAD podem ser curvados sem problemas, o que é extremamente importante na criação de tubulações com configurações complexas.
• Confiabilidade. O HDPE é durável e resistente a ambientes agressivos, incluindo óleos. Não enferruja e absorve bem o impacto de aríete.

Existem vários tipos desses tubos:

• Para abastecimento de água fria. Possuem uma faixa azul longitudinal. Suas paredes internas são lisas e não acumulam sais ou sedimentos.
• Gás. Possuem alta capacidade de vazão, longa vida útil e suportam alta pressão. São identificadas por uma faixa longitudinal amarela.
• Para aquecimento e fornecimento de água quente. São reforçadas com fibra de vidro e feitas de polietileno de alta resistência à tração.
• Papelão ondulado de dupla camada. São tubos com conexões utilizados para drenagem de água e esgoto. São muito duráveis, fáceis de instalar e resistentes a ambientes agressivos.

Etapas do trabalho

Para garantir que o processo de soldagem de tubos PDN ocorra sem atrasos e resulte em uma solda de alta qualidade que assegure a operação da tubulação a longo prazo, é necessário proceder em uma ordem específica.

Preparação de tubos de PEAD antes da soldagem

Antes de começar a soldar, é preciso concluir uma série de etapas preparatórias. Se feitas corretamente, você não precisará se preocupar com ferramentas faltando, corrigir imperfeições ou qualquer outro problema durante o processo de soldagem.

Preparação para soldagem:

1. Adquirir e entregar no local de soldagem tubos de PEAD, fixadores, braçadeiras e outras peças de acordo com o diâmetro dos elementos a serem soldados.
2. Organize e limpe a área para a colocação do equipamento de soldagem.
3. Utilize um método mecânico para processar as extremidades das conexões e tubos que serão soldados.

Os equipamentos de soldagem requerem atenção especial. Devem ser verificados quanto ao funcionamento adequado e preparados para uso.

Como preparar o equipamento de soldagem:

1. Inspecione todos os componentes da máquina de solda. Verifique o aterramento e a fiação elétrica para garantir o funcionamento adequado e confira o fio de corte da fresadora de topo.
2. Prepare o gerador elétrico. Abasteça-o com combustível e teste seu funcionamento.
3. Limpe todos os componentes do equipamento — raspadores, plainas e aquecedores — de qualquer sujeira. Remova quaisquer vestígios de polietileno aderido e, em seguida, desengordize todas as superfícies com solvente.
4. Verifique o nível de óleo no sistema hidráulico da máquina de solda e o funcionamento da garra deslizante. Lubrifique as partes móveis do equipamento com lubrificantes específicos.
5. Verifique como funcionam os instrumentos de controle e medição.

Normas de soldagem de topo

Até recentemente, havia confusão na Rússia em relação ao quadro regulamentar para a soldagem de PEAD, visto que vários documentos estavam em vigor simultaneamente.

Desde 2013, as normas GOST para equipamentos e tecnologia de soldagem de topo estão em vigor. Isso não significa que os equipamentos de soldagem importados e de baixa qualidade tenham sido descartados ou que as compras tenham cessado, mas sim que os fabricantes russos foram incentivados a melhorar a qualidade de seus equipamentos.

A norma GOST 55276 R 55276-2012 (Tubos e conexões de plástico) possibilitou a unificação da tecnologia de soldagem de topo de PEAD na Rússia.

Atenção aos seguintes pontos:

• GOST R 55276. Juntamente com a tecnologia convencional de soldagem a baixa pressão, ela legaliza a soldagem de HDPE a alta pressão, anteriormente praticada apenas nos Estados Unidos. Esse método requer equipamentos especializados, mas reduz significativamente o tempo do ciclo de soldagem.
• GOST R 55276. Não é particularmente adequado para canteiros de obras, uma vez que foi projetado não para os executores da operação - os soldadores, mas para os tecnólogos - desenvolvedores de diagramas tecnológicos para soldagem de PEAD.
• GOST R 55276. Não aborda as limitações impostas por antigas regulamentações nacionais e estrangeiras. Isso diz respeito principalmente à faixa de temperatura ambiente de +5 a +45 °C, visto que, na Rússia, a soldagem de dutos deve ocorrer em temperaturas de congelamento.
  Outra discrepância é a limitação da espessura da parede dos tubos a 70 mm, enquanto as paredes dos tubos produzidos atualmente têm 90 mm ou mais.

Nós mesmos realizamos a soldagem de topo.

Com uma máquina de solda especializada, você mesmo pode soldar tubos de PEAD (polietileno de alta densidade) por topo. A união é feita amolecendo o polietileno e formando uma junta resistente. Essa é a opção mais simples e só funciona para tubos de diâmetro igual, mas mesmo assim requer certa habilidade e conhecimento técnico.

A soldagem de topo de tubulações de PEAD deve ser realizada por um soldador qualificado, caso contrário será difícil obter a precisão e a confiabilidade da conexão.

Procedimento manual de soldagem de topo:

1. Prepare o equipamento, inspecione a máquina de solda e verifique seu funcionamento.
2. Corte os tubos deixando um pouco de comprimento extra, com alguns milímetros de polietileno sobrando para formar uma solda.
3. Limpe as extremidades para criar bordas perfeitamente lisas e garantir um bom contato.
4. Coloque os materiais dos tubos na máquina de solda e centralize-os.
5. Coloque um elemento de aquecimento entre as peças a serem soldadas. Aqueça as extremidades até que derretam — o tempo de aquecimento depende da qualidade do material e da espessura da parede das peças.
6. Remova o elemento de aquecimento e pressione imediatamente as extremidades juntas. A força e a pressão necessárias para prensar são geradas por uma alavanca ou acionamento hidráulico.
7. Aguarde o resfriamento dos tubos de polietileno. Verifique a qualidade da solda para garantir que não haja acúmulo de material ou alterações no diâmetro.

Caso seja necessário soldar produtos de grande diâmetro, recomenda-se o uso de uma máquina de solda automática, que centralizará e unirá as seções com precisão.

Controle de qualidade das costuras

Após a conclusão da soldagem, as juntas são inspecionadas visualmente para verificar a qualidade. Existem normas GOST para as características de qualidade das juntas soldadas.

Requisitos:

• As soldas devem ser uniformes ao longo de todo o comprimento, ao nível das superfícies externas das seções soldadas;
• São permitidas projeções da junta de solda acima das superfícies a serem unidas, altura da junta:
  • Com uma espessura de parede de 5 mm, a saliência não é superior a 2,5 mm;
  • Para uma espessura de 6 a 20 mm, a altura máxima da junta é de 5 mm;
• A conexão deve estar precisamente centrada; se for detectado um deslocamento das superfícies a serem conectadas, este não deve exceder 10% da espessura da parede dos tubos que estão sendo conectados.

Recomendações de profissionais

Soldadores experientes que trabalham com tubos de PEAD recomendam extremo cuidado durante a soldagem e monitoramento da qualidade das juntas. A estanqueidade das juntas e a longevidade dos dutos dependem da precisão das soldas.

Dicas profissionais:

• Certifique-se de que a seção transversal do tubo não tenha o formato de uma elipse - isso reduzirá significativamente a qualidade da solda;
• Os materiais para laminação de tubos de plástico devem ser mantidos firmemente no lugar até que as bordas derretidas estejam completamente solidificadas;
• A solda deve ser um cordão uniforme que se projete acima das superfícies dos elementos a serem soldados; a altura do cordão deve estar em conformidade com as normas (indicadas na tabela acima);
• Os fixadores com porcas devem ser apertados no limite especificado no projeto, pois força excessiva pode danificar o tubo;
• Antes de começar o trabalho, certifique-se de estudar as instruções para soldagem de PEAD e familiarizar-se com os parâmetros do processo.

Os tubos de PEAD (polietileno de alta densidade) são um material moderno e acessível que permite a construção de dutos para uma ampla variedade de finalidades e configurações. Utilizando equipamentos de soldagem especializados, esses produtos podem ser usados ​​para criar dutos confiáveis, tanto industrialmente quanto manualmente.