Способ соединения трубы с муфтой из термопластов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИН 19) 9 1. 23:22 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ ССС ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(56) Семячкин С.Е. Сварка пластмасс в строительстве.-М.: Изд-во литературы но строительству, 1968, с.112,Авторское свидетельство СССР В 212507, кл. В 29 С 27/02, 1965. (54)(57) СПОСОБ СОЕДИНЕНИЯ ТРУБЫ С МУЭГОИ ИЗ ТЕРМОПЛАСТОВ, включаю.щий выполнение.наружноф кольцевой фаски на свариваемом конце трубы, нагрев торца трубы, торца внутренней полки муфты, наружной цилиндрической поверхности конца трубы и внутренней поверхности раструба муфты и сборку трубы с муфтой,отличающий с я тем, что,с целью повышения прочности соединения, интенсификации процесса сварки и расширения области примененияспособа за счет обеспечения воэможности соединения толстостенных труб,в процессе нагрева вначале осуществляют нагрев торца трубы и торцавнутренней полки муфты нагревателем,имеющим температуру рабочих поверхностей 180-240 С, в течение 4-60 с,после чего осуществляют нагрев наружной цилиндрической поверхностиконца трубы и внутренней поверхностираструба муфты нагревателем, имеющим температуру рабочих поверхностей400-460 С, в течение 2-6 с.Изобретение относится к сваркепластмасс, а именно к способам соединения трубчатых деталей из термопластов, в частности полиолефинов,Целью изобретения является повышение прочности соединения, интенсификация процесса сварки и расширение области применения способаза счет обеспечения возможности соединения толстостенных труб,Прочность соединения повышаетсяза счет увеличения поверхности сварного шва и уменьшения количестваоплавленного материала у торца трубы.Интенсификация процесса сваркиобеспечивается за счет осуществления сварки цилиндрических поверхностей трубы и раструба муфты примаксимально возможной температуре,На фиг,1 изображена подготовкадеталей к выполнению соединения; нафиг.2 - нагрев торцевых поверхностейсвариваемых деталей первым нагревательным приспособлением; на фиг,3 - нагрев цилиндрических поверхностей свариваемых деталей вторым нагревательным приспособлением; на.Фиг.4 - сварка деталей,Способ соединения трубы с муфтойиз термопластов осуществляют следующим образом,На свариваемом конце трубы 1(фиг,1) предварительно выполняютпрямоугольную фаску 2 длиной , равной части глубины раструба С свариваемой муфты 3, и высотой 1-2 мм.На наружную цилиндрическую поверхность трубы 1 на расстоянии, равном глубине раструба 1 муфты 3, наносят метку 4. Для нагрева свариваемых трубы и муфты используют два нагревательных приспособления, Первое содержит диск 5 и ступенчатый цилиндр 6 с центратором 7, выполненным из теплоизолированного материала (фиг,2), а второе - гильзу 8 для нагрева наружной цилиндрической поверхности конца трубы 1 и доры 9 с кольцевым приливом 10 для нагрева внутренней поверхности раструба муфты 3 (фиг,Э). Длину 1 ступенчатого цилиндра 6 принимают равной глубине раструба й плюс 2-5 мм, а наружный диаметр о меньше внутреннего диаметра раструба муфты 3, Рабочие поверхности диска 5 и торца ступенчатого цилиндра 6 5 1 О 15 20 25 30 35 40 45 50 55 могут быть покрыты слоем из антиадгезионного материалаВнутренний диаметр б 1 гильзы 8 принимают больше наружного диаметра О дорна 9 на 0,6 мм, Глубину гильзывыбирают на 1-3 мм больше глубины раструба й, а длину 1 дорнана 1-3 мм меньше глубины раструба Рабочие поверхности первого нагревательного приспособления нагревают до температуры Т, = 180-240 С, ао второго приспособления до температуры Г = 400-460 С в зависимости от вида термопласта,Сначала выполняют нагрев торца трубы 1 (фиг,2), который с небольшим осевым усилием прижимают к диску 5 первого нагревательного приспособления, и одновременно нагрев торца внутренней полки муфты Э, фиксируемой центратором 1, с тем жеосевым усилием прижимая к торцуступенчатого цилиндра 6, При этом можно легко осуществлять визуальный контроль за нагревом торца трубы 1 по всему .периметру. Как только на торце трубы 1 появится валик нагретого материала, обычно высотой 0,5- 1 мм, осевое усилие на трубу 1 и муфту 3 снимают и ведут прогрев свариваемых деталей на большую глубину.При этом продолжительность нагрева торцовой поверхности трубы 1 и боковой поверхности внутренней полкимуфты Э 4-60 с взависимости от толщины стенки трубы,Затем свариваемые детали быстроснимают с первого нагревательного приспособления и конец трубы 1 вдвигают до метки 4 в гильзу 8 второгонагревательного приспособления(фиг.3), а раструб муфты 3 надвигаютна дорн 9 до упора торца муФты 3в кольцевой прилив 10.При вдвигании конца свариваемойтрубы в отверстие гильзы 8 излишний слой наружной цилиндрической поверхности конца трубы (на наружный диаметр труб из термопласта предусмотрены только положительные допуски)легко срезается при нагреве кромкойгильзы 8 благодаря повышенной температуре ее рабочих поверхностей,поэтому не требуется дополнительнаяоперация по механической обработке конца трубы. То же самое происходит при надвигании раструба муфты 3 на дорн 9 (на внутренний диаметр раст 12194035 10 5 20 25 30 35 40 45 50 55 руба муфты предусмотрены только отрицательные допуски), В таком положении свариваемые детали выдерживают2-6 с.Поскольку температура рабочихповерхностей второго нагревательногоприспособления высокая (400-460 С),а расстояние от него до уже нагретыхна первом нагревательном приспособлении торца трубы 1 и торца внутренней полки муфты 3 незначительно(1-3 мм), последние поверхности вовремя нагрева цилиндрических поверхностей свариваемых деталей не охлаждаются, а сохраняют свою температурублагодаря нагреву их излучением.После нагрева в течение заданноговремени на втором нагревательномприспособлении трубу 1 вынимают изгильзы 8, а муфту 3 одновременноснимают с дорна 9 и свариваемые деали соединяют между собой под осеым усилием (фиг.4) так, чтобы абраовалось два сварных шва 11 и кольцевой зазор 12, в котором размещаетсяизлишний слой материала, снятого свнутренней поверхности раструба муфты 3 кромкой дорна 9; имеющего меньший диаметр, при надвигании муфтына этот цилиндр,После охлаждения сварного швасоединение пригодно к использованию,П р и м е р 1. Для сварки трубыиз полиэтилена высокого давлениянаружным диаметром 40,7-40,9 мм итолщиной стенки 6,7 мм и муфты изтого же материала с внутреннимдиаметром раструба 39,3 мм и глубиной раструба 26 мм и внутренней полки 30,2 мм применено два нагревательных приспособления: первое снаружным диаметром цилиндра, равным37,0 мм, и второе с внутренним диаметром гильзы 8, равным 40,0 мм,и наружным диаметром дорна 9-39,5 мм.Температура диска 5 и ступенчатого цилиндра 6 первого приспособления 190 С, а температура гильзы8 и дорна 9 второго приспособления 460 С,Перед сваркой на конце трубы 1снимается наружная фаска 2 длиной8 мм и высотой 1,5 мм (фиг. 1) . Конец трубы 1 со снятой фаской 2 прижимают к диску 5 (фиг.2), а боковуюповерхность внутренней полки муфты3 - к торцу цилиндра 6 в течение гоколо 6 с до образования валиканагретого материала высотой 0,5 мм,после чего выдерживают на них без осевого давления еще 18 с. Затем детали быстро снимают. с приспособления и конец трубы 1 вставляют в гильзу 8 (фиг.3) до метки 4 на конце трубы, а раструб муфты 3 надвигают на дорн 9 до упора в прилив 10 второго приспособления, Усилие надвигания составляет около 1 Н, продолжительность нагрева на гильзе и дорне 4 с. После снятия с второго нагревательного приспособления трубу 1 вставляют в раструб муфты 3 (фиг,ч) до упора торца трубы в торец внутренней полки муфты, Усилие при сварке 1 Н, продолжительность выдержки деталей под осевым давлением 30 с.П р и м е р 2, Для сварки трубы из полиэтилена низкого давления наружным диаметром 110,6-111,1 мм и толщиной стенки 3,5 мм и муфты из того же материала с внутренним диаметром раструба 109,3 мм, глубиной раструба 30 мм и диаметром внутренней полки 102 мм применено два нагре нательных приспособления: первое с наружным диаметром цилиндра 106,5 мм и второе с внутренним диаметром гильзы 110,0 мм и наружным диаметром дорна 109,3 мм.Температура диска 5 и ступенчатого цилиндра 6 первого приспособления 200 С, а .гильзы 8 и дорна 9 второго приспособления 420 С.оПеред сваркой на конце трубы 1 снимается наружная фаска 2 длиной 6 мм и высотой 1,5 мм, Конец трубы 1 со снятой фаской 2 прижимают к диску 5, а боковую поверхность внутренней полки муфты 3 - к торцу цилиндра в течение 10 с ро образования валика нагретого материала высотой 1 мм, после чего выдерживают на них без осевого давления еще 20 с. Затем детали снимают с приспособления и конец трубы 1 вставляют в гильзу 8 до метки 4 на конце трубы, а раструб муфты 3 надвигают на дорн 9 до упора в прилив 10 второго приспособления, Усилие надвигания 2 Н, продолжительность нагрева на гильзе и дорне бс. После снятия с второго нагревательного приспособления трубу 1 вставляют в раструб муфты 3 до упора торца трубы в торец внутренней полки муфты с усилием 2 Н, продолжительность выдержки деталей под осевым давлением 60 с.12 Т аблица 1 Средние значения предела прочности при сдвиге, МПа,при продолжительности нагрева, с Темпер а- тура приспособления,2,1 5,07 200 4,86 250 7,97 2,2 9,08 7,46 3,4 300 8,77 4,1 8,9 350 400 8,54 9,0 4,6 7,62 8,35 4,3 460 500 6,83 6,17 3,1 2,25 200 6,1 250 2,4 7,64 5 ф 71 8,44 7,46 3,6 300 8,59 350 4,7 8,9 400 9,08 9,35 4,9 П р и м е р 3, Для сварки трубы из полипропилена наружным диаметром 32,3-32,8 мм и толщиной стенки 2,5 мм и муфты из того же материала с внутренним диаметром раструба 31,4 мм, глубиной раструба 21 мм и диаметром внутренней полки 27 мм применено два нагревательных приспособления: первое с наружным диаметром цилиндра 31,0 мм и второе с внутренним диаметром гильзы 32,0 мм и наружным диаметром дорна 31,6 мм.Температура диска 5 и цилиндра 6о первого приспособления 240 С, а гильзы 8 и дорна 9 второго приспособления 400 С. На.конце трубы 1 снимают наружную фаску 2 длиной 3 мм и высотой 0,8 мм, после чего конец трубы 1 прижимают к диску 5, а боковую поверхность внутреннейполки муфты - к торцу цилиндра в течение Э с до образования валика нагретого материала высотой 0,5 мм и выдерживают без осевого давления в течение 7 с. Затем детали одновременно снимают с первого приспособления и конец трубы 1 вдвигают в гильзу до метки 19403 а4 на конце трубы, а раструб муфтыЭ надвигают на дорн 9 второго приспособления. Продолжительность нагрева деталей на втором приспособлении 3 с, После этого деталиодновременно снимают с второго приспособления и нагретый конец трубы1 вставляют в нагретый раструб муфты 3 до упора торца трубы в торец 10 внутренней полки муфты с усилием1,5 Н, Продолжительность выдержкидеталей под осевым давлением 20 с. В табл, 1-3 приведены результаты5 испытаний на сдвиг сварного шва,образованного на цилиндрических поверхностях деталей соответственно изполиэтилена высокого и низкого давления и из полипропилена; в табл,20 4-6 - результаты испытаний на растяжение стыкового сварного шва, образо"ванного на торцах деталей соответственно из полиэтилена высокого инизкого давления и полипропилена25 при температуре нагревательногоприспособления соответственно 200,220 и 240 С,7,8 7,73 7,058 в 5 8 ь 31 8 е 028,84 8,45 8,258,6 8,04 7,67,61 7,06,42 5,15,5,25 4,98 16 8 99 8 738,26 8,49 7,748,54 8,36 7,5 18,7 7,888,75 8,241219403 ела прочности при сдвиге, МПа, нагрева, с Тем об 74 8,3 6,87 2,4 4 8 53 8,2 25 00 78 828 8,56 350 400 35 3,0 7,36 Т аблиц 2 6,22 9,5 3,4 13,15,53 6,1 14,02 15,57 15, 6 ь 5 14 ф 25 15 э 5 14 50 5 14,7 8 11 10,0,9 8 200 25 10,02 11219403Составитель Н.Елисеева Редактор И.Николайчук Техред В.Кадар Корректор Г,Решетник Заказ 1206/24 Тираж 640 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Иосква, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г,ужгород, ул. Проектная, 4