Zgrzew, który trzyma mocniej niż sama rura
Łączenie rur z tworzyw sztucznych wygląda na czynność mechaniczną: wsuwa się jedno w drugie, dokręca albo skleja i gotowe. Jest jednak metoda, w której dwa kawałki tworzywa przestają być dwoma kawałkami i stają się jednym, a powstałe połączenie ma wytrzymałość wyższą niż ścianka samej rury. Nazywa się zgrzewaniem elektrooporowym i choć brzmi technicznie, jej zasada mieści się w jednym zdaniu.
Grzałka wtopiona w złączkę
Zwykła złączka jest kawałkiem tworzywa. Złączka elektrooporowa ma w swojej wewnętrznej ściance zatopiony spiralnie nawinięty drut oporowy, wyprowadzony do dwóch styków na zewnątrz obudowy.
Montaż polega na wsunięciu obu końców rury do złączki i podłączeniu sterownika do styków. Przez drut płynie prąd, drut się nagrzewa, a ciepło uplastycznia materiał złączki od wewnątrz i rury od zewnątrz. Tworzywo z obu elementów miesza się w strefie zgrzewu i po ostygnięciu tworzy jednolitą masę.
Różnica wobec sklejania jest zasadnicza. Klej tworzy warstwę pośrednią o innych właściwościach niż łączone elementy i to ona wyznacza wytrzymałość połączenia. Przy zgrzewie warstwy pośredniej nie ma, bo materiał jest ten sam po obu stronach. Dlatego prawidłowo wykonany zgrzew pęka poza strefą połączenia, a nie w niej.
Metoda jest standardem w sieciach gazowych i wodociągowych z polietylenu, ale spotyka się ją także przy instalacjach kanalizacyjnych, przy przyłączach na działce i przy systemach odwodnieniowych. Dostępne w kanale hurtowym urządzenia do tego typu połączeń zebrane są pod adresem onninen.pl/produkty/zgrzewarka-elektrooporowa-geberit.
Dlaczego to metoda odporna na błąd człowieka
Przy zgrzewaniu mufowym, wykonywanym rozgrzaną matrycą, wynik zależy od tego, jak długo instalator trzymał elementy na grzejniku i jak mocno je wsunął. Dwie osoby wykonają dwa różne zgrzewy, a trzeci wyjdzie inaczej pod koniec dnia pracy.
Przy zgrzewaniu elektrooporowym parametry są zapisane w samej złączce. Sterownik odczytuje je z kodu kreskowego albo z transpondera i sam ustala napięcie oraz czas. Instalator nie ma jak podnieść ani obniżyć temperatury, bo to nie on nią steruje.
Sterownik rejestruje też przebieg procesu. Przy zaniku napięcia, przerwie w obwodzie albo odchyleniu od zadanych parametrów przerywa pracę i sygnalizuje błąd, zamiast wykonać zgrzew wadliwy, który wyglądałby poprawnie. W sieciach gazowych ten zapis stanowi część dokumentacji odbiorowej.
Drugą zaletą jest praca w ciasnych miejscach. Zgrzewanie doczołowe wymaga wprowadzenia maszyny centrującej i zapasu długości rury, czego w wykopie ani przy ścianie zwykle nie ma. Złączka elektrooporowa potrzebuje tylko dostępu do styków.
Trzy rzeczy, które i tak zależą od wykonawcy
Automatyka steruje samym zgrzewem, ale przygotowanie pozostaje po stronie człowieka i to w nim powstaje większość wadliwych połączeń.
Pierwszą jest skrobanie powierzchni rury. Zewnętrzna warstwa polietylenu utlenia się pod wpływem światła i powietrza, tworząc naskórek, który nie łączy się prawidłowo. Trzeba go usunąć skrobakiem na całej długości wchodzącej w złączkę, i to skrobakiem, a nie papierem ściernym, który wygładza zamiast zbierać materiał.
Drugą jest czystość i suchość. Powierzchnia po skrobaniu wymaga odtłuszczenia, a dotknięcie jej palcem po tej czynności oznacza konieczność powtórzenia. Wilgoć odparowująca w strefie zgrzewu tworzy pęcherze osłabiające połączenie.
Trzecią jest unieruchomienie. Elementy muszą pozostać nieruchome przez cały czas zgrzewania i chłodzenia, czyli często kilkanaście minut. Do tego służą zaciski montażowe, bez których rura przesunie się o milimetr w momencie, gdy tworzywo jest jeszcze plastyczne, i zgrzew powstanie z naprężeniem wewnętrznym.
Czwartą, o której mówi się najrzadziej, jest temperatura otoczenia. Sterowniki mają zapisany zakres, w którym wolno zgrzewać, zwykle od kilku stopni poniżej zera do trzydziestu kilku powyżej. Praca poza tym zakresem oznacza inne tempo odprowadzania ciepła ze strefy zgrzewu, a więc inny przebieg całego procesu. Zimą stosuje się namioty osłonowe nad wykopem, latem chroni się złącze przed bezpośrednim słońcem, bo rura nagrzana z jednej strony kurczy się nierównomiernie przy stygnięciu.
Czas chłodzenia bywa lekceważony najbardziej, bo połączenie wygląda już na gotowe. Obciążenie złącza przed jego upływem to najczęstsza przyczyna uszkodzeń wykrywanych dopiero przy próbie ciśnieniowej.
Kiedy warto po nią sięgnąć
- Przy przyłączach wody i gazu na działce, gdzie połączenie zostaje zakopane i musi przetrwać dziesięciolecia bez dostępu.
- W miejscach ciasnych, w wykopie albo przy ścianie, gdzie nie ma miejsca na maszynę do zgrzewania doczołowego.
- Przy naprawach, gdzie wycina się uszkodzony fragment i wstawia nowy, a rura nie ma luzu wzdłużnego pozwalającego na inną metodę.
- Tam, gdzie wymagana jest dokumentacja przebiegu połączenia, bo sterownik zapisuje parametry każdego zgrzewu.
Dla pojedynczego połączenia w domu metoda bywa nieopłacalna, bo sam sterownik kosztuje więcej niż większość alternatyw. Przy instalacji, która ma zostać w ziemi na trzydzieści lat, rachunek wygląda zupełnie inaczej, bo koszt odkopania jednego przecieku przewyższa cenę całego sprzętu.
Zgrzewarki, złączki elektrooporowe i osprzęt do instalacji z tworzyw wraz z danymi technicznymi zebrane są na www.onninen.pl. Parametry przywołane w tekście pochodzą z katalogu hurtowni Onninen.