НОВІТНІЙ ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ПІДХІД ЗВАРЮВАННЯ «В ЗАМКНЕНОМУ ОБ’ЄМІ» НАГРІТИМ ІНСТРУМЕНТОМ ВСТИК ПОЛІМЕРНИХ БАГАТОШАРОВИХ КОМПОЗИТНИХ ТРУБ

Анотація

При інсталяції мереж гарячого водопостачання і опалення в Україні і світі активно застосовують різні види поліпропіленових труб, зокрема багатошарові, армовані скловолокном. Основним методом з’єднання поліпропіленових труб в даний час є зварювання нагрітим інструментом врозтруб, яке передбачає використання спеціальних з'єднувальних муфт. Розтрубне зварювання дає гарні результати при з’єднанні гомогенних труб, але, у зв’язку з різними термомеханічними характеристиками матеріалів багатошарових композитних труб та особливостями цього процесу зварювання, не дозволяє отримувати рівноміцні шви. Максимальна міцність з’єднання таких труб може бути досягнута при отриманні зварних швів з незмінною пошаровою структурою, аналогічною структурі основного матеріалу.

В роботі розроблено новий технологічний підхід зварювання «в замкненому об’ємі» нагрітим інструментом встик непрямим нагрівом багатошарових композитних полімерних труб, який полягає у пошаровому зварюванні шарів композитних труб без течії та змішування полімерного матеріалу шарів та формуванні безшовного зварного з'єднання. Проведено модельні зварювання встик багатошарових армованих поліпропіленових труб нагрітим інструментом з традиційним прямим та розробленим технологічним підходом з непрямим нагрівом. Порівняльний аналіз морфологічних особливостей та механічних характеристик сформованих зварних з’єднань показав, що при традиційному стиковому зварюванні формування зварного шва відбувається по армованому шару, а його наповнювач - скляні волокна не армують шов, а навпаки відіграють роль багаточисельних дефектів. В той же час пошарове зварювання за розробленим технологічним підходом дозволяє отримати структуру і механічні характеристики зварного шва ідентичні основному матеріалу, а отже досягти його рівноміцності. Сформульовано технологічні рекомендації щодо використання розробленого технологічного підходу на підприємствах України відповідної галузі промисловості.

Ключові слова: полімерні багатошарові композитні труби, поліпропілен, скловолокно, пошарове зварювання нагрітим інструментом встик, технологічний підхід.