Tecnologia di saldatura di tubi in polipropilene fai da te: panoramica dei metodi e dei dettagli

Desidera riparare o sostituire le utenze realizzate con tubi polimerici? Ammetterà che non è affatto male risparmiare chiamando un tecnico, assemblando da solo la nuova tubatura. Ma non sa come collegare tra loro i singoli elementi del sistema e cosa sarà necessario.

Nell'articolo che presentiamo è descritta in dettaglio la tecnologia di saldatura dei tubi in polipropilene – qualsiasi principiante idraulico riuscirà a collegarli da solo. Spiegheremo cosa considerare, come usare il saldatore per unire gli elementi in plastica. Suggeriremo in quali casi vengono utilizzati altri metodi.

Per aiutare l'artigiano principiante, abbiamo selezionato video dettagliati che mostrano il processo passo passo di esecuzione della saldatura del polipropilene e illustrazioni fotografiche.

Tubi e elementi ausiliari per il montaggio

Uno dei vantaggi indiscutibili dei tubi polimerici è la semplicità di montaggio.

Il montaggio degli elementi può essere effettuato praticamente ovunque: posarli a vista sulle pareti o sistemarli nascosti sotto il pavimento.

Se la saldatura dei tubi dell'acqua in polipropilene è eseguita correttamente, il sistema assemblato funzionerà correttamente per diversi decenni senza riparazioni.

I tubi polimerici vengono prodotti con diametri da 20 a 110 mm. Per uso domestico vengono spesso utilizzati prodotti di dimensioni 20/25/32/40 mm. Il campo di applicazione è determinato dal valore della pressione nominale del materiale.

Nella scritta di marcatura è indicato con le lettere «PN»:

• PN 10 – viene scelto per l'allestimento dell'approvvigionamento di acqua fredda.
• PN 16 – viene utilizzato per acqua fredda, ma con una pressione maggiore, e anche per l'allestimento del sistema «pavimento riscaldante».
• PN 20 – prodotti il cui unico limite è la temperatura dei liquidi trasportati attraverso di essi. Non deve superare i 75 °C.
• PN 25 – prodotti universali, utilizzati per l'allestimento di sistemi sia «freddi» che «caldi», la cui temperatura raggiunge i 90 °C.

In vendita si possono trovare prodotti polimerici dotati di rinforzo aggiuntivo.

I prodotti rinforzati vengono utilizzati per la posa su lunghi tratti in condizioni in cui è necessario ridurre l'espansione lineare che si verifica a causa delle variazioni di temperatura.

La caratteristica principale dei tubi polimerici è l'impossibilità di piegarli.

Pertanto, tutte le modifiche del percorso della linea da posare vengono effettuate solo da tratti diritti collegati tra loro da elementi di raccordo ausiliari:

• croci – per la possibilità di diramazione del flusso principale;
• raccordi a T – moltiplicatori di flussi;
• giunti – per collegare i tubi su un tratto rettilineo;
• curve – per cambiare la direzione della tubazione.

I raccordi possono essere dotati di filettatura metallica saldata, che consente di collegare la tubazione polimerica con elementi metallici.

Affinché le giunture siano il più possibile resistenti e a tenuta stagna, è importante garantire la corrispondenza esatta dei diametri degli elementi da unire.

Nella scelta degli elementi ausiliari, si devono prendere come base due parametri: la sezione interna dei prodotti e lo spessore delle loro pareti. Questi parametri devono corrispondere alle caratteristiche tecniche dei tubi in polipropilene utilizzati.

Metodi di collegamento dei tubi polimerici

Per la giunzione di tubi realizzati in materiali polimerici, a seconda delle condizioni di installazione, si utilizza uno dei due metodi:

1. Saldatura – prevede il riscaldamento e la giunzione delle estremità fuse degli elementi.
2. Senza saldatura – prevede il collegamento dei tubi mediante raccordi a compressione oppure mediante la cosiddetta saldatura a freddo.

Il secondo metodo di installazione è comodo perché per realizzarlo non è necessario utilizzare attrezzature speciali. Tutti i lavori possono essere eseguiti con un semplice strumento: una chiave di crimpatura.

Un tubo in polipropilene con spessore della parete superiore a 4 mm e diametro maggiore di 50 mm viene collegato mediante saldatura di testa:

Strumenti per il collegamento

Lo strumento principale utilizzato per collegare i tubi di plastica è il saldatore per tubi. Si tratta di una sorta di saldatore a stagno che funziona con rete elettrica a 220V. Il principio di funzionamento è piuttosto semplice. Il ruolo dell'elemento riscaldante del saldatore è svolto da una resistenza elettrica per saldatura posta all'interno di un involucro metallico.

Riscalda la piastra alla temperatura impostata, che a sua volta riscalda gli ugelli. Il termoregolatore garantisce il mantenimento della temperatura ottimale degli ugelli. Alla saldatura e agli errori tipici commessi nell'unione dei tubi in polipropilene è dedicato il seguente articolo, che consigliamo di consultare.

Il saldatore è un apparecchio compatto e leggero, dotato di sedi per l'alloggiamento della ghiera per tubi e del mandrino per raccordi.

Il saldatore viene fornito con accessori riscaldanti di dimensioni standard. Riscaldandosi a una determinata temperatura, ammorbidiscono il polipropilene fino a una viscosità che garantisce un collegamento ermetico degli elementi.

Gli accessori vengono scelti in base al diametro dei tubi utilizzati:

• 20 – per tubi di diametro mezzo pollice;
• 25 – per tubi di diametro 0,75 pollici;
• 40 – per elementi di sezione 1,25 pollici.

Poiché il costo di tale saldatrice è piuttosto elevato e non è necessario usarla molto spesso, non ha senso acquistare l'attrezzatura. È meglio noleggiare l'utensile per un giorno o due.

Per un taglio di alta qualità e la preparazione delle aree da saldare, è preferibile utilizzare uno strumento specifico: il tagliatubi. Con esso si può ottenere un taglio dritto, liscio e pulito.

Il ruolo dell'elemento tagliente del tagliatubi è svolto da una lama in acciaio inossidabile; per facilità d'uso, l'utensile è dotato di un'impugnatura gommata.

In assenza di un tagliatubi, il lavoro può essere eseguito con una smerigliatrice angolare o un seghetto per metalli. L'unico inconveniente è che dopo tali strumenti rimane una frangia nel punto di taglio. Ma non sarà difficile rimuoverla, pulendo con una striscia di carta vetrata.

Oltre agli strumenti principali per l'esecuzione dei lavori saranno necessari anche:

• squadra;
• un metro a nastro da cantiere;
• una semplice matita o un pennarello.

Se si prevede di unire i tubi con il metodo della saldatura 'a freddo', è necessario acquistare in anticipo una colla termoattiva a base di resina poliestere o epossidica, oppure il suo equivalente termoplastico a base di gomma.

Fasi principali della tecnologia di saldatura

Le condizioni chiave per una corretta installazione di un sistema idrico o di riscaldamento in polimeri sono un'attenta stima del materiale necessario e una saldatura degli elementi eseguita correttamente.

Fase #1 — calcolo del materiale e dei componenti

Per facilitare il lavoro, riducendo così gli errori durante l'installazione, prima di tutto è necessario disegnare uno schema del futuro sistema, indicando il numero di curve e diramazioni. Nel calcolare la quantità di tubi, a ogni lunghezza di segmento vanno aggiunti 25-40 mm, necessari per la 'saldatura'.

Il prezzo dei prodotti polimerici e degli elementi sagomati necessari per la loro installazione è basso, quindi per ogni evenienza di coppie saldate difettose, che spesso si verificano nelle prime fasi di lavoro, ha senso fare una piccola scorta.

Se non ha mai saldato tubi in polipropilene, gli esperti consigliano di acquistare alcuni segmenti di tubo per un addestramento preliminare. Tali spese saranno modeste e permetteranno di evitare errori grossolani durante l'installazione del sistema.

Una caratteristica dei tubi in polipropilene è l'aumento del coefficiente di dilatazione lineare sotto l'azione delle alte temperature.

Di conseguenza: quando si riscaldano o quando la pressione all'interno del sistema aumenta, i tubi si allungano e col tempo iniziano a incurvarsi. Per prevenire questo fenomeno, durante la posa di tratti di lunghezza superiore a 4-5 metri sarà necessario utilizzare anche compensatori.

I compensatori sono elementi di collegamento a forma di 'U', che esternamente ricordano degli anelli avvolti, che garantiscono l'affidabilità del sistema durante il suo esercizio.

I compensatori vengono installati sia su tratti orizzontali che verticali, montandoli tra due supporti fissi. Se necessario, è possibile acquistare anche compensatori di una modifica speciale, che possono eliminare la dilatazione lineare nelle curve angolari della tubazione.

Scopriamo come saldare correttamente i tubi in polipropilene in modo che non ci siano perdite nei punti di giunzione.

Fase #2 — saldatura degli elementi della tubatura

In breve, l'essenza della tecnica di saldatura dei tubi in polipropilene consiste nel fatto che, sotto l'azione dell'alta temperatura, le estremità degli elementi da unire vengono riscaldate e poi unite mediante una stretta compressione reciproca.

Per creare un giunto resistente durante la saldatura, il tubo stesso viene riscaldato esternamente, mentre gli elementi ausiliari utilizzati per la giunzione vengono riscaldati internamente. Nella figura l'ordine delle operazioni: 1 – marcatura; 2 – riscaldamento per il numero di secondi richiesto; 3 – giunzione dei due segmenti tra loro; 4 – attesa del numero di secondi raccomandato per il raffreddamento

Prima di iniziare i lavori, i pezzi di tubo tagliati alla lunghezza indicata vengono liberati da irregolarità e bave. Se il tubo è provvisto di uno strato di foglio interno o esterno, è necessario pulirlo preventivamente con una svasatrice dotata di coltelli ben affilati e regolati.

Quando si esegue la pulizia con la svasatrice, il tubo deve essere inserito nell'utensile fino al suo fondo.

Il lavoro di saldatura dei tubi in plastica fai-da-te viene eseguito nella seguente sequenza:

1. Si collega il saldatore per tubi in PP all'alimentazione elettrica per riscaldare l'apparecchiatura fino alla temperatura ottimale di 260-270 °C.
2. I segmenti di tubo da unire vengono infilati contemporaneamente sugli accessori, garantendo un inserimento il più possibile diritto. Questo lavoro deve essere eseguito rapidamente e con sicurezza.
3. Dopo aver atteso il tempo indicato nelle istruzioni finché i raccordi e le estremità dei tubi non si siano fusi, si estraggono gli elementi dagli accessori riscaldanti.
4. Si uniscono le estremità fuse tra loro, premendole accuratamente l'una dentro l'altra per 15-20 secondi.
5. I pezzi fissati vengono lasciati in posizione statica affinché il giunto si raffreddi completamente e la connessione diventi monolitica.

Si può determinare la durata del riscaldamento dalle istruzioni allegate all'attrezzatura o utilizzando la tabella riportata di seguito.

La durata del riscaldamento per raggiungere la completa polimerizzazione degli elementi da unire dipende dal diametro dei pezzi e dallo spessore delle loro pareti.

Non si possono trascurare i requisiti di tempo di riscaldamento indicati nella tabella. Un riscaldamento insufficiente non può garantire una giunzione affidabile. Un surriscaldamento eccessivo farà sì che il polipropilene 'colerà' e le parti si deformeranno.

Di conseguenza: sulla superficie interna dei cordoni di saldatura si formano delle sporgenze che ridurranno notevolmente il diametro della tubazione.

Per poter controllare la profondità di inserimento dei segmenti nell'elemento riscaldante, riducendo così la probabilità di difetti, sulle loro estremità è consigliabile fare preventivamente delle tacche. Legenda: 1 – riscaldamento di due segmenti di tubazione in polipropilene; 2 – rimozione tempestiva dei tubi dal saldatore; 3 – collegamento dei due elementi tra loro; 4 – sul tubo è segnata la profondità di giunzione per eseguire un corretto collegamento.

Dopo il completamento della polimerizzazione e dell'indurimento, che richiede circa 20 secondi, il giunto è pronto. Con la stessa tecnica si saldano tutti i successivi punti fino alla fine, finché il sistema di riscaldamento o l'impianto idrico in polipropilene non sia completamente assemblato.

I parametri di temperatura per eseguire la saldatura dei tubi in PP sono riportati nell'articolo, che i fai-da-te dovrebbero assolutamente consultare prima di iniziare i lavori.

Breve guida fotografica alla saldatura dei tubi in PP

La seguente raccolta di foto passo passo aiuta a visualizzare chiaramente la sequenza dei lavori di assemblaggio della tubazione in polipropilene e di collegamento dei suoi componenti:

Errori tipici durante il montaggio

I principali errori commessi dagli artigiani principianti durante il lavoro con i prodotti polimerici:

1. Riscaldamento dei pezzi. Durante il riscaldamento, i pezzi devono essere posizionati nel modo più dritto possibile. Il minimo spostamento può influenzare negativamente i parametri operativi dell'intero sistema idraulico.
2. Unione delle estremità polimerizzate. Eseguendo la pressione delle estremità fuse degli elementi, non deve ruotare i pezzi attorno al proprio asse. Ciò potrebbe portare a una giuntura insufficientemente resistente.
3. Correzione della coassialità. Nella giunzione degli elementi è consentita solo una leggera correzione della loro coassialità, la cui durata non supera 1-2 secondi.

Un altro punto importante: eseguendo la saldatura dei raccordi con l'armatura, deve necessariamente tenere conto della posizione delle valvole, garantendo loro una corsa completa e libera.

Il polipropilene riscaldato si raffredda così rapidamente che già un'ora dopo il completamento del montaggio è possibile immettere acqua nell'impianto con sicurezza.

Se dopo la giunzione degli elementi sorgono dubbi sulla qualità di una giuntura, è meglio tagliare il punto di connessione e rifarlo.

È meglio effettuare la correzione dei difetti durante la fase di montaggio della struttura, poiché sostituire un giunto che perde in un sistema già in funzione è molto più problematico.

Assemblaggio degli elementi senza uso di saldatura

L'impiego di raccordi a compressione e di moderni adesivi consente di effettuare il montaggio di tubi in polipropilene in modo qualitativo, rapido e con un investimento minimo in materiali.

Opzione #1 — installazione del raccordo a compressione

Per attuare questo metodo di giunzione sarà necessario acquistare raccordi a compressione e utilizzare una chiave di crimpatura.

I raccordi a compressione sono dotati di anelli di serraggio di tenuta, che agiscono da ammortizzatori in caso di carichi impulsivi (a differenza dei semplici dadi a risvolto).

Il montaggio del raccordo a compressione comprende tre fasi principali:

1. Sull'estremità del tubo tagliata ad angolo retto e sbavata, si monta il dado blu. Nel posizionare l'anello di crimpatura bianco, è necessario dargli una posizione tale che la parte più spessa sia rivolta verso la parte posteriore del tubo.
2. Si inserisce il tubo nel raccordo fino in fondo, spingendo al massimo l'anello di serraggio.
3. Si avvita il dado blu, avvitandolo prima a mano e poi stringendolo con la chiave.

Per il montaggio dei raccordi a compressione non sono necessarie conoscenze e abilità speciali. I prodotti vengono forniti completamente pronti per l'installazione. La loro installazione può essere effettuata in qualsiasi condizione di temperatura.

Opzione #2 — incollaggio degli elementi

Il metodo adesivo viene impiegato per il montaggio di un acquedotto destinato al trasporto di sola acqua fredda. Per applicare il metodo della saldatura a freddo, sarà necessario utilizzare un adesivo aggressivo come il tipo LN-915.

La colla è in grado di dissolvere le superfici dei pezzi da unire per un terzo, creando così le condizioni per la saldatura a freddo per diffusione.

Per proteggere la pelle delle mani da un contatto accidentale con la composizione e dall'«erosione» da parte dei suoi componenti attivi, è meglio eseguire le manipolazioni di incollaggio con guanti protettivi.

Sequenza delle operazioni per l'incollaggio dei pezzi:

1. Si verifica la corrispondenza degli angoli di taglio delle parti da giuntare e si segnano a matita i punti da incollare.
2. Si puliscono e si sgrassano le estremità dei tubi da collegare.
3. Si applica uno strato uniforme di adesivo sulle estremità dei tubi e sulla zona dei bicchieri dei raccordi.
4. Si inseriscono i tratti di tubo nei fori del raccordo, seguendo i segni fatti a matita. Si mantiene la struttura in posizione fissa per tre minuti, quindi si rimuovono le eccedenze di adesivo con un panno.
5. Si dispongono gli elementi collegati su una superficie piana e si lasciano per 5-6 ore fino a completa asciugatura.

È possibile far circolare l'acqua per verificare la qualità dell'incollaggio solo dopo 24 ore dal completamento del montaggio.

Nell'implementazione di questa tecnica di installazione dei tubi in PP è importante rispettare due condizioni principali: il regime di temperatura e umidità. Tutti i lavori devono essere eseguiti a una temperatura dell'aria compresa tra +5 e +35 °C. Eseguendo l'incollaggio in condizioni di clima caldo, il lavoro va svolto il più rapidamente possibile, in modo che la colla non si asciughi prima del completamento dell'installazione.

Conclusioni e video utili sull'argomento

Per conoscere i dettagli dei processi di saldatura e incollaggio dei tubi, si possono consultare i seguenti video:

Video #1. Come saldare correttamente i tubi:

Video #2. Assemblaggio dell'impianto idrico senza saldatura:

I lavori di giunzione fai-da-te dei tubi in polipropilene non dovrebbero presentare particolari difficoltà nemmeno per un principiante. Basta seguire con precisione e diligenza tutte le norme tecniche. Allora la tubatura assemblata da Lei stesso funzionerà senza intoppi, dandole soddisfazione.

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