Электромуфтовые аппараты для сварки полимерных труб: обзор рынка

03.07.2025

Технология сварки деталями с закладными нагревателями (далее ЗН) была разработана позже сварки встык на основе опыта применения раструбной сварки. Сварку деталями с ЗН называют также электромуфтовой, электрофузионной, электродиффузионной, терморезисторной и электросопротивлением.

В нашей стране требования к оборудованию для этого вида сварки содержатся в [1] основанном на международном стандарте [2] .

Принцип работы и области применения

Сварка деталями с ЗН заключается в расплавлении полимера на контакте соединяемых внутренней поверхности детали (муфты, от вода, перехода и т. д.) и наружной поверхности трубы за счет тепла, выделяемого при протекании электрического тока по интегрированному в деталь электрическому нагревателю (спирали) из металлической проволоки. В результате происходит перемешивание расплавленных слоев двух смежных поверхностей, взаимопроникновение (диффузия) макромолекул полимера трубы и детали. Затем при естественном охлаждении образуется неразъемное сварное соединение.

Сварка деталями с ЗН используется для соединения термопластовых (полиэтиленовых, полипропиленовых, полибутиленовых и других) труб, плетей, сваренных стыковой сваркой, труб и гладких деталей разного вида при строительстве, ремонте и реконструкции трубопроводов, для присоединения ответвлений к трубопроводам. Соединять можно трубы любого диаметра, независимо от толщины их стенки и индекса SDR, трубы из полиэтилена разных, но близких по характеристикам наименований (например, из ПЭ 80 и ПЭ 63, ПЭ 80 и ПЭ 100). Проводить процесс сварки полиэтиленовых газопроводов можно при температуре воздуха от минус 20 до плюс 45°C [3], водопроводов— от минус 5 до плюс 35°C [4].

Основными технологическими параметрами сварки деталями с ЗН являются:

напряжение электрического тока, подаваемого на ЗН (обычно— от 6 до 80В);
время сварки, в течение которого происходит разогрев ЗН и расплавление полиэтилена (зависит от вида и диаметра детали, обычно— от нескольких десятков до нескольких сотен секунд);
время охлаждения полученного соединения, в течение которого происходит застывание расплава и образование сварного соединения (зависит от вида и диаметра детали, обычно— от нескольких минут до часа и более).

В силу целого ряда преимуществ перед сваркой встык нагретым инструментом сварка деталями с ЗН получила в России за последние десятилетия широкое распространение, что обеспечивает высокий уровень продаж электромуфтовых сварочных аппаратов.

На отечественном рынке в настоящее время присутствует не менее двух десятков различных марок таких аппаратов. В то же время давно не было публикаций обзоров российского рынка этого оборудования [5–7]. За двадцать лет, прошедших с момента выхода в свет первой статьи, объем рынка, число дистрибьюторов и сервисных центров увеличились в несколько раз, полностью обновился модельный ряд. Поэтому переосмысление (а для кого-то обретение) информации об аппаратах для сварки труб деталями с ЗН на сегодняшний день весьма актуально.

Основные сведения

Сварочный аппарат (устройство для осуществления сварки поли мерных труб при помощи деталей с ЗН) включает: блок питания, служащий для изменения характеристик подаваемого на устройство от источника питания электрического тока; блок управления процессом сварки (задает требуемое напряжение и силу тока, подаваемого на клеммы ЗН детали, а также время сварки) и блок памяти, сохраняющий информацию о проведенных сварках.

Напряжение от аппарата по дается на ЗН по электрокабелю со штекерами, соответствующими диаметру клемм (европейский стандарт— 4,0 мм). Для деталей с клеммами диаметром 4,7 мм (английский стандарт) в комплект сварочного аппарата могут входить соответствующие переходники-адаптеры.

Сварочные аппараты сравнивают и оценивают по таким показателям, как:

способ управления процессом сварки;
способ ввода информации о параметрах сварки; •
возможность регистрации сварочного процесса с последующей распечаткой протокола;
совместимость с персональным компьютером;
напряжение питания аппарата;
диапазон напряжения, подаваемого на ЗН детали;
мощность;
масса, размеры, транспортабельность;
надежность и безопасность работы;
комплектация

Классификация оборудования

В настоящее время аппараты для сварки деталями с ЗН выпускаются в основном автоматизированными, то есть с автоматическим способом управления процессом сварки, и снабженными системой записи (регистрации) и анализа параметров сварки. При этом устройство должно распознавать типичные ошибки процесса сварки и выводить на дисплей информацию о них.

Вводить технологические параметры сварки и информационные показатели в сварочный аппарат можно по-разному. Основными способами ввода являются следующие:

На движение расплава и качество сварки оказывают определенное влияние ориентация фитинга в пространстве (вертикальное или горизонтальное его положение) и гидродинамические процессы, протекающие в расплаве полиэтилена.

Существуют также и другие, гораздо реже встречающиеся способы. Согласно требованиям Национального агентства контроля сварки (НАКС), способы ввода информации при сварке деталями с ЗН обозначаются в документах следующим образом: ЗНР— вручную, ЗН— с помощью штрихкода или магнитной карты, ЗНА — с помощью автоматической обратной связи детали с аппаратом. Требования к системе кодирования 24-разрядного штрихкода и структуре магнитной карточки унифицированы международным стандартом [8], действующим с 1994 года. В нем также стандартизированы технологические параметры сварочных аппаратов. По способам ввода информации все сварочные аппараты можно разделить на две группы:

специализированные (мономатические)— рассчитанные только на один (помимо ручного) способ ввода информации (в настоящее время встречаются очень редко);
универсальные (многорежимные)— с возможностью ввода данных несколькими основными способами (большинство продаваемых моделей)

При больших объемах сварочных работ целесообразно при менять универсальные аппараты, несмотря на их более высокую стоимость. Такие аппараты позволяют использовать детали различных фирм-производителей, создавая условия для снижения стоимости расходных материалов.

Вариативность комплектации

Основные виды комплектации сварочных аппаратов:

совмещение в одном аппарате блока питания (сварочный трансформатор, инвертор или аккумулятор), блока управления и памяти;
блок управления и память выполнены отдельно от блока питания, они соединены электрокабелем;
блок питания отсутствует, при этом необходимо обеспечить подачу от электрогенератора или трансформатора на блок управления питающего напряжения 48 В (продукция фирмы Sauron, Франция);
совмещение в одном аппарате блока управления и памяти с блоком питания и электрогенератором (продукция фирмы Belthram, Италия).

Сварочные аппараты могут быть снабжены также устройством для распечатки данных из блока памяти.

Следует отметить, что некоторые зарубежные производители выпускают так называемые комбинированные (совмещенные) аппараты для стыковой сварки, в которых блоки регистрации или управления можно использовать отдельно как аппараты для сварки труб деталями с закладными нагревателями [9].

Для импортных моделей должна быть предусмотрена возможность выбора понятного для сварщика языка для ввода информации в аппарат.

В зависимости от комплектации средний вес сварочных аппаратов различных фирм производителей может составлять от 3,5 до 55 кг.

Специфика производства

Для производства электромуфтовых аппаратов характерны те же особенности, что и для сварочного стыкового оборудования:

одни производители самостоятельно разрабатывают и производят модели, заказывая на стороне небольшую часть необходимых деталей и узлов;
другие заказывают у зарекомендовавших себя производителей все оборудование по технической документации последних и лишь ставят на нем затем свой логотип;
еще одна часть производителей покупает лицензию на производство и далее производит соответствующее оборудование самостоятельно, используя лишь единичные узлы других изготовителей;
отдельные крупные концерны начали выпуск сварочного оборудования после приобретения заводов или фирм, уже давно его выпускавших;
некоторые производители просто копируют наиболее удачные аппараты других фирм без приобретения лицензий

Ценовая политика

На цену электромуфтовых аппаратов влияют следующие факторы: конструкция; уровень автоматизации; мощность; качество и цена комплектующих (электрика, электроника); локализация производства и транспортные издержки; таможенные пошлины (для импортного оборудования); необходимость аттестации оборудования и технологии сварки; объемы продаж.

Однако поскольку электромуфтовые аппараты по своему устройству гораздо проще стыковых и не дифференцируются по диапазонам диаметров свариваемых труб и степени автоматизации, разница в цене и качестве моделей разных производителей не так велика.

Особенности конструкции, мощность и качество комплектующих напрямую влияют на надежность сварочного оборудования, которая особенно необходима при сварке труб большого (315 мм) диаметра. Такие трубы сваривают довольно продолжительное время (от 30 минут), при этом через закладной нагреватель протекают токи большой величины (~100А). Детали с ЗН для сварки таких труб часто выпускают с функцией предварительного подогрева, который хотя и проводится при меньшем, чем сварочное, напряжении, однако также может длиться десятки минут. Работа в таком режиме сильно нагружает электрику оборудования, и аппараты низкого качества зачастую просто отключаются из-за перегрева или даже выходят из строя из-за перегорания компонентов.

На стоимость и технические характеристики аппаратов влияет также конструкция блока питания. В настоящее время большинство производителей применяют для преобразования входного напряжения трансформаторы, однако есть и использующие для этого инверторы на основе силовых тиристоров. У каждой из этих схем есть свои достоинства и недостатки.

Трансформаторные аппараты дешевле как сами по себе, так и в техническом обслуживании, однако на несколько килограммов тяжелее.

Инверторные аппараты позволяют точнее регулировать сварочный ток и напряжение, они легче, но дороги, также недешево их обслуживание и ремонт. Кроме того, для их эксплуатации требуется мощное вентиляционное охлаждающее устройство, что неудобно при работе на грунте в условиях стройки и земляных работ.

Не так давно появились модели с программным обеспечением, позволяющие определять или задавать точные координаты места проведения сварки, также с беспроводными сканерами для считывания штрихкода. Новшества призваны облегчить проведение сварочно-монтажных работ на полимерных трубопроводах.

Помимо стоимости, надежности и удобства эксплуатации большое значение для потребителей имеет также наличие и доступность сервисных пунктов, где можно про вести техническое обслуживание оборудования. Как правило, чем раньше производитель вышел на российский рынок, тем более развита у него сервисная сеть.

Рис. Сварочный аппарат «Кентавр»

Рис. Оборудование Georg Fisher

Вопросы выбора

В настоящее время на российском рынке присутствует продукция нескольких десятков производителей— отечественных и зарубежных (из Великобритании, Германии, Италии, Китая, Польши, Турции, Финляндии, Франции, Чехии, Швейцарии и других стран). При этом оборудование заграничного производства отличается разнообразием моделей и широким ценовым диапазоном.

Рынок оборудования можно раз делить на три ценовых сегмента. Зарубежное оборудование представлено во всех секторах. Оборудование таких европейских марок, как Friatec, Georg Fischer, Sauron— дорогое, средний сегмент пред ставлен итальянским и польским оборудованием, турецкие и китайские аппараты относятся к третьему— бюджетному сегменту. Оборудование отечественного производства относится ко второму и третьему сегментам. Есть еще небольшой сектор устройств, бывших в употреблении.

Кратко охарактеризуем продукцию некоторых основных производителей, присутствующих на российском рынке.

Caldervale (Великобрита ния)— на рынке с 2011 года, довольно недорогие, в пластиковом корпусе. Надежность средняя, трансформаторные. Основные модели, представленные в России, — «Пегас» и «Кентавр». Основной способ ввода информации— штрихкод.

Продукция Georg Fischer (Швейцария) известна в России более 20 лет. Аппараты выпускаются в Италии на заводе, ранее при надлежавшем компании Omicron. Оборудование высшей ценовой категории, надежное, универ сальное, однако наиболее согласованно работающее с деталями Georg Fischer. Основные модели, представленные на российском рынке: МСА 250, МСА 350, МСА 2.1 и МСА 2.2. Все новые модели— инверторные, весом около 14 кг. Предыдущие модели МСА 330 и МСА 340 — трансформаторные и весят около 20 кг.

Friatec (Германия) входит в концерн Aliaxis. Другое подразделение того же концерна выпускает детали с ЗН под маркой Frialen. Friatec продает в России электромуфтовые аппараты Friamat более 20 лет. В линейке представлены как трансформаторные (вес 19 кг), так и инверторные (вес 11 кг) модели. Есть аппараты, рассчитанные на сварку деталей с ЗН максимальным диаметром до 710 или 900 мм, имеется также модель Friamat XL для максимального диаметра 1200 мм, весящая 44 кг. В некоторых моделях существует опция ввода GPS-координат места сварки.

Рис. Сварочный аппарат Friamat XL

Fusion (Великобритания) вы пускает как стыковые, так и электромуфтовые аппараты, на российском рынке с начала 1990-х годов. Первоначально аппараты компании были мономатическими и могли сваривать лишь детали с самоопознаванием ее же производства, причем диаметр их клемм (4,7 мм) отличался от стандартных европейских (4,0 мм). В последнее время доля оборудования Fusion на российском рынке заметно уменьшилась.

Hürner (Германия)— интенсивно развивающаяся компания, до недавнего времени помимо собственной продукции выпускавшая оборудование под брендами других фирм. Конструкция аппаратов надежна, качество соответствует европейскому уровню, стоимость несколько ниже, чем у других немецких марок, относится к среднему ценовому сегменту. Широкий модельный ряд— более 20 модификаций, есть аппараты как с трансформаторными, так и с инверторными блоками питания, повышенной мощности, работающие от напряжения 380В. Вы пускаются модели для сварки труб максимальным диаметром до 1600, 1200, 315 до180мм, различающиеся мощностью, весом, объемом памяти и ценой. Одна из моделей стыковых аппаратов Hürner средней степени автоматизации имеет выносной блок регистрации и управления, находящийся в одном блоке с гидравлической системой, который может использоваться в качестве электромуфтового аппарата.

Plasson (Израиль) помимо электромуфтовых аппаратов выпускает также детали с ЗН, оснащенные как штрихкодом, так и электрическим сопротивлением в одной из клемм в качестве системы самоопознавания. Вес трансформаторных аппаратов 18–20кг, некоторые модели мономатические, то есть рассчитаны на сварку только фитингов Plasson.

Ritmo (Италия) выпускает трансформаторные универсальные аппараты по привлекательной цене, рассчитанные на сварку труб небольших диаметров. В последнее время на российском рынке появилось много предложений по продаже аппаратов под этим брендом, сделанных в Китае.

Компания Rothenberger (Германия) ранее заказывала для продажи под своим логотипом электромуфтовые аппараты других производителей (в частности, Hürner). Теперь самостоятельно выпускает трансформаторные модели с активным охлаждением и беспроводным сканером, рассчитанные на сварку труб до 400 и до 1200 мм. По цене надежные модели этой фирмы занимают про межуточное положение между высшим и средним сегментами рынка. В Российской Федерации функционирует восемь сервисных центров.

Рис. Сварочный аппарат Ritmo Elektra 400

Рис. Сварочный аппарат Rothenberger Rofuse 1200 turbo

Французская фирма Sauron, присутствующая на российском рынке с 1992 года, одна из первых в мире разработала и в 1979 году начала продажи универсального сварочного аппарата Thermoplast RS051, способного сваривать де тали с ЗН разных производите лей и получившего широкое распространение в странах Европы. Фирма первой предложила использование для ввода информации о сварке специальных штрих кодов, нанесенных на фитинги, и в 1984 году получила патент на систему штрихкода для сварки деталями с ЗН.

Рис. Сварочный аппарат Sauron Barbara TBTS

Рис. Сварочный аппарат Sauron Barbara GPS-1

С 1985 года Sauron каждые три года презентует свои новые или модифицированные электромуфтовые аппараты. За это время компания выпустила более 20 моделей такого оборудования. Все они, за некоторым исключением, рассчитаны на сварку труб диаметром до 1600 мм. Сегодня на российском рынке фирма представляет около 10 моделей, включая аппарат облегченного типа Ondin S весом 10 кг для сварки труб диаметром до 63 мм, а также Barbara ТВТ без блока питания весом 3,5 кг, рассчитанный на напряжение питания 48 В, Barbara Compact GPS, позволяющий привязать место сварки к географическим координатам и тем самым существенно облегчить подготовку исполни тельной документации и схемы сварных стыков при строительстве трубопроводов. Выпускается также модель Barbara mixt, которая может использоваться в качестве блока регистрации и управления в аппарате для стыковой сварки средней степени автоматизации.

Время показало высокую надежность и производительность оборудования фирмы Sauron, возможность сварки труб само го большого диаметра без сбоев и перерывов в работе. Нередко при ежегодном техническом обслуживании встречаются аппараты, успешно эксплуатируемые с 1996 года. В России действует десять сервисных центров.

Трансформаторные аппараты «Лотос» (Россия) мощностью 4,2 кВт и весом 16 кг для сварки труб диаметром до 630 мм вы пускаются с 2002 года в Санкт Петербурге фирмой «Комплексные технологии» и за пределами Ленинградской области малоизвестны. Могут комплектоваться беспроводными сканерами.

Рис. Сварочный аппарат «Лотос»

В 1995 году Институтом физики высоких энергий (г. Протвино Московской области) разработан сварочный аппарат «Протва», производством которого в настоящее время занимается ООО «АОСТ». Оборудование можно отнести к бюджетному ценовому сегменту. Качество уступает европейскому, однако модели постоянно совершенствуются: выпускается аппарат, рассчитанный на сварку труб диаметром до 1200 мм. Обслуживает оборудование один фирменный сервисный центр в Москве.

Аппараты «Трасса» (Россия) вы пускаются на Чебоксарском трубном заводе, недорогие. Модель «Трасса» мощностью 4,5 кВт, весом 14,5 кг и питанием 220 В предназначена для сварки труб диаметром до 630 мм. «Трасса М» мощностью 7,5 кВт, общим весом 48,5 кг и питанием 380 В, состоящая из двух блоков, предназначена для сварки труб диаметром до 2600 мм. Объемы продаж «Трасс» достаточно велики.

Рис. Сварочный аппарат «Протва»

Рис.Сварочный аппарат «Трасса-М»

Сегодня российский рынок оборудования для сварки труб деталями с ЗН характеризуется следующими тенденциями:

высокой насыщенностью;
постоянным усилением конкуренции между поставщиками оборудования;
относительно высоким уровнем продаж аппаратов отечественного производства.

В этих условиях строительные организации и другие потребители подобной продукции могут приобрести оборудование на любой вкус: как дорогое и надежное, так и дешевое, как на двадцать лет работы, так и на один строи тельный сезон, как для работы на опасных производственных объектах, так и в садоводческих товариществах. Надеемся, что эта статья поможет сделать правильный выбор.

Список литературы

Возврат к списку