Аппарат для электромуфтовой сварки

12.09.2023

Когда-то, почти в прошлой жизни, я узнал о существовании труб ПНД. Они были прекрасны. Их можно не боясь закапывать в землю, подавать по ним питьевую воду, воду для полива, коммуникации, да много чего ещё.

И тогда же мне показалось, что просто прокладывать трубы – это не спортивно. Нужно строить бетонные коммуникационные колодцы, в которых стыковать эти трубы ПНД и разветвлять их.

Но что доступно простому обывателю? Конечно же, компрессионные фитинги! Отличная вещь. Оглядываясь назад могу сказать, что это прекрасное решение. Быстро, просто, справится даже человек средних навыков. Всё просто.

Но немного позже оказалось, что если в колодце осуществляется разветвление какого-то количества труб, то компрессионные фитинги накладывают очень большие ограничения. Если говорить про трубу ПНД 32мм, то проблем достаточно мало. Но если говорить уже про трубу 63мм, то монтаж тройника в колодце уже далеко не так прост. И самое главное, что компрессионный фитинг требует очень, очень много места. Это связано с особенностью монтажа самих компрессионных фитингов, да ещё и с тем, что в их линейке отсутствуют отводы в 45 градусов. Не знаю помогли бы они мне или нет, но их всё равно не существует.

И получается, что при монтаже ПНД 63мм – колодец оказывается полностью занятым, если в нём смонтированы два тройника. А если три, то хочется спросить монтажников о том, как это вообще им удалось?

Но это всё работало. Работало долгое время и кушать не просило. Но на дворе был где-то 2021 год и мне понадобилась существенная модернизация систем водоснабжения.

И тут я узнал о существовании электросварных фитингов!

Нет, конечно, они появились сильно раньше. Но я рассказываю свою историю, так что в моей жизни они появились где-то в этот момент.

Их основная ценность в компактности. Даже с трубой 63мм можно делать очень компактные загибы на 90 градусов, можно аккуратно обходить внутренний диаметр колодца с помощью отводов в 45 градусов.

Их основной недостаток – в невозможности обслуживания. Они устанавливаются с помощью сварки один раз и навсегда. Это страшно. Но, забегая вперёд, пока я не столкнулся с ситуацией, когда это потребовало каких-то существенных затрат. Если оставлять при монтаже минимальные разумные запасы, то у вас останется право ещё на две дополнительные ошибки.

Сами фитинги выпускают многие компании. У меня в памяти засели Frialen (Германия, отлично, но невообразимо дорого), Fox (Турция, вроде хорошо, но с недавнего времени ценник так подрос, что тоже вызывает сомнения), BPG (Беларусь, сердито, есть вопросы, но вроде без проблем, и пока вполне разумный ценник).

Но вот проблема. Фитинги – это прекрасно, но для их монтажа необходим специализированный сварочный аппарат. И этот сварочный аппарат стоит ну не то чтобы космических денег, но его покупка вызывает определённые сомнения!

Допустим, вы собрались сварить с десяток фитингов. Пять муфт (330р*5), два тройника (700р*2), три отвода под 45гр (880р*3). В целом фитинги не очень дорогие и у вас получилась их стоимость 5690 рублей. Это на сегодня, это BPG.

Но аппарат для монтажа этих фитингов стоит от 70тр за что-то вообще не понятное и без отзывов. Что-то относительно внятное стоит уже 114тр.

Ну не сказать, чтобы стоимость была откровенно космической, но покупать подобное устройство для разовых работ вроде как-то не совсем логично. И дальше его использовать раз в год, или раз в два года? Нет, оно явно рассчитано на то, что вы его приобретаете для работы. И варите им кому-то трубы если не каждый день, то с какой-то регулярностью. Нет, прекрасный заработок. Там нет ничего сложного и все счастливы. Но купить для домашнего хозяйства подобный аппарат? Мне не хватает бюджета.

Мы стали брать подобный аппарат в аренду. Получается недорого. 1000-1500 рублей за день. Наверное в обычной ситуации этого более чем достаточно. Но количество раз, когда мы арендовали этот аппарат - уже превысило 15 раз. Вроде немного, но само мероприятие крайне неудобное – нужно запланировать работы, заранее зарезервировать аппарат, съездить за ним, съездить вернуть его… Короче жить с этим можно, но неудобно. Удобно взять сварочный аппарат на полке, сварить что нужно и вернуть его на полку. И за это хотят от меня 100-150 тысяч рублей. Много.

Я долго по этому поводу думал. Но решения не находилось.

А тут мне попался на глаза лютый ролик про настоящих, матёрых сантехников. Они не зассали.

Ну если они смогли, то и я смогу?

Я потратил какое-то время на изучение теории того, как именно варятся электросварные муфты. В целом всё оказалось предельно просто. На муфту должно быть подано напряжение 39.5 вольт в течение определённого времени, которое зашифровано в штрих-коде, приклеенном к муфте.

Вот здесь прекрасная статья на эту тему. https://www.advancedpiping.com.au/blog/barcode-interpretation-for-electrofusion-poly-welding/

Вот только что значит "Fusion current in voltage"? Я вначале было решил, что это ток. Но уже сильно позже (к концу статьи) оказалось, что это напряжение. Интересно - это я не знаю английский или автор страницы?

Вот код с того фитинга, который мне нужно сварить.

970207320633993506135872

Из статьи становится понятно, что мой код это:

97020732 063 3 99 3 506 135 872

97020732 – код производителя, храни его господь.

063 – диаметр фитинга. Ценная информация! Я сам-то не понял.

3 – непонятная цифра.

99 – ток напряжение, которое должно использоваться. Вы же шутите, да? Беларусы, вы нормальные? Предполагаю, что 99 обозначает - "используйте стандартное".

3 – непонятная цифра.

506 – сопротивление фитинга. Интересно, но трудно используемо.

135 – время нагрева в секундах. Позже оказалось, что это не всегда секунды. Но об этом в конце.

872 – время, требуемое на остывание фитинга. Вообще не помогает сварочному аппарату. Позже оказалось, что это коэффициенты температурной коррекции. Подробности в конце статьи.

Итого, как вы, наверное, заметили, единственная полезная информация в этом огромном штрих-коде – это время нагрева в секундах, которое используется сварочным аппаратом. Возможно, что ещё как-то используется сопротивление фитинга. Если бы у меня было под рукой больше возможностей, то я бы использовал этот параметр для анализа того тока, который проходит через цепь, чтобы понять насколько качественно проварился фитинг. Идея интересная. Теоретически.

Но для реальной работы нужно только время в секундах. Но это время "в секундах" и так напечатано на самой этикетке текстом. Его можно просто прочитать. Итого, чтобы сделать сварочный аппарат для электромуфтовой сварки вам понадобится источник питания на 39.5 вольт и таймер (сойдёт приложение на телефоне). Больше вообще ничего не нужно! Можно варить и всё у вас отлично получится!

На всякий случай попробую ещё проанализировать сопротивление, которое указано на фитинге. Там указано 506. Забегая вперёд скажу, что ток в цепи фитинга у меня плавал в зависимости от степени нагрева фитинга. От 10.6А до 7.0А. Смею предположить, что 506 – это 5.06Ом. Это значит, что ток, который "должен" быть в цепи – 7.8А. Но должен ли он поддерживаться именно таковым? Не уверен. Дорогой польский аппарат, как мне показалось, этим не заморачивается.

Но вот что мне осталось неясным… Нигде это не описано. Какое же именно должно быть напряжение на фитинге? 39.5VDC или 39.5VAC? И имеет ли это вообще какое-то значение?

Я подумал, что самый простой вариант, с помощью которого можно было бы получить 39.5VAC (из тех, что у меня были под рукой) – это регулятор мощности с aliexpress.

Может всё бы и получилось, но к сожалению точность самого регулятора настолько низкая, что выставить на нём сколь бы то ни было точное напряжение – почти невозможно. Хотя, если приноровиться, то наверняка это возможно. Итого цена вопроса – 350 рублей. Если сравнивать это с 120тр за заводской вариант, то звучит заманчиво? Но я перфекционист. Я не могу позволить себе такие погрешности…

Я попробовал историю со сварочным аппаратом. Там всё ещё сложнее. Там выставляется ток, а не напряжение. По смыслу – это было бы ещё правильнее. Но к сожалению, ток на самом сварочном аппарате выставляется ещё с меньшей точностью, чем на китайском регуляторе мощности. Плюс появляются какие-то странные функции типа антизалипания, которые вообще могут убить идею. Нет, тут всё сложно. Это нам не преодолеть.

Что же делать?

Я решил не усложнять. Пойдёт по дорогому пути. Перфекционизм же? Mean Well. Подбираем блок, который подойдет под самые жёсткие требования.

Mean Well LRS-600-36. Выходной ток 16А. Регулировка напряжения 39.6V (врут, регулировка сильно выше). Цена 4852 рубля.

Что-то не дотягивает до 120тр. Нужно что-то добавить.

Добавим что-то в чём можно будет носить сварочный аппарат. Чемодан. Хорошо подошёл DEKO DKTB31. 1512 рублей.

Теперь нам нужен таймер. Таймер вещь редкая. Сложная. Просто так не найти. Называется "реле времени". Я пересмотрел кучу каких-то нелепых обзоров – в итоге из того, то мне попалось, наиболее живая версия называется XY-WJ01. Если немного поискать, то можно уложиться в 400 рублей. Но я же спешил! Так что у меня дорогой вариант.

Нужно контролировать ток… Лучше бы для этого использовать powermeter.

Но у меня под рукой не оказалось. Ждать не хотелось. Я пока обошёлся просто амперметром. Может переделаю когда-нибудь. 1390 рублей.

Ещё мне показалось, что хорошо бы поставить вольтметр для контроля напряжения на выходе. И индикатор температуры, чтобы не перегрелся блок питания. Но китайцы сделали такое дерьмище, что даже не буду выкладывать номенклатуру. Нет, оно вполне рабочее, но на экранах этих приборов в итоге практически ничего не видно. Хоть я и старался.

Теперь осталось всё это собрать в кучу.

Трактор, зачем же здесь "синий трактор"? Мне очень хотелось сделать звуковую индикацию процесса сварки. Но, к сожалению, "синий трактор" оказался совершенно бесполезен. Его вычёркиваем. Его пришлось заменить, поскольку он играл свою мелодию только 20 секунд и замолкал. Потеря потерь.

Что же дальше? Я же у мамы столяр! Начнём с простого…

Добавим контактор, который будут коммутировать силовую часть. Надо же было так облажаться, что в этой версии устройства оказался нормально-замкнутый контактор. Это меня потом удивило. Бывает. Потом я заменил его на нормальный. Главное – DIN-рейка и фиксаторы.

Собираем обвес на чём бог послал. Не буду тратить время на выкладывание полной электрической схемы. Она настолько простая, что даже рисовать её нет ни малейшего желания.

Ещё несколько завершающих штрихов и переходим к натурным испытаниям.

Подготовлены и зачищены обрезки труб. Самое главное условие электромуфтовой сварки - качественно снять оксидный слой с ПНД-трубы. В данном случае я снимал строительным ножом. Получилось средненько. Не поленитесь использовать специализированный, ну или хотя бы похожий на него, скребок. Это самая ответственная часть сварки.

Подключаем крокодилы к клеммам и с должным чувством собственной важности запускаем процесс сварки.

Первые четыре секунды сварки. Ток 10.6А. Потребляемая муфтой мощность ~400Вт.

35 секунд сварки. Ток немного падает - 9.4А.

В это время отдельно замеряем показания Powermeter. Он показывает потребление 57Вт. Магическое устройство. Не могу понять в каких случаях он показывает правду, а в каких живёт своей жизнью. Здесь явно второй случай. Аккуратнее с подобными устройстами. Их показания могут быть крайне далеки от реальности.

Под конец мероприятия ток уже 7.6А. Мощность 300Вт.

Идеальное состояние контрольных элементов на муфте.

Подождав, пока муфта полностью остынет - приступаем к трепанации. Нужно удостовериться, что всё было сделано нормально.

Попытаюсть всё-таки разобрать сварное соединение. Для начала обычными тисками. Соединение держится. Труба пока тоже.

Оторвать край сварного шва всё-таки удаётся. Но с таким усилием, что сама ПНД труба тоже не выдерживает этого. Считаю, что экперимент прошёл неплохо. Рекомендую более тщательно следить за зачисткой ПНД-трубы от оксидного слоя, поскольку в моём случае всё-таки присутствовал кусок шва, который оторвался по сварке. Но оторвались только пара сантиметров. То, что было дальше - рвалось уже не по стыку, а просто по мясу. То есть там сварка была качественной на 100%. Предполагаю, что это связано только с качеством зачистки.

Поскольку основная часть сварочного аппарата готова - переходим к сервисной части. Синий трактор уже выброшен. Вместо него приобретён какой-то лютый автобус. 1200 рублей.

Автобус нам подходил по всем требованиям, но нужно было что-то сделать с его питанием, поскольку он хотел на входе 4.5VDC.

Для этого будем использовать понижающий DC/DC-преобразователь MP1584.

Объединяем вместе кусок автобуса, немного фанеры и MP1584. Кусок автобуса на саморезах, MP1584 на термоклей.

И вуаля!

Перестало хватать мощности 12VDC-блока питания, который управлял реле времени и с которого я взял питание для этой доделки. Блок питания там был на 500mA. Странно это. Я решил, что может у MP1584 какой-то слишком большой пусковой ток?

Ну раз так, то нужно увеличить мощность 12VDC-блока питания. Было не сложно. Замена полностью помогла. За исключением того, что кусок автобуса перестал подавать любые признаки жизни.

После разбора полётов выяснилось, что поставленный на термоклей MP1584, начал выдавать на выходе вместо 4.5VDC (которые были предварительно заданы его резистором) - все 12VDC, которые приходили к нему на вход. И блок питания, который "не справлялся" - скорее всего вообще пытался спасти мой кусок автобуса. Но не спас. Пришлось покупать второй автобус. В магазине очень смеялись.

Переделанной версии с "куском автобуса" не сохранилось на фотографии. Но смысл там был тот-же самый, только перед приклеиванием к куску фанеры я обмотал его изолентой. Да, вот так - по колхозному.

Теперь всё отлично заиграло. Можно даже сказать - новыми красками.

Общий бюджет мероприятия: 4852 + 1512 + 704 + 1390 + фанера/wago/провода + 1200 (за автобус) = 10000 рублей.

---

Дополнения 2023-09-22:

Досталась мне тут фотография настоящей, неподдельной муфты, диаметром 450мм. Попробую почитать её код.

95142035 450 3 40 0 566 937 320

95142035 – код производителя.

450 – диаметр фитинга.

3 – непонятная цифра.

40 – ток, который должен использоваться. Что-то на ток не похоже опять. Теперь же это похоже на напряжение!

0 – непонятная цифра.

566 – сопротивление фитинга (5.66 Ом?).

937 – время нагрева в секундах.

320 – время, требуемое на остывание фитинга.

Становится понятно, что где-то есть ошибка в расшифровке этого кода.

На этикетке написано, что греть нужно 2220 секунд (2220/60 = 37 минут!!! Нормально так нужно греть эту муфту!). При этом на штрихкоде указано 937 секунд.

Потратив какое-то время на поиски в сети расшифровки кода - я не нашёл ничего. Но мне кажется, что эти люди хотели сказать, что если время нагрева фитинга будет больше 899 секунд, то тогда время нагрева будет задаваться не в секундах, а минутах! И тогда всё встаёт на свои места. Отбрасываем ведущую цифру 9 и у нас остаётся 37. 37 минут на нагрев фитинга. Это мои домыслы. Хотите - верьте, хотите - нет. Но вроде совпадает всё.

Пока я искал новые данные про расшифровку, я обнаружил, что "есть версия", что последние три цифры имеют отношение к расчёту "температурной компенсации". Такое возможно, но методику расчёта найти пока не удалось.

Несколько ссылок:

https://dzen.ru/a/YOfx6QFeCEnA5ODt Ужасная статья. Всё запутано и смешано в кашу. Напряжение сварки не понятно (какие-то 22В), сопротивление в вольтах, да ещё и не совпадает с предыдущей версией деления штрихкода, температурна компенсация не описана. Из интересного, что я смог извлечь - на муфтах Frialen не будет текстового описания. Обидно.

http://www.ooosoyuz.ru/spravochnaya-informatsiya/bracode-fitting Описание как расшифровывается второй штрих-код на этикетке. Ничего для полезного, но он тоже содержит какую-то информацию.

https://www.arielplast.ru/files/doki/shtrih_code.pdf Ещё одна версия расшифровки штрих-кода. И тут странность - здесь уже 22В в самом штрих-коде! Кажется в статье на Дзене просто перепутали сам штрих-код и описание к нему. Дииичь.

https://umelyeruki.ru/svarka-mufty-po-shtrih-kodu/ https://www.kraspipe.ru/articles/poleznaya_informaciya/instrykciya_po_svarke_fitingov_frialen_rychnim_vvodom8/ О! Кажется тут люди что-то пишут про температурную компенсацию!

Попробуем разобраться.

То есть они хотели сказать, что в штрих-коде две предпоследние цифры используются по следующим формулам. Пометим их как X и Y (22 и 23 цифры соответственно).

Если на улице меньше 20 градусов, то:

[Время реальной сварки] = [Время сварки] - ( [Уличная температура] - 20 ) * X / 10

А если на улице больше 20 градусов, то формула та же, но используется Y.

Интересная мысль. Нужно как-то это упростить. Вот форма для расчётов, чтобы вообще ни о чём не думать:

---

---

Так вот, оказывается, для чего нужен дорогой сварочный аппарат - он просто умеет в автоматическом режиме рассчитывать эту температурную компенсацию! Это несомненно ценное его преимущество, но если ваш сварщик умеет пользоваться калькулятором, то всё не так уж и страшно.