Technologie zum Selberschweißen von Polypropylenrohren: Überblick über Methoden und Nuancen

Möchten Sie Leitungen aus Polymerrohren reparieren oder ersetzen? Stimmen Sie zu, dass es gar nicht schlecht ist, beim Rufen eines Fachmanns zu sparen, indem Sie die Montage der neuen Rohrleitung selbst durchführen. Aber Sie wissen nicht, wie man die einzelnen Elemente des Systems miteinander verbinden kann und was dazu benötigt wird.

In dem von uns vorgestellten Artikel wird die Technologie des Schweißens von Polypropylenrohren ausführlich beschrieben – jeder Anfänger im Sanitärbereich kann sie mit eigenen Händen verbinden. Wir erklären, was zu beachten ist, wie man das Lötgerät zum Zusammenfügen der Kunststoffelemente verwendet. Wir geben Hinweise, in welchen Fällen andere Methoden angewendet werden.

Zur Unterstützung des Anfängers haben wir detaillierte Videos, die den Schritt-für-Schritt-Prozess des Polypropylenschweißens demonstrieren, und Fotoillustrationen zusammengestellt.

Rohre und Hilfselemente für die Montage

Einer der unbestreitbaren Vorteile von Polymerrohren ist die einfache Montage.

Die Montage der Elemente kann fast überall erfolgen: offen an Wänden verlegt oder verdeckt unter dem Boden verlegt.

Wenn das Schweißen der Wasserleitungsrohre aus Polypropylen korrekt durchgeführt wird, wird das montierte System mehrere Jahrzehnte ohne Reparatur zuverlässig funktionieren

Polymerrohre werden mit Durchmessern von 20 bis 110 mm hergestellt. Für den Hausgebrauch werden am häufigsten Produkte mit den Größen 20/25/32/40 mm verwendet. Der Anwendungsbereich wird durch die Nenndruckkennzahl des Materials bestimmt.

In der Kennzeichnung wird er mit den Buchstaben «PN» angegeben:

• PN 10 – wird für die Einrichtung der Kaltwasserversorgung gewählt.
• PN 16 – wird für Kaltwasser mit höherem Druck sowie bei der Einrichtung einer Fußbodenheizung verwendet.
• PN 20 – Produkte, deren einzige Einschränkung die Temperatur der durch sie transportierten Flüssigkeiten ist. Diese darf 75 °C nicht überschreiten.
• PN 25 – universelle Produkte, die sowohl für «kalte» als auch für «heiße» Systeme verwendet werden, deren Temperaturen bis zu 90 °C erreichen.

Im Handel sind Polymerprodukte mit zusätzlicher Armierung erhältlich.

Armierte Produkte werden für die Verlegung auf langen Strecken unter Bedingungen eingesetzt, bei denen die durch Temperaturschwankungen verursachte Längenausdehnung verringert werden muss.

Das Hauptmerkmal von Polymerrohren ist, dass sie sich nicht biegen lassen.

Daher erfolgen alle Richtungsänderungen der zu verlegenden Leitung nur durch gerade Abschnitte, die mit Hilfsfittingen verbunden sind:

• Kreuzstücke – zur Abzweigung des Hauptstroms;
• T-Stücke – zur Verzweigung von Strömen;
• Muffen – zur Verbindung von Rohren auf gerader Strecke;
• Bögen – zur Richtungsänderung der Rohrleitung.

Fittings können mit eingeschmolzenem Metallgewinde ausgestattet sein, das die Verbindung von Polymerrohrleitungen mit Metallteilen ermöglicht.

Damit die Verbindungen möglichst fest und dicht werden, ist es wichtig, eine genaue Übereinstimmung der Durchmesser der zu verbindenden Elemente sicherzustellen.

Bei der Auswahl der Hilfselemente sind zwei Parameter zugrunde zu legen: der innere Querschnitt der Produkte und ihre Wandstärke. Diese Parameter müssen den technischen Eigenschaften der verwendeten Polypropylenrohre entsprechen.

Methoden zum Verbinden von Polymerrohren

Beim Verbinden von Rohren aus Polymermaterialien wird je nach Montagebedingungen eine von zwei Methoden angewendet:

1. Schweißen – beinhaltet das Erhitzen und Zusammenfügen der geschmolzenen Enden der Elemente.
2. Ohne Schweißen – beinhaltet die Verbindung von Rohren mittels Klemmringverschraubungen oder durch sogenanntes „Kaltverschweißen“.

Die zweite Montagemethode ist insofern praktisch, als für ihre Durchführung keine spezielle Ausrüstung erforderlich ist. Alle Arbeiten können mit einem einfachen Werkzeug – einer Presszange – durchgeführt werden.

Ein Polypropylenrohr mit einer Wandstärke von über 4 mm und einem Durchmesser von mehr als 50 mm wird nach der Stumpfschweißmethode verbunden:

Werkzeuge zum Verbinden

Das wichtigste Werkzeug zum Verbinden von Kunststoffrohren ist ein Schweißkolben. Es handelt sich um eine Art Lötkolben, der mit 220V Netzspannung betrieben wird. Das Funktionsprinzip ist recht einfach. Die Rolle des Heizelements übernimmt ein Schweißheizstab, der in einem Metallgehäuse untergebracht ist.

Er heizt die Platte auf die vorgegebene Temperatur auf, welche die Aufsätze erhitzt. Für die Aufrechterhaltung der optimalen Temperatur der Aufsätze ist der Thermoregler zuständig. Dem Schweißen und den typischen Fehlern, die beim Verbinden von Polypropylenrohren gemacht werden, ist der folgende Artikel gewidmet, den wir Ihnen zu lesen empfehlen.

Der Schweißkolben ist ein kompaktes und leichtes Schweißgerät, das mit Aufnahmen für eine Hülse für Rohre und einen Dorn für Formstücke ausgestattet ist.

Im Lieferumfang des Schweißkolbens sind Heizaufsätze in Standardgrößen enthalten. Sie erhitzen sich auf eine bestimmte Temperatur und erweichen das Polypropylen bis zu einer Viskosität, die eine dichte Verbindung der Elemente gewährleistet.

Die Aufsätze werden je nach Durchmesser der verwendeten Rohre ausgewählt:

• 20. Größe – für Rohre mit einem Durchmesser von einem halben Zoll;
• 25. – für Rohre mit einem Durchmesser von 0,75 Zoll;
• 40. – für Elemente mit einem Querschnitt von 1,25 Zoll.

Da die Anschaffungskosten eines solchen Schweißgeräts recht hoch sind und es nicht sehr häufig verwendet wird, ist es nicht sinnvoll, das Gerät zu kaufen. Besser ist es, das Werkzeug für ein bis zwei Tage auszuleihen.

Für hochwertiges Schneiden und Vorbereiten der zu schweißenden Abschnitte verwenden Sie am besten das speziell dafür vorgesehene Werkzeug – Rohrabschneider. Mit seiner Hilfe können Sie einen ebenen, glatten und schönen Schnitt erzielen.

Die Schneidklinge des Rohrschneiders besteht aus Edelstahl; zur Benutzerfreundlichkeit ist das Werkzeug mit einem gummierten Griff ausgestattet.

Wenn kein Rohrschneider zur Verfügung steht, kann die Arbeit mit einer Flex oder einer Metallsäge ausgeführt werden. Der einzige Nachteil ist, dass an der Schnittstelle nach der Verwendung solcher Werkzeuge ein Grat entsteht. Diesen kann man jedoch leicht entfernen, indem man ihn mit einem Streifen Schleifpapier glättet.

Neben den Hauptwerkzeugen für die Arbeiten werden auch benötigt:

• Winkel;
• Baumaßband;
• einfacher Bleistift oder Marker.

Wenn Sie vorhaben, Rohre mittels „Kalt“-Schweißen zu verbinden, müssen Sie im Voraus einen thermoreaktiven Klebstoff auf Basis von Polyester- oder Epoxidharz oder dessen thermoplastisches Äquivalent auf Kautschukbasis erwerben.

Grundlegende Schritte der Löttechnik

Die wesentlichen Voraussetzungen für eine erfolgreiche Installation einer Wasser- oder Heizungsanlage aus Polymeren sind eine sorgfältige Berechnung des benötigten Materials und eine fachgerecht ausgeführte Schweißung der Elemente.

Schritt #1 – Berechnung des Materials und der Komponenten

Um sich die Arbeit zu erleichtern und somit Fehler bei der Montage zu minimieren, muss zunächst ein Schema des zukünftigen Systems gezeichnet werden, in dem die Anzahl der Bögen und Abzweigungen angegeben ist. Bei der Berechnung der Rohrmenge sollte zu jeder Abschnittslänge 25-40 mm für die „Durchschweißung“ hinzugefügt werden.

Der Preis für Polymerprodukte und die für deren Montage erforderlichen Formteile ist gering, daher ist es sinnvoll, einen kleinen Vorrat für den Fall fehlerhafter Lötverbindungen anzulegen, die zu Beginn der Arbeit häufig auftreten.

Wenn Sie noch nie Polypropylenrohre geschweißt haben, empfehlen erfahrene Fachleute, gleich mehrere Rohrabschnitte zum vorherigen Üben zu kaufen. Diese Kosten sind preiswert und helfen, grobe Fehler bei der Systemmontage zu vermeiden.

Eine Besonderheit von Polypropylenrohren ist die Zunahme des linearen Ausdehnungskoeffizienten unter Einwirkung hoher Temperaturen.

Infolgedessen verlängern sich die Rohre bei Erwärmung oder steigendem Druck im System und beginnen mit der Zeit durchzuhängen. Um dieses Phänomen zu verhindern, müssen bei der Verlegung von Abschnitten mit einer Länge von mehr als 4-5 Metern auch Kompensatoren eingesetzt werden.

Kompensatoren sind U-förmige Verbindungselemente, die äußerlich an eingewickelte Schlaufen erinnern und die Zuverlässigkeit des Systems während des Betriebs gewährleisten.

Kompensatoren werden sowohl an horizontalen als auch an vertikalen Abschnitten installiert, indem sie zwischen zwei festen Auflagern montiert werden. Bei Bedarf können auch Kompensatoren einer speziellen Modifikation erworben werden, die lineare Ausdehnung an Rohrbögen ausgleichen können.

Wir werden klären, wie man Polypropylenrohre richtig schweißt, damit es an den Verbindungsstellen keine Lecks gibt.

Schritt #2 – Löten der Rohrleitungselemente

Kurz gesagt, das Wesen der Schweißtechnologie von Polypropylenrohren besteht darin, dass die Enden der zu verbindenden Elemente unter Einwirkung hoher Temperatur erhitzt und durch festes Andrücken aneinander verbunden werden.

Um eine feste Verbindung beim Schweißen zu erzielen, wird das Rohr selbst von außen erhitzt, während die beim Zusammenfügen verwendeten Hilfselemente von innen erhitzt werden. In der Abbildung ist die Reihenfolge der Arbeitsschritte: 1 – markieren; 2 – für die erforderliche Anzahl von Sekunden erhitzen; 3 – die beiden Abschnitte miteinander verbinden; 4 – die empfohlene Anzahl von Sekunden bis zur Abkühlung einhalten.

Vor Arbeitsbeginn werden die auf die angegebene Länge zugeschnittenen Rohrstücke von Unebenheiten und Graten befreit. Wenn im Rohr eine Schicht aus innerer oder äußerer Folie vorgesehen ist, muss diese vorher mit einem Anfasgerät gereinigt werden, das mit gut geschärften und eingestellten Messern ausgestattet ist.

Beim Reinigen mit dem Anfasgerät muss das Rohr bis zum Anschlag in das Werkzeug eingeführt werden.

Das Schweißen von Kunststoffrohren in Eigenregie erfolgt in folgender Reihenfolge:

1. Der Lötkolben für PP-Rohre wird an die Stromversorgung angeschlossen, um das Gerät auf die optimale Temperatur von 260–270 °C zu erhitzen.
2. Die zu verbindenden Rohrstücke werden gleichzeitig auf die Düsen aufgesteckt, wobei ein möglichst gerades Einführen sichergestellt wird. Diese Arbeit sollte schnell und sicher ausgeführt werden.
3. Nachdem die in der Anleitung angegebene Zeit abgewartet wurde, bis die Fittings und Rohrenden geschmolzen sind, werden die Elemente aus den Heizdüsen entnommen.
4. Die geschmolzenen Enden werden zusammengefügt und 15–20 Sekunden lang sanft ineinander gedrückt.
5. Die verbundenen Teile werden in einer statischen Position belassen, damit die Naht vollständig abkühlt und die Verbindung monolithisch wird.

Die Dauer der Erhitzung kann der dem Gerät beiliegenden Anleitung oder der untenstehenden Tabelle entnommen werden.

Die Dauer der Erhitzung zum Erreichen einer vollständigen Polymerisation der zu verbindenden Elemente hängt vom Durchmesser der Teile und der Dicke ihrer Wände ab.

Die in der Tabelle angegebenen Anforderungen an die Erhitzungszeit dürfen nicht vernachlässigt werden. Eine unzureichende Erhitzung kann keine zuverlässige Verbindung gewährleisten. Übermäßiges Erhitzen führt dazu, dass das Polypropylen „fließt“ und die Teile sich verformen.

Infolgedessen bilden sich auf der Innenfläche der Schweißnähte Vorsprünge, die den Durchmesser der Rohrleitung erheblich verringern.

Um die Eindringtiefe der Rohrabschnitte in das Heizelement kontrollieren zu können und damit die Wahrscheinlichkeit von Fehlern zu verringern, ist es empfehlenswert, an ihren Enden vorab Kerben anzubringen. Legende: 1 – Erwärmen von zwei Polypropylen-Rohrabschnitten; 2 – rechtzeitiges Abnehmen der Rohre vom Lötkolben; 3 – Verbinden der beiden Elemente miteinander; 4 – am Rohr ist die Verbindungstiefe für eine korrekte Verbindung markiert.

Nach Abschluss der Polymerisation und des Aushärtens, die etwa 20 Sekunden dauern, ist die Verbindung bereit. Nach dem gleichen Verfahren werden alle weiteren Verbindungen bis zum erfolgreichen Ende verschweißt, bis die Heizungsanlage oder die Polypropylen-Wasserleitung vollständig montiert ist.

Die Temperaturparameter für die Durchführung des Schweißens von PP-Rohren sind in dem Artikel angegeben, mit dem sich Heimwerker vor Arbeitsbeginn unbedingt vertraut machen sollten.

Kurze Fotoanleitung zum Schweißen von PP-Rohren

Eine anschauliche Darstellung der Arbeitsschritte für die Montage einer Polypropylen-Rohrleitung und die Verbindung ihrer Teile bietet die folgende Sammlung von Schritt-für-Schritt-Fotos:

Typische Fehler bei der Montage

Die häufigsten Fehler, die Anfänger bei der Arbeit mit Polymerprodukten machen:

1. Erwärmen der Teile. Im Moment des Erhitzens sollten die Teile in möglichst gerader Position angeordnet sein. Schon die kleinste Verschiebung kann die Betriebsparameter des gesamten Sanitärsystems negativ beeinflussen.
2. Zusammenfügen der polymerisierten Enden. Beim Andrücken der geschmolzenen Enden der Elemente dürfen die Teile nicht um ihre Achse gedreht werden. Dies könnte dazu führen, dass die Schweißnaht nicht ausreichend fest ist.
3. Korrektur der Fluchtung. Beim Zusammenfügen der Elemente ist nur eine leichte Korrektur ihrer Fluchtung zulässig, deren Dauer nicht mehr als 1–2 Sekunden beträgt.

Ein weiterer wichtiger Punkt: Beim Einschweißen von Fittings mit Armaturen muss unbedingt die Position der Ventile berücksichtigt werden, um ihnen einen freien vollen Hub zu ermöglichen.

Erhitzter Polypropylen kühlt so schnell ab, dass bereits eine Stunde nach Abschluss der Montage bedenkenlos Wasser in das System geleitet werden kann.

Sollten nach dem Zusammenfügen der Elemente Zweifel an der Qualität einer Schweißnaht bestehen, ist es besser, die Verbindungsstelle auszuschneiden und neu zu machen.

Die Beseitigung von Mängeln sollte besser in der Montagephase der Konstruktion erfolgen, da der Austausch einer undichten Verbindung in einem bereits in Betrieb genommenen System weitaus problematischer ist.

Montage der Elemente ohne Löten

Die Verwendung von Kompressionsfittings und modernen Klebstoffen ermöglicht eine qualitativ hochwertige, schnelle und kostengünstige Montage von Polypropylenrohren.

Variante #1 – Installation einer Klemmverschraubung

Für die Umsetzung dieser Verbindungsmethode ist der Erwerb von Kompressionsfittings und der Einsatz eines Anzugsschlüssels erforderlich.

Kompressionsfittings sind mit dichtenden Klemmringen ausgestattet, die bei Auftreten von stoßartigen Impulsbelastungen als Dämpfer fungieren (im Gegensatz zu einfachen Überwurfmuttern).

Die Montage eines Kompressionsfittings umfasst drei Hauptschritte:

1. Auf das rechtwinklig abgeschnittene und entgratete Rohrende wird die blaue Mutter aufgeschoben. Bei der Positionierung des weißen Klemmrings muss dieser so ausgerichtet werden, dass der verdickte Teil zum Rohrende hin zeigt.
2. Das Rohr wird bis zum Anschlag in das Fitting eingeführt, wobei der Klemmring maximal vorgeschoben wird.
3. Die blaue Mutter wird angezogen, indem sie zunächst von Hand „angelegt“ und dann mit einem Schlüssel nachgezogen wird.

Für die Montage von Kompressionsfittings sind keine speziellen Kenntnisse oder Fähigkeiten erforderlich. Die Produkte werden montagefertig geliefert. Ihre Installation kann unter beliebigen Temperaturbedingungen durchgeführt werden.

Variante #2 – Verkleben der Elemente

Die Klebemethode wird für die Montage von Wasserleitungen verwendet, durch die nur kaltes Wasser transportiert werden soll. Um die Methode der „Kaltverschweißung“ anzuwenden, muss ein „aggressiver“ Klebstoff vom Typ LN-915 verwendet werden.

Der Klebstoff ist in der Lage, die Oberflächen der zusammenzufügenden Teile um ein Drittel anzulösen und so die Voraussetzungen für eine kalte Diffusionsverschweißung zu schaffen.

Um die Haut der Hände vor versehentlichem Kontakt mit der Mischung und einer „Verätzung“ durch ihre Wirkstoffe zu schützen, sollten Klebearbeiten am besten mit Schutzhandschuhen durchgeführt werden.

Vorgehensweise beim Verkleben von Produkten:

1. Überprüfen Sie, ob die Winkel der Schnittkanten der zu verbindenden Abschnitte übereinstimmen, und markieren Sie die Klebestellen mit einem Bleistift.
2. Reinigen und entfetten Sie die zu verbindenden Rohrenden.
3. Tragen Sie den Klebstoff gleichmäßig auf die Rohrenden und die Muffenbereiche der Fittings auf.
4. Führen Sie die Rohrabschnitte in die Öffnungen des Fittings ein, orientieren Sie sich dabei an den Bleistiftmarkierungen. Halten Sie die Konstruktion drei Minuten lang in der fixierten Position und entfernen Sie dann mit einem Tuch überschüssiges Material.
5. Legen Sie die verbundenen Teile auf eine ebene Fläche und lassen Sie sie 5–6 Stunden lang vollständig trocknen.

Das Wasser zur Überprüfung der Klebequalität darf erst einen Tag nach Abschluss der Montage eingeschaltet werden.

Bei der Umsetzung dieser Montagetechnologie für PP-Rohre sind zwei grundlegende Bedingungen zu beachten: die Temperatur- und die Feuchtigkeitsbedingungen. Alle Arbeiten müssen bei einer Lufttemperatur von +5 bis +35 °C durchgeführt werden. Wenn die Verklebung bei heißem Wetter erfolgt, sollten die Arbeiten so schnell wie möglich durchgeführt werden, damit der Klebstoff nicht vor Abschluss der Montage trocknet.

Fazit und nützliche Videos zum Thema

Über die Feinheiten der Prozesse des Schweißens und Klebens von Rohren erfahren Sie in den folgenden Videos:

Video #1. So schweißen Sie Rohre richtig:

Video #2. Montage einer Wasserleitung ohne Schweißen:

Die Arbeiten zum eigenständigen Verbinden von Polypropylen-Rohren sollten selbst für einen unerfahrenen Handwerker keine besonderen Schwierigkeiten bereiten. Man muss lediglich alle technologischen Normen klar und gewissenhaft einhalten. Und dann wird die selbst zusammengebaute Rohrleitung Sie mit problemlosem Betrieb erfreuen.

Schreiben Sie bitte Kommentare in den unten stehenden Block. Stellen Sie Fragen zu strittigen Punkten, teilen Sie Informationen, die für die Besucher der Website nützlich sein könnten. Hinterlassen Sie Beiträge mit Ihrer eigenen Meinung, fügen Sie Fotos zum Thema des Artikels hinzu.