Osnovni propisi za pripremu i zavarivanje polietilenskih cijevi spojnim dijelovima s ugrađenim grijačima. Zavarivanje spojnih dijelova s ​​ugrađenim grijačem. Ispitivanje vibracijama

Danas su građevinske i instalacijske organizacije koje se bave polaganjem vanjskih cjevovoda sve više počele koristiti cijevi od polimernih materijala. Jasno je da postoji više neospornih prednosti polimernih cijevi u odnosu na metalne, i one su dobro poznate. To su jednostavnost ugradnje, dugi vijek trajanja, ekološka prihvatljivost itd. Poznavajući sve ove pozitivne osobine polimerne cijevi, a posebno činjenicu da je zavarivanje mnogo lakše i brže, instalaterske organizacije često zaboravljaju da tehnologija procesa zavarivanja predviđa određena pravila koja se moraju poštovati.

Na primjer, kod sučeonog zavarivanja cijevi potrebno je strogo uspostaviti i promatrati parametri procesa zavarivanja:

  • temperatura grijaćeg elementa ovisno o materijalu koji se zavaruje;
  • indikatori tlaka i vremena taljenja krajeva cijevi;
  • trajanje tehnološke pauze za uklanjanje grijača iz zone zavarivanja;
  • pokazatelji tlaka i vremena hlađenja zavara.

Ako se poštuju ovi parametri, kvaliteta zavara bit će blizu čvrstoće osnovnog materijala cijevi.

Kod zavarivanja polietilenskih (PE) cjevovoda pomoću armatura s ugrađenim grijačima (električne armature) proces zavarivanja se odvija automatski bez intervencije čovjeka, a veliku pozornost treba posvetiti pripremnim radovima.

Samo strogo pridržavanje obaveznih propisa prije zavarivanja od strane zavarivača osigurat će visokokvalitetno zavarivanje cjevovoda.

O kakvim propisima za pripremne radove govorimo? Što bi ovlašteni zavarivač trebao učiniti tijekom pripreme prije elektrofuzijskog zavarivanja? Koji se alati ili dodatna oprema moraju koristiti kako bi se osigurala visoka kvaliteta zavarenog spoja?

Razmotrimo cijeli proces zavarivanja pomoću dodatne opreme u fazama.

Priprema i ispitivanje rada opreme za zavarivanje

Aparat za zavarivanje postavlja se na unaprijed planirano i očišćeno područje.


Na mjestu gdje će se izvoditi zavarivanje postavlja se tenda ili šator kako bi se spriječio prodor prašine i oborina u prostor za zavarivanje. Električni kablovi aparata za zavarivanje su odmotani i spojeni na izvor struje. Provjeravaju se zaštitno uzemljenje i izolacija električnog kabela.

Terenski šator

Mehanička obrada krajeva površine cijevi za zavarivanje

Krajevi polietilenskih cijevi moraju biti suhi, čisti i imati ravnomjeran, okomit rez.

Cijev je izrezana rezači cijevi ili škare u rasponu promjera od 20 do 160 mm.

Za cijevi promjera do 225 mm ili do 315 mm giljotina.

Za cijevi promjera od 160 do 355 mmelektrična kružna pila.

Za cijevi promjera 400 mm ili višeelektrična lančana pila.

Ovoj pripremnoj operaciji mora se pristupiti vrlo pažljivo, jer Zavarivanje cijevi s prevelikim skošenjem može dovesti do pomaka i kratkog spoja zavoja spirale i ulaska rastaljenog materijala između krajeva cijevi. U tom slučaju postoji mogućnost da se neće stvoriti pritisak zavarivanja, a to će utjecati na kvalitetu zavara.

Primjer s kosim rezom cijevi Primjer s kratkim spojem od zavoja do zavoja


Još jedan čimbenik koji utječe na kvalitetu zavarivanja je točnost spojnih površina polietilenske cijevi i električnog priključka. Dakle, nakon čišćenja i rezanja cijevi se mehanički obrađuju (ogoljenje). Svrha ovog čišćenja je uklanjanje vanjskog sloja onečišćenja i oksidnog filma. Za ovaj rad koriste se mehanički uređaji za skidanje izolacije koji osiguravaju brzo i ravnomjerno uklanjanje oksidnog sloja s površine cijevi. Neuklanjanje oksidnog sloja negativno utječe na kvalitetu zavarenog spoja i dovodi do nedostatka proboja.

Kada je izložen ultraljubičastom zračenju (okolina), na površini cijevi brzo se pojavljuje oksidirani sloj. Stoga se čišćenje cijevi mora obaviti neposredno prije postupka zavarivanja.

Mehaničko skidanje izolacije cijevi s uređajem za skidanje izolacije provodi se na duljinu koja je jednaka najmanje 0,5 duljine spojnice s ugrađenim grijačem. Debljina sloja koji se uklanja s polietilenske cijevi je 0,1–0,2 mm. Za cijevi promjera do 63 mm koristi se ručni strugač (strugač). Prije upotrebe mehaničkog skidanja izolacije potrebno je izmjeriti promjer cijevi koja se skida; ako cijev nema pozitivne tolerancije promjera, tada je preporučljivo koristiti strugač koji vam omogućuje uklanjanje strugotine debljine do 0,1 mm. Ako se s površine polietilenske cijevi ukloni predebeli sloj strugotine, to će negativno utjecati na kvalitetu zavara.

Uređaj za skidanje Promjer obrađenih cijevi, mm
63–225
110–500

450–1200

Prema SP 42-103-2003:

Prstenasti razmak između cijevi i spojnog dijela u pravilu ne smije biti veći od 0,3 mm, a nakon montaže na cijevi trebaju biti vidljivi tragovi mehaničke površinske obrade.

Za zavoje sedla, prostor na cijevi se čisti s dopuštenjem od 5 do 10 mm sa svake strane sedla.

Same elektro armature nisu podvrgnute mehaničkoj obradi zbog mogućnosti oštećenja spirale.

Montaža i pričvršćivanje zavarenih cijevi i dijelova

Za zaštitu od slučajnog klizanja tijekom zavarivanja i hlađenja, cijevi su učvršćene u stezaljkama pozicionera. Pozicioner sprječava savijanje cijevi i osigurava potrebno poravnanje zavarenih cijevi i električnih spojeva tijekom procesa zavarivanja kako bi se izbjegao nedostatak proboja. Pozicioner također sprječava primjenu sila savijanja na krajeve cijevi koji ulaze u područje zavarivanja električnog priključka. Osiguranje cijevi u pozicioneru je preduvjet za postupak zavarivanja.

Ovisno o mehanizmu za fiksiranje cijevi pozicioneri se dijele u dvije vrste:

    pozicioneri remena;

    pozicioneri s funkcijom uklanjanja ovalnosti cijevi.

Pozicioner trake dizajniran je za cijevi maksimalnog promjera do 500 mm. Služi samo za pričvršćivanje cijevi s bilo kakvim električnim priključcima (spojnica, zavoj, T) tijekom procesa zavarivanja. Preklopni okvir pozicionera omogućuje zavarivanje cijevi pod bilo kojim kutom savijanja.

Dodatni umetci u glavnim nosačima rješavaju problem istovremenog zavarivanja cijevi različitih promjera s prijelaznim spojnicama, kao i s nejednakim T-komadama.

Pozicioneri mogu biti opremljeni uređajem za precizno rezanje cijevi na terenu ručnom pilom.

Najjednostavniji i najpouzdaniji mehanizam trake za pričvršćivanje cijevi u pozicioneru samo olakšava pripremni rad zavarivača.

Pozicioner trake za savijanje sedla

Dizajniran za ugradnju sedlastih zavoja, oblaganje cijevi na glavnu cijev.

Tijekom zavarivanja omogućuje vam da čvrsto pritisnete koljeno na cijev koja se zavariva i sprječava pomicanje sedla izvan zone zavarivanja. Pozicioner se koristi za sve vrste sedla s ugradnjom na zavarenu cijev promjera 63–500 mm:

Ako se ovaj pozicioner ne koristi tijekom instalacije, postoji mogućnost da sjedalo neće biti zavareno.

Pozicioner s funkcijom deovaliteta cijevi

Ovi pozicioneri dizajnirani su za rad s cijevima koje imaju veliki ovalitet. Nakon učvršćivanja u pozicioneru, krajevi cijevi zauzimaju ispravan krug i time su osigurani od slučajnog pomicanja tijekom procesa zavarivanja.

Pozicioneri s funkcijom uklanjanja zaobljenosti krajeva cijevi proizvode se do 1200 mm.

Izgled pozicionera Promjer fiksnih cijevi, mm
63–180
110–250
225–315
315–500
400-1200

Pozicioneri su potrebni kako bi osi cijevi i dijelova koji se zavaruju postavljeni paralelno i bez izobličenja. Tijekom zavarivanja vanjska opterećenja ne smiju se prenositi na krajeve zavarenih cijevi koji se nalaze u spojnici za električno zavarivanje.

Cijevi moraju ostati u pozicioneru do završetka procesa zavarivanja. Cijevi treba skinuti sa stezaljki pozicionera tek nakon što se zavareni spoj (električni spoj) potpuno ohladi.

Zaobljene ploče

Na ispravnu ugradnju cijevi koaksijalno jedna s drugom utječe ovalnost zavarenih cijevi. Zbog velike ovalnosti cijevi nemoguće je pravilno montirati električnu armaturu. Ako se tijekom ugradnje koristi ovalna cijev, između cijevi i fitinga će se stvoriti razmak, što može negativno utjecati na kvalitetu zavarivanja (budući da se neće stvoriti pritisak zavarivanja). Ovalnost se javlja zbog dugotrajnog skladištenja cijevi ili kada se isporučuju u kolutima. Za uklanjanje ovalnosti PE cijevi koriste se zaobljene ploče.

Postoje dvije vrste jastučića:

  • mehanički s ručnom stezaljkom, koristi se za PE cijevi promjer 63–400 mm;
  • s hidrauličkim pogonom, koristi se za PE cijevi promjera 400–1200 mm.

Prema SP 42-103-2003:

„Ako zavareni krajevi cijevi imaju ovalnost veću od 1,5% vanjskog promjera cijevi ili ≥ 1,5 mm, tada prije sastavljanja spoja, da biste im dali zaobljeni oblik, upotrijebite inventarne kalibracijske stezaljke (zaobljene jastučiće), koji se postavljaju na cijevi na udaljenosti od 15-30 mm od oznaka."

Valjkasti ležajevi

Dizajniran za održavanje cijevi u vodoravnom položaju i njihovo poravnavanje s priključkom tijekom zavarivanja.

Preporučljivo je i prikladno koristiti valjkaste nosače s mogućnošću podešavanja visine cijevi.

Obvezni postupak u propisima za pripremu cijevi prije elektrofuzijskog zavarivanja je odmašćivanje vanjskih površina PE cijevi koje se zavaruju. Površina cijevi se odmašćuje neposredno prije postavljanja fitinga na cijev, a tekućina za odmašćivanje mora potpuno ispariti prije početka zavarivanja. Briše se samo očišćeno područje polietilenske cijevi.

Za brisanje koristite krpe koje ne ostavljaju dlačice natopljene industrijskim alkoholom ili posebne krpe koje sadrže alkohol.

Neprihvatljivo je koristiti bijeli duh i aceton za odmašćivanje polietilenskih cijevi.

Tijekom instalacije ne dopustite da prljavština, prašina ili voda uđu u zonu zavarivanja.

Označavanje zavarenog spoja

Svaki zavareni spoj na polietilenskom cjevovodu mora biti označen.

U početku se oznaka nanosi prije ugradnje fitinga na cijev; marker označava dubinu do koje se fiting mora postaviti na cijev. Bolje je označiti dubinu nakon čišćenja i odmašćivanja. Ako napravite oznake unaprijed, postoji mogućnost da će se oznake izbrisati tijekom odmašćivanja. Sljedeće - konačno - označavanje mora se obaviti nakon zavarivanja. U području spoja naznačen je broj spoja (spojnice) i šifra operatera koji je izvršio ovo zavarivanje.

DO olovka marker

Označavanje se vrši flomasterom svijetle boje.

Zavarivanje

Unaprijed pripremljen aparat za zavarivanje spaja se na električnu mrežu ili električni generator potrebnog napona i snage. Kabel za zavarivanje spojen je na kontakte armature s ugrađenim grijačem.

Aparati za zavarivanje imaju funkcija za unos dodatnih podataka u protokolu zavarivanja, i to:

  • naziv organizacije koja instalira cjevovod;
  • adresa na kojoj se obavlja zavarivanje;
  • prezime, ime ili šifra zavarivača i sl.

Pomoću skenera koji je isporučen s uređajem očitava se glavni crtični kod. Nakon očitavanja crtičnog koda, na zaslonu uređaja prikazuju se osnovni podaci o postupku montaže i zavarivanja.

Aparati za zavarivanje također imaju funkciju za hitan ručni unos informacija.

Tako npr. ako nema bar koda ili ako je oštećen, moguće je ručno unijeti osnovne parametre zavarivanja (vrijeme i napon) u aparat za zavarivanje.

Podaci o procesu zavarivanja (protokol) se bilježe i pohranjuju u memoriju aparata za zavarivanje.

Nakon završenog zavarivanja i hlađenja, dobiveni zavareni spoj se oslobađa od pozicionera, nakon čega slijedi označavanje spoja, o čemu je ranije bilo riječi.

Opterećenje radnim tlakom ili tlačno ispitivanje cjevovoda može se obaviti 10-30 minuta nakon hlađenja.

Usklađenost s ovim propisima za pripremu i zavarivanje PE cijevi jamči da će zavareni cjevovod služiti pouzdano i dugo, te neće dovesti do ozbiljnih nesreća koje diskreditiraju polimerne cijevi.

–––¤¤¤¤–––

! Pohađajte besplatne majstorske tečajeve na montaži cjevovoda od raznih materijala (tjedno srijedom)

Trenutna stranica: 1 (knjiga ima ukupno 6 stranica) [dostupan odlomak za čitanje: 2 stranice]

Volkov I. V., Kimelblat V. I., Stojanov O. V.
Zavarivanje polimernih cijevi i spojnih dijelova s ​​ugrađenim električnim grijačima

UVOD

Glavni smjer tehničkog napretka u području izgradnje cjevovodnih sustava za različite namjene povezan je s upotrebom polimernih cijevi. Problemi u proizvodnji izazvani krizom iz 2008. već su otklonjeni. Globalni obujam korištenja polimernih cijevi u 2011. vratio se na razinu prije krize i nastavlja rasti. Rusko tržište polimernih cijevi se razvija u kvantitativnom i kvalitativnom smislu. U 2011. godini ovladana je proizvodnja super velikih monolitnih cijevi promjera do 1600 mm. Pojavljuju se nove vrste upletenih cijevi promjera do 2400 mm i predizolirane savitljive cijevi. Za sljedećih 3-5 godina predviđa se godišnji porast od 10-15%. U Rusiji se najviše koriste poliolefinske cijevi, prvenstveno polietilenske (PE) i polipropilenske (PP), kao i, u mnogo manjim količinama, polibutenske (PB) cijevi.

Važan aspekt učinkovitosti i funkcionalnosti cjevovoda je njihova pouzdanost. Procijenjeni vijek trajanja polimernih cjevovoda je mnogo desetljeća, ali pouzdanost cjevovodnih sustava prvenstveno je ograničena kvalitetom spojeva.

Glavna metoda za izradu trajnih spojeva poliolefinskih cijevi je zavarivanje.

Pri izradi najrasprostranjenijih polietilenskih cjevovoda najekonomičnije je otporno sučeono zavarivanje. Uz strogo pridržavanje standardnih tehnoloških parametara sučeonog zavarivanja, dobivaju se zavareni spojevi koji su superiorniji u čvrstoći od osnovnog materijala cijevi, a njihova trajnost određena je strukturom polimera i radnim uvjetima. Brojni radovi proveli su prilično detaljnu analizu čimbenika koji utječu na pouzdanost sučeonih spojeva.

Zavarivanje ugrađenim električnim grijačima (ZH), drugačije nazvano: elektrozavarivanje, elektroimpulsno, elektrotermičko, elektrodifuzijsko zavarivanje, zavarivanje elektrofuzijom i ugrađenim električnim grijačima, dobiva sve više pristalica. Analiza čimbenika koji određuju pouzdanost zavarenih spojeva s brtvama slabo je zastupljena u literaturi.

Visoka cijena spojnica smatrana je značajnim nedostatkom električnog zavarivanja. Međutim, pobornici zavarivanja sa ZN logično napominju da je cijena armature beznačajna ako se spajaju dugačke cijevi (do nekoliko stotina metara) namotane u kolute ili na kolute. Osim toga, spojnice su prikladne za zavarivanje u skučenim uvjetima i prilikom popravka cjevovoda. U nekim slučajevima pomoću električnih spojnica moguće je zavarivati ​​i dijelove različitih debljina te izratke izrađene od raznih gradacija polimera, kao i umreženog polietilena.

Spojnice sa sedlastim dizajnom pronašle su široku primjenu kao zamjena za nejednake T-krakove, kao spojnice u postojeće cjevovode, uključujući pod pritiskom, kao zakrpe za popravak i druge svrhe.

Treba napomenuti da je to tipična pogreška mnogih trgovaca armaturama s brtvama i aparatima za zavarivanje. Ponekad je prednost ZN metode zavarivanja slab utjecaj "ljudskog faktora" na kvalitetu veze. Međutim, ovaj argument ne podnosi strogu kritiku, kako s teorijskog stajališta, tako i sa stajališta proizvodne prakse.

Tehnološki proces zavarivanja ZN cijevi malih promjera doista daje dojam nekompliciranog, iako zahtijeva strogo poštivanje svih standarda. Što se tiče zavarivanja cijevi srednjeg i velikog promjera, od izvođača (zavarivača rukovatelja strojevima za zavarivanje) zahtijeva se ne samo striktno pridržavanje zahtjeva, već i prilično složeni postupci pripreme dijelova za zavarivanje i optimizacije osnovnih parametara zavarivanja uz sudjelovanje specijalista (tehnički inženjeri i inspektor).

Automatizacijom strojeva za zavarivanje i kompjuterizacijom evidentiranja procesa zavarivanja ne eliminira se u potpunosti “ljudski faktor”, posebno u pogledu pripreme dijelova za zavarivanje, ali se nedvojbeno podiže tehnička razina tehnologije zavarivanja na prethodne procese proizvodnje i prerade polimera.

Treba napomenuti da postojeća normativna i tehnička dokumentacija (NTD), koja odražava pitanja zavarivanja zavarivanja, sadrži niz odredbi preuzetih iz mjerodavnih stranih standarda, ali zastarjelih i ne ažuriranih uzimajući u obzir nove velike veličine zavarenih proizvoda.

Određenu nesigurnost unose standardi koji su pogodni za proizvođače cijevi i dijelova, ali smanjuju učinkovitost kontrole od strane potrošača.

Kao rezultat nedovoljnog povjerenja praktičara u takve norme, često se uočavaju brojne tehnološke improvizacije koje u pravilu smanjuju kvalitetu zavarivanja. Kao rezultat toga, amortiziraju se ekonomski troškovi nastali u prethodnim fazama proizvodnje.

U vezi s brzim širenjem proizvodnje i, sukladno tome, upotrebom cijevi i dijelova za elektrofuzijsko zavarivanje, kao i dijelova s ​​GL u Rusiji, problem povećanja tehničke razine u području GL zavarivanja postaje vrlo relevantan.

Visoka stopa nezgoda za cjevovode sastavljene s grubim kršenjem tehnologije zavarivanja je neizbježna. Nesreće zavarenih spojeva sa zaštitnim dijelovima usporavaju uvođenje ove metode u praksu. Dakle, nakon ozbiljnog kvara spojne veze promjera 800 mm, Mosvodokanal je 2011. zabranio korištenje takvih veza u svojim objektima.

Organizacija upravljanja procesom kao najvažnijeg elementa tehnologije ima odlučujući utjecaj na kvalitetu zavarenih spojeva. Budući da ne postoji jedinstvena i apsolutna metoda za nadzor zavarenih spojeva, visoku kvalitetu spojeva jamči višestupanjski sustav preventivne, operativne kontrole i pregleda gotovih spojeva.

U nastavku će se detaljno raspravljati o načelima tehnološke kontrole zavarivanja zavarivanjem.

Ova publikacija ne zamjenjuje postojeću normativno-tehničku dokumentaciju (NTD), već je, nadopunjujući je, pokušaj rješavanja problema povećanja razine tehnologije zavarivanja na temelju znanstveno utemeljenih ideja i analize praktičnog iskustva prikupljenog od strane autora. .

Izvorni materijal za ovu knjigu su proširena i ispravljena izdanja, dopunjena novim odjeljcima, računskim i analitičkim podacima i drugim znanstvenim i tehničkim informacijama.

Znatnu pomoć u izradi ove monografije pružili su Eduard Krause (SKZ Njemačka), Dmitry Alexandrov (Glinved Russia LLC).

Bibliografija

1. Razvoj tržišta PE cijevi i vrsta PE cijevi u 2011. Očekivanja 2012. /Kirill Trusov, Maria Kuzovkova// Polimerne cijevi br. 1(35)/ožujak 2012.– S. 28-30.

2. Utjecaj strukture poliolefina na trajnost cijevi od njih i njihovih zavarenih spojeva / V.I. Kimelblat [i dr.] // Trajnost i zaštita konstrukcija od korozije, izgradnja, rekonstrukcija: materijal. međunarodni konf. – M., 1999. – P. 332-339.

3. Utjecaj kvalitete sirovina na radna svojstva PE cijevi / V.I. Kimelblat [i dr.]//Plast. mase. – 1988. – br. 2. – Str. 52,53.

4. Utjecaj svojstava niskotlačnog polietilena na trajnost zavarenih spojeva / V.I. Kimelblat [et al.]//Mehanika kompozitnih materijala. – 1996. – br. 6. – str. 842-847 (prikaz, ostalo).

5. Kimelblat, V.I. Uloga, mjesto i obuka osoblja u tehnološkom procesu korištenja polimernih cijevi / V.I. Kimelblat // Polimerne cijevi. – 2008. – Broj 4 (22). -S. 70-78 (prikaz, stručni).

6. SP 40-102-200 °C kodeks pravila za projektiranje i građenje. “Projektiranje i montaža cjevovoda vodoopskrbnih i kanalizacijskih sustava od polimernih materijala.”

7. SP 42-103-2003 Kodeks pravila za projektiranje i izgradnju. “Projektiranje i izgradnja plinovoda od polietilenskih cijevi i rekonstrukcija dotrajalih plinovoda.”

8. Elektrodifuzijsko zavarivanje cijevi i fitinga: udžbenik / V.I. Kimelblat, I.V. Volkov; Feder. Agencija za obrazovanje, Kazan. država tehnol. sveuč. – Kazan: KSTU, 2010. – 84 str.

9. Tradicije i inovacije u elektrodifuzijskom zavarivanju / V.I. Kimelblat, I.V. Volkov, N.V. Prokopjev; M-in slika. i znanosti, Kazan. nacionalni istraživanje tehnol. sveuč. – Kazan: KNRTU, 2011.-108 str.

1. OPĆE ODREDBE

Zavarivanje plastike

Pojam "zavarivanje plastike" označava postupak dobivanja trajnih spojeva dijelova izrađenih od termoplastičnih polimernih materijala. Za izvođenje zavarivanja polimerni dijelovi se zagrijavaju na temperaturu koja osigurava prijelaz polimera u viskozno tečno stanje i spajaju se pod određenim pritiskom.

Posebnost zavarivanja je mogućnost dobivanja, u području spajanja, materijala koji je po sastavu i svojstvima najbliži osnovnom materijalu proizvoda koji se zavaruju.

Naravno, reološki procesi koji se odvijaju tijekom zavarivanja ostavljaju trag na orijentaciju makromolekula u području zavarivanja i stvaranje supramolekularnih formacija, ali kemijska svojstva materijala zavarenog spoja slična su svojstvima osnovnog materijala.

Zavarivanje ne uključuje ciljane kemijske reakcije. Međutim, kod zagrijavanja polimera neizbježno se ubrzavaju neželjene kemijske reakcije, posebice toplinsko-oksidativno razaranje poliolefina, kao i umrežavanje karakteristično za polietilene niske gustoće, što negativno utječe na svojstva zavarenih spojeva.

Prema općeprihvaćenim idejama, na kvalitetu zavarenih spojeva utječu priroda i karakteristike polimera koji se zavaruju, dizajn spoja i tehnologija njegove izvedbe.

Osnovne tehnologije zavarivanja razlikuju se po načinu zagrijavanja površina koje se spajaju, specifičnim postupcima i osnovnim parametrima zavarivanja. Dizajn strojeva za zavarivanje mora osigurati strogu usklađenost sa standardima zavarivanja.

Bez obzira na tehnološke značajke zavarivanja, kvaliteta zavarenih spojeva ovisi o površinskim pojavama između dijelova koji se zavaruju, reološkim procesima (viskoelastične, visokoelastične i plastične deformacije, kao i strujanje polimernih talina), kinetici difuziju makromolekula i njihovih segmenata, orijentaciju makromolekula u području spoja i unutarnje naprezanja porijekla zavarivanja.

Sve ove odredbe su relevantne za zavarivanje s ugrađenim grijačima (ZH).

Principi zavarivanja sa ZN

Kod zavarivanja ZN površine koje se zavaruju se preklapaju. Izvor topline je obično metalna žica visokog otpora koja se zagrijava električnom strujom. Prilikom izrade okova žica (W) se postavlja na radnu površinu okova (slika 1.1).


Riža. 1.1. Postavljanje žice u spojnicu


Poznati su pokušaji korištenja gorivih elemenata izrađenih od polimernih elektrovodljivih smjesa, ali oni nisu postali široko rasprostranjeni.

Toplinska energija se raspoređuje u zoni zavarivanja kroz cijelo vrijeme zavarivanja. U tom slučaju prvo se topi materijal spojnice ili spojnice, a zatim materijal cijevi. Ovaj mehanizam je najizraženiji kod okova sa zatvorenim spiralama udubljenim u tijelo okova.

Ako se spirale nalaze na površini dijela, tada zagrijavanje zavarenih površina počinje gotovo istodobno.

U prostoru između zavarenih površina stvara se određeni volumen taline, koji se s porastom temperature nastavlja širiti. Šireći se, talina teče iz vruće zone djelovanja električnih spirala u hladnu zonu, gdje se smrzava u međuprostoru između dijelova koji se zavaruju, stvarajući „čep“ koji sprječava daljnje strujanje taline. Daljnje zagrijavanje taline dovodi do stvaranja tlaka zavarivanja, što osigurava pouzdano zavarivanje izradaka.

Materijali za cijevi i spojnice

ZN zavarivanje se najčešće koristi za spajanje izradaka sljedećih materijala:

– niskotlačni polietilen (PE) (visoke gustoće, srednje gustoće) – PE-HD (HDPE);

– umreženi polietilen – PEX (PES);

– statistički kopolimer propilena i etilena, – PP-RC (PP-R ili PP tip 3);

– polibuten – RV (PB).

Polimerne cijevi i fitinge sa ZN nije dopušteno izrađivati ​​od baznih polimera. Čisti, originalni polimeri nemaju potreban skup svojstava, posebice otpornost na toplinsko-oksidativno razaranje, fotostarenje i mehaničku degradaciju. Prema važećim standardima, u proizvodnji cijevi i spojnih dijelova koriste se samo posebni kompozitni materijali.

Kompozicija je homogena zrnasta smjesa osnovnog polimera s dodacima (antioksidansi, pigmenti i UV stabilizatori itd.) koji se unose u fazi proizvodnje kompozicije (kompaundiranja) u koncentracijama potrebnim za obradu materijala i korištenje proizvoda. Najvažnija karakteristika sastava cijevi je minimalna dugotrajna čvrstoća materijala (Minimalna potrebna čvrstoća (MRS)). Usklađenost polimera s MRS standardima jamči njegove performanse u smislu trajnosti cijevi. MRS se koristi u proračunu radnog tlaka cjevovoda.

Okovi sa ZN proizvode se uglavnom injekcijskim prešanjem, ali i od smjesa za ekstruziju.

Poliolefinski sastavi imaju dobre zavarljivost, tj. sposobnost oblikovanja zavarenih spojeva potrebne kvalitete u prilično širokom rasponu tehnoloških parametara zavarivanja.

Molekulska, makromolekularna i supramolekularna struktura polimera ima toliko značajan utjecaj na svojstva zavarenih spojeva da učinak strukturnih parametara može značajno nadmašiti utjecaj tehnoloških parametara zavarivanja. Pri ispitivanju havarija na cjevovodima često je potrebna analiza strukture polimera.

Minimalni zahtjevi za materijale dijelova koji se zavaruju mogu se formulirati na sljedeći način: ista priroda materijala i slične vrijednosti viskoznosti taline polimera. U industrijskoj praksi, viskoznost se procjenjuje indeksom tečenja taline (MFI) u g/10 min pri fiksnoj temperaturi i veličini opterećenja. Dakle, za različite vrste cijevi od polietilena niske gustoće (HDPE), IFR raspon je 0,2÷1,2 na 190ºC i opterećenju od 5 kgf.

Kod zavarivanja ZN, ove pozicije prolaze kroz značajne promjene. U nekim slučajevima, ova metoda se koristi za zavarivanje svih vrsta PE cijevi (grade PE32-100), djelomično umreženog, pa čak i umreženog polietilena - PEX. Međutim, najčešće je praktično zavarivati ​​dijelove ne samo od istih materijala, već i od polimera identične ili slične gradacije, na primjer, polietilena s minimalnom dugotrajnom čvrstoćom. GĐA. 8 MPa (PE 80) i GĐA. 10 MPa (PE 100).

Polipropilenski spojevi sa ZN koriste se za spajanje proizvoda izrađenih od istog polimera. Nije dopušteno zavarivanje proizvoda izrađenih od drugih polimera (na primjer PVC) s polietilenskim spojnicama.

Fitinzi od polibutena (slika 1.2) za elektrofuzijsko zavarivanje tlačnih i predizoliranih cijevi od polibutena su inovativan i perspektivan spojni sustav. Korištenje ovih spojnica omogućuje vam da dobijete najbolju kombinaciju jednostavnosti ugradnje i maksimalne pouzdanosti sustava.


Riža. 1.2. Polibutenska spojka sa ZN


Zavarljive površine. Strani materijali koji dospiju na površine dijelova koji se zavaruju mogu nepovratno oštetiti zavarene spojeve. Stoga se površina dijelova koji se zavaruju moraju očistiti od prirodne ili umjetne prašine, ulja, masti, vlage i drugih nečistoća. Većina organskih otapala, jednom kada se nađu na površini dijelova, ometaju zavarivanje. Rijetke iznimke uključuju etanol koji se koristi za odmašćivanje. Međutim, također mora potpuno ispariti prije početka zavarivanja. Stoga se obično preporučuje korištenje 98% pa čak i 99,8% etanola za tretiranje zavarenih površina.

Odmašćivanje površina koje se zavaruju je neophodno, ali nije dovoljno za zavarivanje ZN. Tijekom skladištenja, kontaminanti se adsorbiraju na vanjskoj površini cijevi i dijelova koji se ne mogu isprati otapalom. Osim toga, vanjska površina cijevi i dijelova podložna je oksidativnom i fotostarenju, što potiče i uništavanje i stvaranje umreženih struktura. Kao rezultat umreženja, materijal gubi sposobnost zavarivanja. Mehaničkom obradom zavarenih površina cijevi i spojnih dijelova za zavarivanje spojnicama sa ZN osigurava se dovođenje vanjskog promjera na nominalnu vrijednost, što omogućuje montažu spoja bez velikih naprezanja. Stoga je svakako potrebna mehanička obrada vanjskih zavarenih površina neposredno prije zavarivanja, čija se izvedba strogo kontrolira tijekom pogonske kontrole i kontrole gotovih spojeva.

Unutarnje površine spojnica i sedla nisu obrađene kako bi se spriječilo oštećenje grijača, ali kako bi se izbjegla kontaminacija, dijelovi s brtvama se hermetički pakiraju i vade iz pakiranja neposredno prije zavarivanja.

Uloga reoloških procesa. Zavarivanje ZN je popraćeno značajnim deformacijama. Plastične deformacije počinju tijekom predgrijavanja (ako je preporučeno), koje se provodi kako bi se smanjio višak razmaka između dijelova koji se zavaruju. Daljnje zagrijavanje provodi se kako bi se dobila dovoljno tekuća talina, koja ispunjava razmak između dijelova koji se zavaruju. U skladu s općim idejama o ulozi temperature tijekom zavarivanja, treba napomenuti sljedeće.

Kada je temperatura u području zavarivanja ispod točke taljenja poliolefinskih kristala, zavarivanje dijelova jednostavno neće doći.

Kako temperatura raste do optimalne razine, polimer se topi, njegov volumen se povećava, kako zbog taljenja kristala, tako i zbog volumetrijskog toplinskog širenja. Kao rezultat povećanja volumena, u talini nastaju naprezanja koja su pokretačka snaga iza reoloških procesa potrebnih za popunjavanje praznina i izvođenje zavarivanja. Osim toga, daljnjim zagrijavanjem postiže se dovoljno niska viskoznost taline da se reološki procesi mogu odvijati tijekom perioda zagrijavanja. U određenim granicama povećanje temperature taline pozitivno utječe na kvalitetu zavarivanja.

Kako temperatura taline raste iznad optimalne, lančane reakcije toplinske oksidativne destrukcije i depolimerizacije brzo se ubrzavaju, praćene nepoželjnim stvaranjem plina i umrežavanjem. Posljedično, iako se s povećanjem temperature taline smanjuje viskoznost i ubrzavaju procesi samodifuzije makromolekula, destrukcija i umrežavanje mogu značajno pogoršati kvalitetu zavarivanja.

Ove procese treba uzeti u obzir pri optimizaciji parametara zavarivanja kao što su napon struje zavarivanja i vrijeme zagrijavanja u nepovoljnim uvjetima zavarivanja. Korisno je uzeti u obzir podatke o toplinskoj stabilnosti materijala dijelova koji se zavaruju, što se procjenjuje, na primjer, u proizvodnoj praksi sinteze i obrade PE indukcijskim razdobljem oksidacije. U normalnim uvjetima moraju se strogo pridržavati uputa proizvođača dijela s brtvom. Kada se koriste ubrzani načini zagrijavanja, teško je točno kontrolirati parametre, a spori načini izazivaju gubitak stabilnosti dijelova.

Tijekom procesa zavarivanja dolazi do neželjenih deformacija spojeva ako su dijelovi loše pričvršćeni.

Naponi zavarivanja. Nakon što je zavarivanje završeno, radijalna naprezanja zavarivanja neizbježno nastaju kako se spoj hladi, jer se vanjske površine spoja hlade prije unutarnjih elemenata. Napon zavarivanja prirodno raste s velikim razmacima između dijelova i pregrijavanjem. Umjetno i ubrzano hlađenje zavarenog spoja dovodi do povećanja naprezanja zavarivanja, pojave pukotina i šupljina, te je stoga nepoželjno.

Mjere i izvedbe spojeva sa ZN. Prethodno je opseg primjene električnih spojnica bio ograničen na male promjere, ali posljednjih godina industrija je ovladala proizvodnjom spojnica za spajanje monolitnih (glatkih) cijevi velikih promjera (do 1200 mm). Proizvođači dijelova sa ZN izjavljuju planove za proizvodnju armatura super-velikih promjera do 1600 mm.

Prema rasporedu spirala razlikuju se okovi s otvorenom i zatvorenom spiralom.

Prema izvedbi priključaka, armature s ugrađenim grijačima razvrstavaju se na spojke i sedla (sl. 1.3 i 1.4).

Trenutno na tržištu postoje sedlasta koljena za spajanje ogranaka na cijevi do 1000 mm i više.

Naravno, najpopularnija su sedla različitih dizajna za cijevi malog promjera.


Riža. 1.3. Spajanje cijevi sa spojnicom na ZN


Riža. 1.4. Spajanje polietilenske cijevi i sedlaste grane s klima uređajem

Grijaća spirala pričvršćena je unutar zvona pomoću držača.


Riža. 1.16. Utičnica od upletenih cijevi velikih promjera sa spiralom postavljenom u nju

Načela praćenja procesa zavarivanja armature sa ZN

Budući da ne postoji jedinstvena i apsolutna metoda za nadzor zavarenih spojeva polietilenskih cijevi međusobno is fitingom, visoka pouzdanost i trajnost cjevovoda osigurana je potpunom implementacijom peterostupanjskog sustava upravljanja procesom zavarivanja koji je opisan u nastavku.

Klasifikacija zavarenih spojeva prema primjeni u sustavu upravljanja:

Testirajte veze. Izvode se prije početka glavnog zavarivanja prilikom primanja nove serije cijevi i spojnih dijelova kako bi se:

– provjera zavarljivosti cijevi i spojnih dijelova;

– optimizacija osnovnih parametara zavarivanja (ako se zadaju ručno);

– otklanjanje grešaka u tehnologiji zavarivanja.

Dopušteni spojevi. Izvode se prije početka glavnog rada zavarivanja, kako bi se provjerila kvalifikacija zavarivača u sljedećim slučajevima:

– prvi put počinje raditi;

– prekid rada duži od 30 dana;

– promjena promjera zavarenih cijevi;

– upoznavanje s radom, ovladavanje novom opremom za zavarivanje.

Kontrolne veze. Izvodi se tijekom osnovnih zavarivačkih radova kako bi se potvrdila kvalifikacija zavarivača. Odabire ih laboratorij građevinske organizacije i dodatno na zahtjev kupca. Spojevi s najlošijim izgledom trebaju biti odabrani kao kontrolni spojevi.

Faze upravljanja procesom zavarivanja

Sustav upravljanja procesom zavarivanja tijekom izgradnje i rekonstrukcije cjevovoda polietilenskim cijevima sastoji se od tri prethodne faze (ulazna kontrola kvalitete cijevi, spojnih dijelova i drugih upotrijebljenih materijala, kontrola strojeva za zavarivanje, pomoćne opreme i ispitivanje osposobljenosti zavarivača). ), radna kontrola i kontrola zavarenih spojeva cjevovoda. Sve faze kontrole provodi organizacija - proizvođač zavarivačkih radova. Rezultati praćenja, pregleda i ispitivanja moraju biti dokumentirani u skladu s važećim standardima dokumentacije o izvedenoj proizvodnji.

Dopušteno je uključiti izvođače (specijalizirane organizacije) za obavljanje pojedinačnih operacija ispitivanja. U kontroli sudjeluju predstavnici kupaca i nadzornih tijela koji zahtijevaju provedbu kontrolnih postupaka koje zahtijevaju.

Nositelji provođenja faza kontrole procesa zavarivanja i evidentiranja rezultata kontrole dati su u tablici. 1.1.


Tablica 1.1.

Faze kontrole, izvođači i rezultati kontrole


Bibliografija

1. Zavarivanje polimernih materijala: priručnik/K.I. Zaitsev, L.N. Matsyuk, A.V. Bogdaševski i drugi; pod općim izd. K.I. Zaitseva, L.N. Matsyuk. – M.: Mašinostroenie, 1988. – 312 str.

2. Kimelblat, V.I. Relaksacijske karakteristike polimernih talina i njihova povezanost sa svojstvima sastava: monografija / V.I. Kimelblat, I.V. Volkov; - Kazan. država tehnol. sveuč. – Kazan, 2006. – 187 str.

3. Kimelblat, V.I. Molekulska pokretljivost u talinama, karakteristike i mehanička svojstva poliolefinskih smjesa monografija / V.I. Kimelblat [et al.] Kazan. država energije u-nt. – Kazan, 2003. – 254 str.

4. Kimelblat, V.I. Aktualne odredbe za ispitivanje polietilenskih cjevovoda / V.I. Kimelblat // Polimerne cijevi. – 2006. – Broj 1(10)/travanj. – str. 42-48.

5. GOST 18599-2001 Tlačne cijevi od polietilena. Tehnički uvjeti.

Zavarivanje cijevi pomoću spojnih dijelova s ​​ugrađenim grijačima provodi se:

  • pri polaganju novih plinovoda uglavnom od dugih cijevi (pramenova) ili u skučenim uvjetima;
  • pri rekonstrukciji dotrajalih plinovoda uvlačenjem polietilenskih cijevi (uključujući i profilirane);
  • pri spajanju cijevi i spojnih dijelova s ​​različitim debljinama stjenke ili s debljinom stjenke manjom od 5 mm ili izrađenim od različitih vrsta polietilena;
  • za umetanje grana u prethodno izgrađene plinovode;
  • tijekom izgradnje posebno kritičnih dionica plinovoda (skučenosti, raskrižja cesta i sl.).

Za zavarivanje cijevi pomoću spojnih dijelova s ​​ugrađenim grijačima koriste se strojevi za zavarivanje koji rade iz mreže izmjenične struje napona 230 V (190-270 V), iz punjivih baterija ili iz mobilnih izvora energije (mini-elektrane).

Tehnološki proces spajanja cijevi pomoću spojnih dijelova s ​​ugrađenim grijačima uključuje:

  • priprema krajeva cijevi (čišćenje od onečišćenja, mehanička obrada - struganje zavarenih površina, označavanje i odmašćivanje);
  • zavarivanje spojeva (ugradnja i pričvršćivanje krajeva cijevi za zavarivanje u stezaljke pozicionera (uređaj za centriranje) uz istovremeno nasjedanje dijela sa spojem, spajanje dijela sa spojem na stroj za zavarivanje);
  • zavarivanje (postavljanje programa procesa zavarivanja, zagrijavanje, hlađenje spoja).

Kako bi se izbjegla nepravilna raspodjela topline unutar spoja, što dovodi do ozbiljnog taljenja polietilena, ne preporučuje se prekoračenje vrijednosti kosog reza kraja cijevi a navedenog u donjoj tablici. Čišćenje krajeva cijevi od onečišćenja provodi se na isti način kao kod izvođenja sučeonog zavarivanja. S nje se posebnim nožem odstranjuju krajevi cijevi zaštićeni polipropilenskim omotačem. Duljina krajeva cijevi koji se čiste trebala bi u pravilu biti najmanje 1,5 puta veća od duljine naglavnog dijela dijelova koji se koriste za zavarivanje.

Mehanička obrada površine krajeva zavarenih cijevi provodi se do duljine jednake najmanje 0,5 duljine upotrijebljenog dijela. Sastoji se od uklanjanja sloja debljine 0,1-0,2 mm s površine označenog kraja cijevi. Za cijevi promjera do 75 mm, kao i za uklanjanje neravnina s kraja cijevi, u pravilu se koristi ručni strugač (strugač). Za cijevi promjera većeg od 75 mm, kao i za cijevi izrađene od PE100, bez obzira na promjer, preporuča se korištenje mehaničkog alata (trna za obrezivanje) koji osigurava brzo i ravnomjerno uklanjanje oksidnog sloja s površine. površine cijevi. Prstenasti razmak između cijevi i spojnog dijela u pravilu ne smije biti veći od 0,3 mm, a nakon montaže na cijevi moraju biti vidljivi tragovi mehaničke površinske obrade.

Shema spajanja cijevi sa spojnicom s ugrađenim grijačem

a - priprema elemenata za spajanje; b, c, d - faze zajedničke montaže; d-spoj sastavljen za zavarivanje; 1-cijev; 2-oznaka za namještanje spojnice i obradu površine cijevi; 3-kvačilo; 4-struki grijač; 5-vodički terminali; 6-pozicioner; Stroj za zavarivanje kabela sa 7 vodiča

Veličina kosog reza kraja cijevi

a je najveća tolerancija za kosi rez cijevi; e - najveći razmak između dva kraja cijevi u spojnici

Kako bi se osiguralo pravilno poravnanje spoja nakon mehaničke obrade, krajevi zavarenih cijevi označeni su oznakama dubine za spojnicu (spojni dio), jednake polovici njezine duljine. Ne preporučuje se prekoračenje razmaka između krajeva cijevi u spojnici e (vidi gornju sliku) navedenog u donjoj tablici.

Površine cijevi koje se zavaruju nakon struganja i spojnice se odmašćuju brisanjem pamučnom krpom natopljenom alkoholom ili drugim posebnim sredstvima za odmašćivanje koja potpuno ispare s površine.

Dijelovi s ugrađenim grijačima, isporučeni od strane proizvođača u pojedinačnim zatvorenim pakiranjima, otvoreni neposredno prije sastavljanja, ne smiju se podvrgavati odmašćivanju.

Mehanička obrada i brisanje cijevi i dijelova provodi se neposredno prije montaže i zavarivanja. Dijelovi s ugrađenim grijačima nisu podvrgnuti mehaničkoj obradi.

Montaža spoja sastoji se od postavljanja spojnice na krajeve cijevi koje se zavaruju i ugradnje prema prethodno nanesenim oznakama, uz graničnik ili do graničnika u pozicioneru. Preporuča se koristiti stezaljke za centriranje i pozicionere za sastavljanje cijevnih spojeva koji se isporučuju u dužinama, a koristiti pozicionere za ravnanje za sastavljanje cijevnih spojeva koji se isporučuju u kolutima ili kolutima.

Proces izgradnje uključuje:

  • stavljanje spojke na kraj prve cijevi sve dok se krajevi spojke i cijevi ne poravnaju, pričvršćivanje kraja cijevi u stezaljku pozicionera;
  • ugradnja na kraju prve cijevi i pričvršćivanje kraja druge cijevi u stezaljku pozicionera;
  • klizeći spojnicu na kraj druge cijevi za 0,5 duljine spojke dok se ne zaustavi na stezaljci pozicionera ili do oznake označene na cijevi;

Spajanje strujnih kabela za napajanje od stroja za zavarivanje do spojnih stezaljki.

Ako spojnice imaju unutarnji graničnik (prstenasto rameno), tada se cijevi sastavljaju sve dok krajevi cijevi ne dodirnu prstenasto rameno i montirani spoj se učvrsti u pozicioneru.

Ako cijevi koje se zavaruju imaju ovalnost veću od 1,5% vanjskog promjera cijevi ili >1,5 mm, tada prije sastavljanja spoja, da biste im dali zaobljeni oblik, koristite inventarne kalibracijske stezaljke, koje se postavljaju na cijevi na udaljenost od 15-30 mm od oznaka ili uklonite ovalnost pomoću posebnih uređaja.

Kako bi se izbjegla oštećenja ugrađenih grijača (žičanih električnih spirala), dio sa zaštitnim elementom postavlja se na kraj cijevi ili se kraj cijevi uvlači u spojnicu bez iskrivljenja. Krajevi cijevi koji ulaze u spojne dijelove ne smiju biti podložni naprezanjima savijanja i silama vlastite težine. Nakon postavljanja, spojnice bi se trebale slobodno okretati na krajevima cijevi pod normalnom silom ruke.

Cijevi su zavarene uz osiguravanje da spoj ostane nepomičan tijekom procesa zagrijavanja i kasnijeg prirodnog hlađenja. Parametri načina zavarivanja postavljaju se ovisno o vrsti i rasponu spojnih dijelova s ​​dijelovima za zavarivanje i korištenim strojevima za zavarivanje prema uputama proizvođača u tehničkim listovima proizvoda. Kada je stroj uključen, proces zavarivanja se odvija automatski.

Spajanje polietilenskih cijevi i koljena s ugrađenim grijačima

a - izlaz sedla s ugrađenim grijačem; b - grana s razdvojenom spojkom s ugrađenim grijačem; 1 - cijev; 2 - oznaka za ugradnju zavoja i mehaničku obradu površine cijevi; 3 - izlaz; 4 — ugrađeni grijač; 5 - polustezaljka; 6 — vijak za pričvršćivanje; F—sila pritiska zavoja tijekom montaže i zavarivanja

Zavarivanje sedlastih zavoja na cijevi provodi se sljedećim redoslijedom:

  • označite mjesto zavarivanja zavoja na cijevi;
  • površina cijevi na mjestu zavarivanja zavoja čisti se strugačem;
  • zavarena površina otvora je odmašćena, a ako ju proizvođač isporučuje u zatvorenoj pojedinačnoj ambalaži, otvorenoj neposredno prije montaže, dopušteno je ne odmašćivati ​​je;
  • izlaz je instaliran na cijevi i mehanički pričvršćen pomoću posebnih stezaljki, stezaljki itd.;
  • ako cijev u zoni zavarivanja zavoja ima povećanu ovalnost (više od 1,5% vanjskog promjera cijevi), tada se prije ugradnje zavoja cijevi daje pravilan geometrijski oblik pomoću kalibracijskih stezaljki pričvršćenih na cijevi na udaljenosti od 15-30 mm od oznaka (stezaljke se uklanjaju tek nakon zavarivanja i hlađenja veze);
  • spojite kabele za zavarivanje na kontaktne stezaljke struje;
  • obavljati zavarivanje;
  • nakon završetka zavarivanja i hlađenja, prije glodanja cijevi, provodi se vizualna kontrola kvalitete zavarenog spoja. Za provjeru kvalitete zavarivanja, preporuča se primijeniti višak tlaka zraka kroz zavarenu granu cijevi u sedlastu granu uz istovremeno pranje spoja baze grane s plinovodom;
  • Stijenka cijevi se gloda za spajanje unutarnjih šupljina izlaza i cijevi nakon što se spoj potpuno ohladi

Elektrofuzijsko zavarivanje nudi širok raspon rješenja za plastične cjevovode: od jednostavnog i pouzdanog spajanja dviju cijevi, do ugradnje složenih jedinica, uključujući pristup metalnim spojevima i umetanje u postojeći vodoopskrbni sustav. U ovom članku ćemo govoriti o zavarivanje polietilenskih proizvoda s ugrađenim grijačima za tlačne cjevovode od polietilena, ne dotičući se elektrofuzijskog zavarivanja polietilenskih ljuski sustava grijanja, odvoda, kao i elektrofuzijskog zavarivanja polipropilena, budući da svaki od njih može biti samostalna tema za članak.

Pažnja! Prilikom kopiranja, omogućite obrnuto indeksiranje. Hvala vam!

Pregled članka:

Kratak opis elektrofuzijskog zavarivanja

Prvo, ukratko opišite što je to. elektrofuzijsko zavarivanje polietilenskih cjevovoda. Ovo je naziv za način spajanja cijevi pomoću posebnih elemenata s ugrađenim grijačima, rjeđi naziv je elektrofuzijsko zavarivanje. Jednostavno rečeno, to je zavarivanje pomoću polietilenskih proizvoda, čije tijelo sadrži metalnu spiralu. Kada se proizvod ugradi u položaj za montažu, na stezaljke se dovodi električna struja određene jačine, spirala se zagrijava, a materijal proizvoda i polietilenska cijev se spajaju. Nakon hlađenja spoj postaje monolitan, hermetičan i mehanički jači od same cijevi. Ispitivanje izvlačenja električno zavarenog sedlastog spoja pokazuje da se on skida s cijevi zajedno s dijelom same cijevi, strogo duž vanjske konture zavarenog spoja.


Dizajn proizvoda s ugrađenim grijačima može imati otvorenu, djelomično otvorenu i potpuno skrivenu spiralu. Svaka opcija ima svoje prednosti i nedostatke. Možda je univerzalno rješenje poluotvorena spirala, jer... ima manji rizik od oštećenja prilikom postavljanja spojke na cijev. Osim toga, poluotvorena spirala ima optimalnu raspodjelu topline između cijevi i spojnog materijala, što pozitivno utječe na kvalitetu međusobnog prodiranja materijala tijekom spajanja.

Za zavarivanje proizvoda s ugrađenim grijačima koristi se posebna oprema, tzv. elektrofuzijski uređaji. Razina opremljenosti uređaja uvelike varira: oni najjednostavniji zahtijevaju ručni unos svih parametara zavarivanja, većina ostalih ima mogućnost očitavanja tih parametara iz barkoda elektrozavarenog proizvoda, oni najopremljeniji imaju napredne funkcije za unos i obradu informacije, kao i detaljnu podršku za sve faze procesa zavarivanja. Gotovo svi uređaji imaju funkciju bilježenja, jer u opskrbi plinom npr. elektrofuzijsko zavarivanje je prioritet, a održavanje protokola zavarivanja je obavezno.

Širok arsenal polietilenskih proizvoda s ugrađenim grijačima određuje, sukladno tome, velike mogućnosti samog elektrofuzijskog zavarivanja. Njihov popis, zajedno s opisom njihove primjene u praksi, bit će temelj našeg članka.

Područje primjene elektrofuzijskog zavarivanja

Zavarivanje elektrofuzijom je primjenjivo gdje god se koriste cijevi od polietilena niske gustoće. Štoviše, to je često jedini mogući način povezivanja ili način izgradnje čvora. Proizvodi za zavarivanje s ugrađenim grijačima naširoko se koristi u području vodoopskrbe, opskrbe plinom, kanalizacije, transporta agresivnih medija, pri izradi ljuski od polietilenskih cijevi, izgradnji kućišta za mreže niske struje i mnogim drugim slučajevima.

Opskrba vodom

Niskotlačni polietilen zadržava svoje radne karakteristike 50 ili više godina samo ako temperatura transportirane tekućine ne prelazi 20 stupnjeva, a tlak u sustavu nije veći od radnog tlaka korištene cijevi. Stoga se polaganje polietilenskih cijevi i njihovo zavarivanje pomoću električnih spojnica provodi uglavnom u vanjskim mrežama za opskrbu hladnom vodom; u ovom slučaju, konstrukcija se postavlja u zemlju, gdje će biti pouzdano zaštićena od preranog uništenja pod utjecajem izravne sunčeve svjetlosti.

Opskrba plinom

Na ugradnju plinovoda postavljaju se povećani zahtjevi za pouzdanost, stoga se zavarivanje polietilenskih plinskih cijevi provodi pod pažljivim nadzorom inspekcijskih organizacija. Glavni dokument za kontrolu zavarivanja je protokol zavarivanja. Ako je za velike promjere uporaba sučeonog zavarivanja ekonomski opravdana bez značajnog gubitka kvalitete spoja, tada za promjere plinovoda manje od 225 mm elektrofuzijsko zavarivanje koristi se gotovo posvuda. Usput, uređaj za automatsko bilježenje rezultata zavarivanja prisutan je u gotovo svakom stroju za elektrofuziju, ali oprema za sučelje opremljena je takvim uređajima mnogo rjeđe.

Kanalizacija

Osim tlačnih kanalizacijskih mreža, gdje se elektrofuzijsko zavarivanje koristi na isti način kao iu vodoopskrbi, tržište uključuje proizvode s ugrađenim grijačima posebno za zavarivanje netlačnih polietilenskih cjevovoda. Dodatno napominjemo da se kod ugradnje odvodnih sustava od polietilena dio zavarivačkih radova neizostavno odvija na visini, gdje je elektrofuzijsko zavarivanje jedino rješenje koje jamči najveću sigurnost rada uz konstantno visoku kvalitetu spojeva.

Glavne vrste elektrofuzijskog zavarivanja

Sada pogledajmo koje se vrste elektrofuzijskog zavarivanja koriste za ugradnju polietilenskih cjevovoda. Prije svega, ovo je spajanje cijevi, a električni zavareni proizvodi omogućuju spajanje ne samo polietilenskih cijevi jedna s drugom, već i organiziranje prijelaza na čeličnu cijev. Određeni broj proizvoda s ugrađenim grijačima koristi se isključivo za potrebe popravka, dok drugi proizvodi omogućuju umetanje u postojeći polietilenski cjevovod, kako isključen tako iu radnom načinu.

Spajanje polietilenskih cijevi s elektrozavarenim spojnicama


Naravno, glavna funkcija elektrozavarenih spojeva je spajanje. Asortiman elektrozavarenih spojnih dijelova uključuje čitav niz spojnih dijelova koji su u primjeni slični sučeonom zavarivanju, a također ima niz jedinstvenih pozicija. Ograničenja se tiču, možda, samo promjera spojnica, ali se također aktivno radi u tom smjeru; postoje primjeri praktične upotrebe spojnica promjera 800 mm u Moskvi uz sudjelovanje stručnjaka iz naše organizacije .

Često se unutar spojnice u sredini nalazi poseban graničnik neophodan za precizno pozicioniranje cijevi koje se spajaju. Neki proizvođači imaju zaseban red spojnica za popravak bez graničnika, tako da spojku možete potpuno navući na cijev; drugi daju mogućnost jednostavnog uklanjanja graničnika na spojnici ako je potrebno.

Posebnu pažnju zaslužuje posebna produžena spojnica, idealna za spajanje cijevi sa zakrivljenim krajevima (coil pipe). Spirala takve spojnice je posebno dugačka, kao i hladna zona u sredini, što značajno smanjuje opasnost od pregaranja spirale prije kraja zavarivanja. Kod konvencionalne spojke, savijeni krajevi namotane cijevi možda neće čvrsto stati u spiralu, što često uzrokuje njeno pregrijavanje.


Za elektrofuzijsko zavarivanje Nudimo koljena pod različitim kutovima rotacije (30°, 45°, 90°), koljena s pristupom na naglavak za sučeono zavarivanje, pa čak i podna koljena za spajanje cijevi u različitim razinama. T-račve mogu imati sva tri izlaza za elektrofuzijsko zavarivanje, kao i izlaz srednjeg dijela za naglavak, za prirubnicu, za razne vrste hidranata. Tees malih promjera su od najvećeg praktičnog interesa, jer Ovo je jedini pouzdani spoj malih cijevi koje se mogu zakopati u zemlju bez straha od ponovnog kopanja radi popravka, kao što se događa s kompresijskim spojnicama.

Zasebno, recimo nekoliko riječi o posebnim spojkama za opskrbu plinom. U polietilenske plinovode promjera 32-63 mm možete ugraditi spojku s kontrolom protoka plina, koja će automatski zatvoriti protok ako je cijev oštećena, na primjer, bagerom. Na mjestima gdje se protok plina distribuira ili je promjer cjevovoda smanjen, mogu se koristiti prijelazne spojke sličnih svojstava.

Električno zavareni spojevi polietilenskih cijevi s čelikom

U praksi se vrlo često mora suočiti s potrebom spajanja polietilenske cijevi na čeličnu. Općepoznata metoda takvog spajanja je prirubnički spoj, no je li taj spoj uvijek optimalno rješenje problema? Recimo samo da je za srednje promjere cjevovoda prirubnički spoj ekonomski povoljan, a za velike promjere to je gotovo jedini način prelaska na čelik. Ako govorimo o malim promjerima, onda koristite elektrozavareni prijelazi polietilen-metal je optimalno rješenje u pogledu kvalitete priključka, brzine ugradnje, uštede u troškovima rada i materijala.


Najčešći tip prijelaza je prijelaz na metalnu nit, vanjsku ili unutarnju, od čelika, mjedi ili bronce. Ekonomski je isplativo na ovaj način spojiti polietilenske cijevi promjera do 63 mm (s metalnim navojima do 2 "). Radi uštede prostora takvi se prijelazi mogu izvesti u obliku zavoja na 45° i 90°; kada se konstruiraju složene jedinice, smanjenje veličine konstrukcije ponekad je kritična potreba. Postoje i elektrozavareni prijelazi na običnu čeličnu cijev za spajanje metalnim zavarivanjem. Posebno za plin, postoji električno zavareni prijelaz polietilen-bakar, s izlaz promjera 20 mm, bakreni dio ovog prijelaza je jednodijelni i potpuno zabrtvljen.

Popravak polietilenskih cjevovoda

Popravak polietilenskih cijevi područje je koje je teško zamisliti bez upotrebe proizvoda za zavarivanje s ugrađenim grijačima. Bilo da trebate spojiti polietilenski umetak na oštećenu cijev ili jednostavno zamijeniti prirubnički spoj koji curi, gotovo uvijek ćete trebati elektrofuzijsko zavarivanje. Gore je bilo riječi o povezivanju spojnica, ovdje ćemo se usredotočiti reparaturna svojstva elektrofuzijskog zavarivanja i proizvodi za umetanje, koji se koriste i zajedno s popravcima i kao zasebna narudžba.

Nakon korištenja električnih spojnica, druga najpopularnija metoda popravka je ugradnja raznih vrsta čepova, odnosno takozvanih armaturnih jastučića. Koriste se za uklanjanje preciznih oštećenja polietilenskih cjevovoda. Ovisno o promjeru cijevi koja se popravlja, elektrozavarene podloge Postoje dvije verzije. Za promjere do 225 mm, ovo je ženska vijčana konstrukcija (sedlo), s kojom se proizvod prethodno fiksira prije zavarivanja. Točkasta oštećenja cijevi promjera većeg od 225 mm zavaruju se gornjim čepom, koji se na cijevi učvršćuje posebnim steznim uređajem. Neke vrste obloga dopuštaju popravke čak i ako transportirani medij curi.

Umetanje u polietilenski cjevovod

Često prilikom izvođenja popravaka kupac traži i ugradnju dodatnog priključka na postojeći cjevovod. Za provedbu ovog rješenja postoje posebni proizvodi za spajanje u polietilenski cjevovod, neki od njih dopuštaju dodirivanje cjevovoda bez prethodnog odspajanja. Priključci za urezivanje u postojeći cjevovod dizajnirani su tako da prilikom bušenja rupe sprječavaju ulazak strugotine u cijev.


Za dodirivanje neaktivnog cjevovodačesto se koristi najekonomičnija opcija - elektrozavareni jastučić s otvorenom polietilenskom cijevi. Dizajn obloge za različite promjere sličan je dizajnu opisanih armaturnih obloga. Maksimalni promjer izlazne cijevi je 90 mm, jednako je pogodan za sučeono zavarivanje ili elektrofuzijsko zavarivanje. U pravilu, najprije se sama obloga zavari na glavnu cijev, zatim se u cijevi izbuši rupa kroz cijev i cijev se spoji na cijev ili drugi proizvod pomoću električne spojke. Za ovu vrstu umetanja možete koristiti nadsloj s ugrađenim rezačem, ali samo za izlaznu cijev promjera 32 mm. Postoje i rješenja za izravno spajanje na izlaz konvencionalnog mesinganog ventila na vanjskom navoju od 1,25-2".


Priključci za slavinu pod pritiskom ima složeniji dizajn, ali to ne znači uvijek da postaje skuplji. Takav se proizvod može ugraditi u cijev promjera do uključivo 400 mm, s maksimalnim izlaznim otvorom od 63 mm. Uzimajući u obzir moguće ekonomske gubitke od potpunog zatvaranja cjevovoda tijekom spajanja, ova vrsta proizvoda u nekim slučajevima može značajno smanjiti ukupne troškove spajanja na glavni polietilenski cjevovod. Za različite proizvođače, cijev se može produžiti okomito (radi uštede prostora, na primjer, u bunaru) ili vodoravno. Štoviše, kod nekih proizvoda vodoravna izlazna cijev može se zakrenuti pod bilo kojim kutom u vodoravnoj ravnini prije zavarivanja.

Gore opisani proizvodi nemaju mogućnost blokiranja protoka nakon umetanja, pa ćemo u zaključku govoriti o mogućnostima umetanja s mogućnošću naknadnog blokiranja protoka, tj. o prijavi zaporni ventili s ugrađenim grijačima za umetanje u polietilenski cjevovod pod pritiskom. Ova armatura ima isti dizajn: do promjera cijevi od 225 mm, izrađena je u obliku električno zavarenog sedla s pričvrsnim vijcima, za cijevi do uključivo 400 mm - u obliku nadzemnog čepa. Maksimalni promjer izlazne cijevi je također 63 mm, ventil se nalazi okomito. Osim ove opcije, postoji opcija umeci s kuglastim ventilom, čiji je najveći promjer cijevi 90 mm.

Apsolutna prednost takvih zapornih ventila je da nakon zavarivanja ne zahtijevaju dodatne zaštitne mjere. Oni. Dovoljno je ugraditi teleskopsku šipku za upravljanje ventilom ili kuglastim ventilom s površine zemlje i ispuniti mjesto umetanja bez izgradnje bunara. Zapravo, takvo umetanje u postojeći polietilenski cjevovod može izvesti jedna osoba.

Zaključno o elektrofuzijskom zavarivanju

U članku smo pokušali detaljno razmotriti glavna rješenja za spajanje polietilenskih cjevovoda pomoću elektrofuzijskog zavarivanja. To nisu sve njegove mogućnosti, već samo one koje se najčešće susreću u praksi izgradnje, popravka i rada polietilenskih cjevovoda. Štoviše, veliki broj proizvoda koji nemaju tzv. ugrađene grijače, tj. ostaju izvan opisa. spiralni, ali koji se prilično uspješno koriste u polietilenskim cjevovodima u kombinaciji sa zavarivanjem električnim spojnicama. Pokušat ćemo govoriti o nekima od njih u sljedećim člancima na ovu temu.

Ako imate pitanja o korištenju elektrofuzijskog zavarivanja za spajanje ili popravak polietilenskih cjevovoda, možete dobiti besplatne tehničke savjete na naša VKontakte grupa.