Technológia a proces elektrofúzneho zvárania
Elektrofúzne zváranie, kľúčová spojovacia technológia v polyetylénových potrubných systémoch, sa široko používa v rôznych oblastiach. Princíp jeho fungovania je založený predovšetkým na vyhrievacom drôte-umiestnenom v elektrofúznej armatúre. Privedením elektriny sa roztaví vnútorný povrch tvarovky a vonkajší povrch potrubia. Po určitom čase chladenia sa dosiahne zváranie.
V procese elektrofúzneho zvárania sú obzvlášť dôležité dobre{0}}navrhnuté elektrofúzne armatúry. Ich základný pracovný princíp využíva Jouleov efekt; zahrievaním odporovej cievky sa materiál na vnútornom povrchu tvarovky roztaví, čím sa dosiahne splynutie rúry a tvarovky.
Elektrofúzne tvarovky, ako sú objímky, T-kusy rovnakého priemeru, redukčné T-kusy a kolená, sú nepostrádateľnými komponentmi v polyetylénových potrubných systémoch. Môžu spájať hlavné a odbočné potrubia alebo hrdlové armatúry vyrobené z rôznych typov polyetylénových materiálov a materiálov s rôznymi rýchlosťami toku taveniny. V súčasnosti je väčšina elektrofúznych armatúr vybavená digitálnymi identifikačnými systémami, kde sú zváracie parametre a ďalšie dôležité informácie uložené vo forme kódov na dátových nosičoch ako sú čiarové kódy alebo magnetické karty. Zvárací ovládač dokáže automaticky čítať tieto parametre a presne riadiť zvárací proces.
Ďalej preskúmame jedinečné vlastnosti elektrofúzneho zvárania.
Elektrofúzne zváranie vyžaduje nielen špecializovaný elektrofúzny zvárací stroj, ale má tiež širokú použiteľnosť, ktorá je schopná spájať rúry rôznych veľkostí a špecifikácií a je vhodná pre rúry a tvarovky rôznych tried a materiálov. Jeho zvárací proces je menej ovplyvnený environmentálnymi a ľudskými faktormi, má vysokú rýchlosť výstavby a nízke investície do zariadenia a náklady na údržbu. Okrem toho je elektrofúzne zváranie jednoduché a ľahko ovládateľné, poskytuje spoľahlivú kvalitu zvaru, má hladkú vnútornú stenu a neovplyvňuje prietok.
Po pochopení charakteristík elektrofúzneho zvárania budeme ďalej diskutovať o jeho prevádzkovom procese.
Po prvé, pred zváraním je potrebné zabezpečiť, aby napájacie napätie bolo stabilné a spĺňalo požiadavky, a vyčistiť výstupný konektor napájania, aby sa zabezpečila dobrá vodivosť. Ďalej si pripravte potrebné nástroje a materiály, vrátane plnoautomatického elektrofúzneho zváracieho stroja, elektrozváracích armatúr, rezača, skrutkovača, značkovača a meracej pásky. Odrežte rúru na požadovanú dĺžku, pričom sa uistite, že čelná plocha je kolmá na os, a kontrolujte chybu rezania konca do 5 mm. Potom zmerajte dĺžku elektrofúznej tvarovky a označte zodpovedajúcu polohu na konci rúry. Potom zoškrabte zvárací povrch, aby ste odstránili oxidové vrstvy, olej, špinu a iné nečistoty. Nakoniec očistite povrch potrubia bezvodým alkoholom alebo metyletylketónom (MEK) a urobte konečné označenie. Po dokončení týchto príprav sa môže začať elektrofúzne zváranie.
Vloženie potrubia a tvarovky Prekreslite čiary na potrubí, pričom polohu určte tak, aby bola polovica dĺžky elektrotavnej tvarovky od koncového čela. Potom vložte vyčistenú elektrozváraciu armatúru do rúry, ktorá sa má zvárať, pričom dbajte na to, aby bola vonkajšia hrana armatúry zarovnaná s predtým vyznačenou čiarou. Potom pomocou skrutkovača utiahnite zaisťovacie skrutky na armatúre, aby ste zabránili náhodnému vytiahnutiu rúry počas zvárania. Nakoniec nainštalujte elektrozváraciu svorku, aby ste zaistili zostavu, ktorá sa má zvárať (pozri obrázok 5-6 pre správny spôsob inštalácie elektrozváracej svorky), pričom sa uistite, že spojka a rúrka sú úplne koaxiálne, s vychýlením riadeným v rozmedzí 2 %, pričom sa vyhýbajte pôsobeniu akejkoľvek vonkajšej sily na elektrozváraciu spojku.
Poznámka: Pred začatím zvárania sa uistite, že armatúry boli vybraté z obalu a že sú čisté a suché.
Pripojenie výstupného konektora: Bezpečne pripojte výstup zváracieho stroja k montážnym svorkám, čím sa zabezpečí hladké pripojenie. Ak je zdroj energie ďaleko od zváracieho stroja, môže sa spustiť alarm nízkeho{1}} napätia. V takom prípade zvážte výmenu kábla za hrubší alebo použite generátor.
Prevádzka zvárania: Dôsledne dodržiavajte prevádzkové postupy zváracieho stroja a vyhýbajte sa interferencii z okolitých magnetických polí. Počas zvárania by mal byť zvárací prístroj nastavený na režim „Automatic“ a údaje o zváraní by sa mali zadávať pomocou skenera (pera), alebo je možné manuálne zadať parametre v režime „Manual“. Po zadaní parametrov zapnite zvárací spínač, aby sa spustil časovač. Ak je zvolený manuálny režim, parametre zvárania by sa mali určiť podľa návodu k produktu k armatúre.
Na skenovanie parametrov sa odporúča použiť automatický režim, pretože zváračka automaticky vykoná kompenzáciu časovej korekcie. Ak sa použije manuálny režim, je možné vykonať manuálne úpravy a kompenzáciu podľa informačnej karty kovania.
Prirodzené chladenie: Po skončení zváracieho časovača prejde elektrofúzny zvárací stroj do stavu chladenia. Počas procesu chladenia zabezpečte prirodzené chladenie a na zvárané diely nepôsobte žiadnou vonkajšou silou. Po ochladení prípravok rozoberte.
Po{0}}kontrole zvárania
Po zváraní skontrolujte, či je materiál vo vnútri otvoru vytlačený nahor a či nie je nejaký materiál v mieste zvaru vytlačený. Kvalifikovaný zvar by nemal produkovať dym, oheň alebo predčasné vypnutie počas procesu elektrotavenia a materiál by mal byť vysunutý z kontrolného otvoru elektricky taveného komponentu.
Ďalej si predstavíme prevádzkový proces elektrofúzneho sedlového zvárania.
Pre presné vŕtanie otvorov postupujte podľa návodu k produktu.
Kľúčové parametre elektrofúzneho zvárania
Základné parametre elektrofúzneho hrdlového zvárania a elektrofúzneho sedlového zvárania zahŕňajú napätie, čas ohrevu, čas chladenia a hodnotu odporu. Tieto kľúčové parametre zvyčajne poskytuje výrobca komponentov potrubia.
Konštrukčné body a bezpečnostné opatrenia pri elektrofúznom zváraní
Základné požiadavky
Pred zváraním sa uistite, že povrch, ktorý sa má zvárať, je bez kontaminácie alebo oxidácie. Ak takéto podmienky existujú, je potrebná vhodná povrchová úprava. Oblasť zvárania musí byť tiež udržiavaná v suchu. Okrem toho je potrebné venovať pozornosť vôli lícovania, -neokruhlosti{4}}, hĺbke vloženia a axiálnemu vyrovnaniu a umiestneniu medzi rúrkou a tvarovkou, aby sa zabezpečilo, že zostava bude zváraná bez axiálneho tlaku.
Použitie profesionálnych upínacích prípravkov môže účinne znížiť chyby zarovnania a relatívny pohyb počas procesu zvárania. Keď je rúrka vložená do tvarovky a udržiavaná koaxiálne, je možné dosiahnuť dobrý a rovnomerný kontakt medzi vonkajším povrchom rúry a vnútorným povrchom tvarovky. Ak sa počas vkladania zistí uhol medzi osou rúry a osou tvarovky, zvýši to trenie, čo ovplyvní kvalitu kontaktu medzi vonkajším povrchom rúry a vnútorným povrchom tvarovky a v konečnom dôsledku potenciálne nepriaznivo ovplyvní kvalitu zvaru. Okrem toho tento uhol môže tiež spôsobiť značné napätie v mieste zvaru po zváraní.
Zváracie zariadenie a požiadavky na napájanie:
Elektrofúzne zváracie zariadenia musia spĺňať príslušné národné špecifikácie a normy a vyžadovať pravidelnú rutinnú údržbu. Podľa CJJ63-2018 „Technická norma pre inžinierstvo polyetylénových plynovodov“ by sa malo zariadenie na elektrofúzne pripojenie na tupo pravidelne kalibrovať a overovať s cyklom nepresahujúcim jeden rok. Ak sa ako zdroj energie použije generátor, musí sa zvážiť jeho výkon a prevádzkové charakteristiky, aby sa zabezpečilo, že dokáže napájať indukčnú záťaž.
Výber spôsobu vstupu energie:
Spôsoby vstupu energie pre zváracie stroje možno rozdeliť do troch kategórií: riadenie prúdu, riadenie napätia a riadenie energie. Pretože väčšina vykurovacích telies vykazuje kladný teplotný koeficient odporu, pri použití zvárania konštantným napätím vstupná energia postupne klesá so zvyšujúcou sa teplotou. To pomáha predchádzať karbonizácii a prehrievaniu a zabezpečuje stabilitu procesu riadenia. Preto je táto metóda vstupu široko používaná.
Ovládanie zváracieho napätia
Pri elektrofúznom zváraní je rozhodujúca kontrola zváracieho napätia. Príliš vysoké aj nízke napätie môže nepriaznivo ovplyvniť kvalitu zvaru. Preto je potrebné pred zváraním starostlivo skontrolovať a potvrdiť, že nastavenie napätia je v príslušnom rozsahu. Súčasne je potrebné pozorne sledovať zmeny napätia počas zvárania, aby sa zabezpečilo hladké zváranie a-kvalitné dokončenie.
Čas zvárania
S konštantným odporom vykurovacieho drôtu a napätím zváracieho stroja sa čas zvárania stáva kľúčovým faktorom ovplyvňujúcim vykurovací výkon. Príliš dlhý čas zvárania môže viesť k prehriatiu a karbonizácii a zároveň k zmäknutiu a deformácii vnútornej steny rúry, najmä v sedlových{1}} tvarovkách rúr. Nedostatočný čas zvárania môže mať za následok nedostatočný prienik alebo prehriatie príslušenstva vykurovacieho drôtu v dôsledku nadmerných požiadaviek na zvárací výkon.
Doba chladenia
Cieľom procesu chladenia je zabezpečiť, aby spoj dosiahol dostatočnú pevnosť. Ak je čas chladenia príliš krátky, zvarový spoj môže byť vystavený vonkajším poruchám v dôsledku neúplného chladenia, čím sa zníži pevnosť zvaru. Počas procesu chladenia by sa mali zvárané komponenty držať upnuté, aby sa zabránilo vonkajšiemu rušeniu ovplyvňovať pevnosť zvaru. Okrem toho by sa počas fázy chladenia nemali vykonávať opatrenia núteného chladenia.
Tuhosť rúr a tvaroviek Elektrofúzne zváranie odporúča použiť SDR11 alebo hrubšie polyetylénové rúry. Hoci niektorí výrobcovia ponúkajú elektrozváracie tvarovky vhodné pre SDR33, na zváranie tvaroviek-sedlového tvaru je to vo všeobecnosti obmedzené na SDR11 alebo hrubšie polyetylénové rúry. Tieto obmedzenia by mali byť jasne uvedené na obale armatúry. Vyššia tuhosť potrubia a tvaroviek pomáha rýchlo vytvárať tlak taveniny, čím sa skracuje čas zvárania alebo zvyšuje pevnosť zvaru.
Zvárateľnosť materiálu Elektrofúzne zváranie má širokú kompatibilitu a môže spájať rúry rôznych SDR a tried. Aby sa však zabezpečila kvalita zvaru, dva materiály na rozhraní zvaru by mali mať podobnú zvárateľnosť.
Okolitá teplota Okolitá teplota má tiež určitý vplyv na elektrofúzne zváranie. Pri zváraní v prostredí s nízkou teplotou- môže byť potrebné predhriatie na zlepšenie kvality zvaru. Naopak, prostredie s vysokou-teplotou môže nepriaznivo ovplyvniť proces zvárania a výsledky, čo si vyžaduje starostlivé opatrenia.
Vplyv okolitej teploty:
Elektrofúzne zváranie vo všeobecnosti nevyžaduje žiadne špeciálne opatrenia, keď sú zmeny teploty okolia v určitom rozsahu. V extrémnych prostrediach však môže byť potrebné upraviť výstup energie do potrubných tvaroviek, napríklad zmenou vstupného napätia alebo úpravou času zvárania, aby sa zabezpečila kvalita zvaru. Zároveň sa treba vyhnúť priamemu slnečnému žiareniu, aby sa zabránilo nerovnomernému rozloženiu teploty v potrubiach (tvarovky). Vo veternom, prašnom, daždivom alebo snehovom počasí by sa mali prijať vhodné ochranné opatrenia, aby sa zabránilo kontaminácii. Najmä pri zváraní rúr s-veľkým priemerom by mal byť distálny koniec rúry zakrytý, aby sa predišlo prievanu.
Bezpečnosť a normy:
Operátori zvárania musia mať príslušnú kvalifikáciu a počas prevádzky musia nosiť rukavice, okuliare a iné ochranné prostriedky, aby bola zaistená bezpečnosť. Okrem toho by zváracie zariadenia pre polyetylénové (PE) rúry mali spĺňať normu GB/T2062-2020, pričom výroba, dizajn, prevzatie konštrukcie a prevádzka by sa mali riadiť priemyselnou normou CJJ63-2018 a technickými pravidlami TSGD2002-2006.
