Технология и процес на електрофузионно заваряване
Електрофузионното заваряване, ключова технология за свързване в полиетиленовите тръбопроводни системи, се използва широко в различни области. Неговият принцип на работа основно разчита на нагревателен проводник, предварително-поставен в електрофузионния фитинг. Чрез прилагане на електричество вътрешната повърхност на фитинга и външната повърхност на тръбата се разтопяват. След определено време за охлаждане се постига заваряването.
В процеса на електрофузионно заваряване добре-проектираните електрофузионни фитинги са особено критични. Техният основен принцип на работа използва ефекта на Джаул; чрез нагряване на съпротивителна намотка, материалът на вътрешната повърхност на фитинга се топи, като по този начин се постига сливане на тръбата и фитинга.
Електрофузионните фитинги, като маншони, тройници с еднакъв диаметър, редуциращи тройници и колена, са незаменими компоненти в полиетиленовите тръбопроводни системи. Те могат да свързват главни и разклонителни тръби или щуцерни фитинги, изработени от различни видове полиетиленови материали и материали с различен дебит на стопилката. Понастоящем повечето електрофузионни фитинги са оборудвани със системи за цифрова идентификация, където параметрите на заваряване и друга важна информация се съхраняват под формата на кодове върху носители на данни като баркодове или магнитни карти. Контролерът за заваряване може автоматично да разчита тези параметри и да контролира прецизно процеса на заваряване.
След това ще проучим уникалните характеристики на електрофузионното заваряване.
Електрофузионното заваряване не само изисква специализирана машина за електрофузионно заваряване, но също така има широка приложимост, способна да свързва тръби с различни размери и спецификации и е подходяща за тръби и фитинги от различни степени и материали. Неговият процес на заваряване е по-малко засегнат от околната среда и човешките фактори, има бърза скорост на изграждане и ниски разходи за инвестиции и поддръжка на оборудване. Освен това електрофузионното заваряване е просто и лесно за работа, осигурява надеждно качество на заварката, има гладка вътрешна стена и не влияе на скоростта на потока.
След като разберем характеристиките на електрофузионното заваряване, ще обсъдим допълнително неговия процес на работа.
Първо, преди заваряване е необходимо да се уверите, че захранващото напрежение е стабилно и отговаря на изискванията, и почистете изходния конектор за захранване, за да осигурите добра проводимост. След това подгответе необходимите инструменти и материали, включително напълно автоматична машина за електрофузионно заваряване, електрофузионни фитинги, нож, отвертка, маркер и измервателна лента. Нарежете тръбата до необходимата дължина, като се уверите, че крайната повърхност е перпендикулярна на оста и контролирайте грешката при рязане на края в рамките на 5 mm. След това измерете дължината на електрофузионния фитинг и маркирайте съответната позиция на края на тръбата. След това изстържете заваръчната повърхност, за да отстраните оксидни слоеве, масло, мръсотия и други замърсявания. Накрая почистете повърхността на тръбата с безводен алкохол или метил етил кетон (MEK) и направете окончателните маркировки. След приключване на тези подготовки може да започне електрофузионното заваряване.
Поставяне на тръба и фитинг Начертайте отново линиите върху тръбата, като определите позицията да бъде половината от дължината на електрофузионния фитинг от крайната повърхност. След това поставете почистения електрофузионен фитинг в тръбата, която ще заварявате, като се уверите, че външният ръб на фитинга е изравнен с предварително маркираната линия. След това затегнете фиксиращите винтове на фитинга с помощта на отвертка, за да предотвратите случайно издърпване на тръбата по време на заваряване. Накрая монтирайте скобата за електрофузионно заваряване, за да закрепите сглобката, която ще бъде заварена (вижте Фигура 5-6 за правилния метод за инсталиране на скобата за електрофузионно заваряване), като се уверите, че фитингът и тръбата са напълно коаксиални, като несъответствието се контролира в рамките на 2%, като същевременно избягвате прилагането на каквато и да е външна сила към фитинга за електрофузионно заваряване.
Забележка: Преди да започнете заваряването, се уверете, че фитингите са извадени от опаковката им и са чисти и сухи.
Свързване на изходния конектор: Свържете сигурно изхода на машината за заваряване към клемите на фитинга, като осигурите гладка връзка. Ако източникът на захранване е далеч от машината за заваряване, може да възникне аларма за ниско-напрежение. В този случай помислете за смяна на кабела с по-дебел или използване на генератор.
Заваряване: Следвайте стриктно процедурите за работа на заваръчната машина и избягвайте смущения от околните магнитни полета. По време на заваряване заваръчната машина трябва да бъде настроена на режим "Автоматичен" и данните за заваряване трябва да се въвеждат с помощта на скенер (писалка) или параметрите могат да се въвеждат ръчно в режим "Ръчно". След въвеждане на параметър включете превключвателя за заваряване, за да стартирате таймера. Ако е избран ръчен режим, параметрите на заваряване трябва да се определят в съответствие с продуктовото ръководство на фитинга.
Препоръчва се да се използва автоматичен режим за сканиране на параметри, тъй като заваръчната машина автоматично ще извърши компенсация за корекция на времето. Ако се използва ръчен режим, могат да се направят ръчни настройки и компенсации според информационната карта на монтажа.
Естествено охлаждане: След като таймерът за заваряване приключи, машината за електрофузионно заваряване ще влезе в състояние на охлаждане. По време на процеса на охлаждане осигурете естествено охлаждане и не прилагайте външна сила върху заварените части. След охлаждане разглобете приспособлението.
Инспекция след-заваряване
След заваряване проверете дали материалът вътре в отвора е избутан нагоре и дали има изстискан материал при заваръчния шев. Квалифицираната заварка не трябва да произвежда дим, огън или преждевременно спиране по време на процеса на електрофузия и материалът трябва да бъде изхвърлен от ревизионния отвор на електрофузионния компонент.
След това ще представим работния процес на електрофузионно седлово заваряване.
Следвайте инструкциите на продукта за прецизно пробиване на отвори.
Основни параметри на електрофузионното заваряване
Основните параметри на електрофузионното заваряване в муфа и електрофузионното седловидно заваряване включват напрежение, време за нагряване, време за охлаждане и стойност на съпротивление. Тези ключови параметри обикновено се предоставят от производителя на тръбния компонент.
Конструктивни точки и предпазни мерки при електрофузионно заваряване
Основни изисквания
Преди заваряване се уверете, че повърхността, която ще заварявате, не е замърсена или окислена. Ако съществуват такива условия, е необходима подходяща повърхностна обработка. Зоната за заваряване също трябва да се поддържа суха. Освен това трябва да се обърне внимание на хлабината на напасване,--закръглеността, дълбочината на вмъкване и аксиалното подравняване и позициониране между тръбата и фитинга, за да се гарантира, че сглобката е заварена без аксиален натиск.
Използването на професионални приспособления за подравняване може ефективно да намали грешките при подравняване и относителното движение по време на процеса на заваряване. Когато тръбата се вкара във фитинга и се поддържа коаксиално, може да се постигне добър и равномерен контакт между външната повърхност на тръбата и вътрешната повърхност на фитинга. Ако се открие ъгъл между оста на тръбата и оста на фитинга по време на вмъкване, това ще увеличи триенето, което ще повлияе на качеството на контакт между външната повърхност на тръбата и вътрешната повърхност на фитинга и в крайна сметка потенциално ще повлияе неблагоприятно на качеството на заварката. Освен това, този ъгъл може също да причини значително напрежение в мястото на заваряване след заваряване.
Изисквания за заваръчно оборудване и мощност:
Оборудването за електрофузионно заваряване трябва да отговаря на съответните национални спецификации и стандарти и изисква редовна рутинна поддръжка. Съгласно CJJ63-2018 „Технически стандарт за инженерство на полиетиленови газопроводи“, оборудването за електрофузионно челно свързване трябва да се калибрира и проверява редовно, като цикълът не надвишава една година. Ако като източник на енергия се използва генератор, трябва да се вземат предвид неговата мощност и работни характеристики, за да се гарантира, че той може да захранва индуктивен товар.
Избор на метод за въвеждане на енергия:
Методите за въвеждане на енергия за заваръчни машини могат да бъдат разделени на три категории: контрол на тока, контрол на напрежението и контрол на енергията. Тъй като повечето нагревателни елементи показват положителен температурен коефициент на съпротивление, входящата енергия постепенно намалява с повишаване на температурата, когато се използва заваряване с постоянно напрежение. Това помага за предотвратяване на карбонизацията и прегряването и гарантира стабилността на контролния процес. Следователно този метод на въвеждане е широко използван.
Контрол на заваръчното напрежение
При електрофузионното заваряване контролът на заваръчното напрежение е от решаващо значение. Както прекалено високото, така и ниското напрежение могат да повлияят неблагоприятно на качеството на заваръчния шев. Следователно, настройката на напрежението трябва да бъде внимателно проверена и потвърдена, че е в подходящия диапазон преди заваряване. Едновременно с това промените в напрежението трябва да се следят отблизо по време на заваряване, за да се осигури гладко заваряване и високо-качествено завършване.
Време за заваряване
Със съпротивлението на нагревателната жица и напрежението на заваръчната машина се поддържат постоянни, времето за заваряване се превръща в ключов фактор, влияещ върху мощността на нагряване. Прекомерно дългото време за заваряване може да доведе до прегряване и карбонизация, като същевременно омекне и деформира вътрешната стена на тръбата, особено в седлообразни фитинги за тръби. Недостатъчното време за заваряване може да доведе до недостатъчно проникване или прегряване на аксесоарите за нагревателен проводник поради прекомерни изисквания за заваръчна мощност.
Време за охлаждане
Процесът на охлаждане има за цел да гарантира, че съединението достига достатъчна здравина. Ако времето за охлаждане е твърде кратко, заваръчната връзка може да бъде подложена на външни смущения поради непълно охлаждане, като по този начин се намалява якостта на заварката. По време на процеса на охлаждане, заварените компоненти трябва да се държат захванати, за да се предотврати влиянието на външната намеса върху здравината на заварката. Освен това не трябва да се предприемат мерки за принудително охлаждане по време на етапа на охлаждане.
Твърдост на тръби и фитинги Електрофузионното заваряване препоръчва използването на SDR11 или по-дебела полиетиленова тръба. Въпреки че някои производители предлагат електрофузионни фитинги, подходящи за SDR33, за заваряване на седлообразни фитинги, обикновено се ограничава до SDR11 или по-дебела полиетиленова тръба. Тези ограничения трябва да бъдат ясно посочени на опаковката на монтажа. По-високата твърдост на тръбата и фитингите спомага за бързото натрупване на налягането на стопилката, като по този начин съкращава времето за заваряване или увеличава якостта на заварката.
Заваряемост на материала Електрофузионното заваряване има широка съвместимост и може да съединява тръби с различни SDR и степени. Въпреки това, за да се осигури качество на заваръчния шев, двата материала на заваръчния интерфейс трябва да имат сходна заваряемост.
Температура на околната среда Температурата на околната среда също има известно влияние върху електрофузионното заваряване. При заваряване в среда с ниска-температура може да е необходимо предварително загряване, за да се подобри качеството на заварката. Обратно, високо{3}}температурните среди също могат да повлияят неблагоприятно на заваръчния процес и резултатите, като по този начин изискват внимателни предпазни мерки.
Въздействие на околната температура:
Електрофузионното заваряване обикновено не изисква специални предпазни мерки, когато промените в температурата на околната среда са в определен диапазон. Въпреки това, в екстремни среди, може да са необходими корекции на изходната енергия към тръбните фитинги, като например промяна на входното напрежение или регулиране на времето за заваряване, за да се гарантира качеството на заварката. Едновременно с това трябва да се избягва пряка слънчева светлина, за да се предотврати неравномерно разпределение на температурата в тръбите (фитингите). Трябва да се вземат подходящи защитни мерки при ветровито, прашно, дъждовно или снежно време, за да се предотврати замърсяване. Особено при заваряване на тръби с голям-диаметър дисталният край на тръбата трябва да бъде затворен, за да се предотврати течение.
Безопасност и стандарти:
Операторите по заваряване трябва да притежават съответната квалификация и да носят ръкавици, очила и друго защитно оборудване по време на работа, за да гарантират безопасността. В допълнение, заваръчното оборудване за полиетиленови (PE) тръби трябва да отговаря на стандарта GB/T2062-2020, докато производството, проектирането, приемането на конструкцията и експлоатацията трябва да следват индустриалния стандарт CJJ63-2018 и техническите правила TSGD2002-2006.
