Polietilén-csövek hegesztése

2005/9. lapszám | Méhes Attila |  7830 |

Figylem! Ez a cikk 21 éve frissült utoljára. A benne szereplő információk mára aktualitásukat veszíthették, valamint a tartalom helyenként hiányos lehet (képek, táblázatok stb.).

A hegesztett kötések minőségét nagymértékben befolyásolják a megfelelő előkészítő műveletek, és a gondosan megválasztott szerszámok használata. A PE oxidrétegét el kell távolítani – a vonatkozó irányelvek figyelembevétele mellett – a homogén hegesztett kötés eléréséhez. Kifogástalan hegesztési folyamat csak precíz hegesztés-előkészítéssel jöhet létre, a szerszámok és segédeszközök döntően kihatnak a hegesztés minőségére.

Követelmények

Minden szereplőnek, akinek kapcsolata van a gáz- és víz-közműrendszerekkel, figyelembe kell venni a szabványokat és a gyártók előírásait annak érdekében, hogy a PE csőrendszerek élettartama üzemi körülmények mellett minimum 50 év legyen. Évi 4 milliárd eurót fektetnek be Németországban gáz- és víz-közműrendszerekbe. Egy ilyen méretű beruházás csak akkor térül meg hosszú távon, ha a kivitelezés tökéletes.

A minőségi követelmények kielégítése az alábbi irányelvek használatával érhetők el:

• Alapparaméterek tervezése.
• Megfelelően szervezetté tenni a tervezési folyamatot.
• A kapcsolódó szabványok és előírások figyelembe vétele (DVGW, DVS, ISO, DIN-EN, MSZ stb.).
• Gyártói javaslatok, előírások betartása.
• A legmodernebb technológiák alkalmazása kivitelezéskor.

PE anyagok

Gáz- és víz-közműrendszereknél az elmúlt években a PE80 alapanyag mellett megjelent a PE100 is. A piacon elvétve már találkozhatunk térhálós polietilénnel, melynek megnevezése: PE-X. Annak ellenére, hogy mindhárom alapanyag a PE alapanyagcsaládhoz tartozik, eltérő jellemvonásokkal rendelkeznek. Összehasonlítva a PE80-at a PE100-zal, megállapíthatjuk, hogy utóbbit magasabb üzemi nyomásra alkalmazhatjuk (azonos csőméretek esetén). Így azonos üzemi nyomásra való tervezésnél PE100 alapanyagú csőhálózat alkalmazása esetén vékonyabb falú csőre lesz szükségünk, mint PE80 esetén. A többi ismertetőjel is azt mutatja, hogy a PE100 keményebb a PE80-nál. Ez közvetlenül befolyásolja a hegesztési folyamatot.

UV-sugárzás hatására a PE-cső és idomok felületén egy oxidációs réteg alakul ki. Ez a megváltozott réteg nem látható, ebből következik, hogy a hegesztő sem fogja érzékelni azt. Az oxidbevonat megakadályozza az anyagok kötését a hegesztésben részt vevő csőhálózati elemek között. Az oxidréteg olyan, mint egy elkülönülő réteg. Emiatt az elektrofúziós idom és a PE-cső között létrejövő hegesztés egy nagyon tiszta, oxidmentes felületet követel meg. Manapság ez a kiemelt fontosságú folyamat rotációs hántolók alkalmazását igényli. Eltekintve az ezen rotációs hántolók használata által létrejövő időmegtakarítástól, ami költségmegtakarítást is jelent, ez az egyik garanciája a kimagaslóan magas minőségű hegesztett kötésnek. Tehát, ha a hegesztés helyén nem is látható az oxidréteg, akkor is el kell végezni a hántolási műveletet.

Alapvető értékek léteznek az eltávolítandó oxidréteg vastagságára. Minimálisan 0,2 mm vastag réteg eltávolítása szükséges. A maximális érték az átmérő függvénye, de maximum 0,3 mm. A hegesztési folyamatnak mindig az oxidréteg eltávolításával kell kezdődnie, és csak utána következhet a hegesztés.

Előkészítő szerszámok

Alapvetően kétfajta hántolószerszám kapható a piacon (1. kép):

• állítható, több méretre is alkalmazható hántolók,
• fix méretű hántolók.

A PT1E (1/a. kép), PT2 (1/b. kép) és PT4 (1/c. kép) típusok csővégek hántolására alkalmasak, míg az RS (1/d. kép) szerszám a csövön bárhol használható (így akár megfúró-leágazó idomok előkészítése is lehetséges vele). A rotációs hántolókkal (RS) a csövek ovalitásától függetlenül (tűrésen belül) lehet a cső teljes felületéről az oxidréteget eltávolítani, egyenletes, folyamatos forgáccsal.

Csővezetékek kivitelezése

A hegesztetési művelet teljes időtartama alatt a két összehegesztendő elemnek egy tengelyben kell elhelyezkednie. A teljes folyamat alatt biztosítani kell a feszültségmentes állapotot. Ezen állapot elérésére garanciát nyújthat a rögzítő szerszámok használata (2/a. kép), vagy olyan idomokkal is találkozhatunk a piacon, melyek már beépített rögzítő szerszámmal rendelkeznek. Egyéb feszültségmentesítő eljárások alkalmazása a munkaterületen nem ajánlott (2/b. kép). A képek elemzéséből kiderül, hogy rögzítő szerszám használatával ez a művelet rutinszerűvé és megismételhetővé válik, úgy, hogy azzal időt lehet megtakarítani.

Hegesztési paraméterek

Egy megfelelő minőségű hegesztési folyamathoz nem csak a precíz előkészítő műveletek fontosak, de meg kell határozni a hegesztési paramétereket is. Ezek a paraméterek:

• hegesztési nyomás,
• hegesztési idő és hegesztési hőmérséklet,
• hegesztés-előkészítés.

Hegesztési nyomás

A hegesztési folyamat a hegesztésben részt vevő két elem, a hántolt cső (csökkentett átmérőjű, hántolt cső) külső felülete és a PE-idom belső felülete között megy végbe. Amennyiben túl vastag réteget távolítunk el a PE-csőről a hántolási művelet során, úgy az negatívan hat a hegesztési nyomásra, és ennek következtében a hegesztett kötés minőségére is. Alapszabály, hogy csak az oxidréteget kell eltávolítani (legalább 0,2 mm, de max. 0,3 mm). Az „új” PE100 és PE-X anyagok már annyira kemények, hogy ezeknél a hántolást már nem lehet kézi kaparóval tökéletesen megvalósítani. Hivatkozva a DVS 2207, 1. rész, 1. mellékletére, mechanikus előkészítés csak rotációs hántolóval ajánlott PE-X-cső használata esetén. Mialatt a kézi kaparó használatánál az előkészítés minősége a szerelő tapasztalatától függ, addig rotációs szerszámok alkalmazásával a folyamat hatékony, gyors és reprodukálható.

Hegesztési idő és hőmérséklet

A hegesztési idő gyártónként és idomonként különböző. Ennek bevitele a hegesztő egységbe történhet mágneskártyával vagy vonalkóddal, vonalkód-olvasó ceruza vagy szkenner, illetve mágneskártya-leolvasó segítségével. A hegesztőgépek a környezeti hőmérséklet változásának megfelelően kompenzálják a hegesztési paramétereket.

Hegesztési zóna előkészítése

A hegesztőnek a hegesztési zóna körül elegendő szabad helyet kell biztosítani a cső körül ahhoz, hogy a hegesztés-előkészítés megfelelően történhessen. A durva szennyeződéseket szálmentes papírral el kell távolítani a cső felületéről (3/a. kép). A tisztítás fontos, mivel ezáltal megóvhatjuk a szerszámot a sérüléstől, szennyeződéstől.

Kívánt csőhosszak darabolása

Tekercs- és szálcsövek darabolását is megoldhatjuk műanyagcső-vágókkal. Így a vágott felület közel merőleges és sorjamentes lesz.

Csövek hántolása

A kívánt helyen úgy kell végrehajtani a hántolási műveletet, hogy annak hossza a hegeszteni kívánt idom hosszához képest 10-20 mm-rel nagyobb legyen. Így hegesztés után ellenőrizhető a hántolás megléte (3/b. kép).

Tisztítás

A hegesztési zónát szükséges körkörös mozdulatokkal megtisztítani, speciális alkoholos folyadékkal átitatott szálmentes papírral (a papír nem tartalmazhat színezőanyagot, 3/c. kép). A művelet elvégzése után mindig várjuk meg a folyadék elpárolgását a felületről.

Betolási mélység jelölése

A betolási mélység jelölését mindig csak a tisztítási művelet után szabad elvégezni (3/d. kép). (A hántolás előtt is érdemes jelölni a hegesztési zónát, de ez csak a tájékozódást segíti.)

Elektrofúziós idom felszerelése

Az idom felszerelése mindig a gyártó utasítása szerint történjen (3/e. kép). Ennek mindig szennyeződésmentes felületen kell végbemennie. Az elektrofúziós idomokat egyes gyártók a gyártás után közvetlenül műanyag zacskókba csomagolják. Ezzel védik meg az idomot az UV-sugárzással szemben. Ezeket a zacskókat csak közvetlenül az idom hegesztése előtt szabad eltávolítani, így megóvjuk az idomot a szennyeződésektől és sérülésektől.

Hegesztés

A hegesztőgépet csatlakozatni kell az idomhoz. Ellenőrizni kell a hegesztési adatok megadása után, hogy a gépen a megfelelő adatok jelentek-e meg. Ezután indítható a hegesztés (3/f. kép). Fontos, hogy a hegesztési folyamat csak a hűlés elteltével ér véget. Ezután a rögzítő szerszám eltávolítható. A teljes próbával, illetve üzemi nyomással a megadott hűlési idő letelte után terhelhető a rendszer.

Összefoglalás

Amennyiben a kivitelezés során teljes körűen betartjuk az elektrofúziós kötés létesítésére vonatkozó irányelveket, az új közműhálózat biztosítani fogja az 50 év minimális élettartamot üzemi körülmények között.

---