Technologia i proces zgrzewania elektrooporowego
Zgrzewanie elektrooporowe, kluczowa technologia łączenia w systemach rur polietylenowych, jest szeroko stosowana w różnych dziedzinach. Jego zasada działania opiera się głównie na przewodzie grzejnym-umieszczonym wstępnie w złączce elektrooporowej. Pod wpływem prądu następuje stopienie wewnętrznej powierzchni złączki i zewnętrznej powierzchni rury. Po pewnym czasie chłodzenia następuje zgrzewanie.
W procesie zgrzewania elektrooporowego szczególnie-szczególnie istotne są dobrze zaprojektowane złącza elektrooporowe. Ich podstawowa zasada działania wykorzystuje efekt Joule'a; poprzez nagrzanie cewki oporowej materiał na wewnętrznej powierzchni złączki topi się, uzyskując w ten sposób stopienie rury i kształtki.
Kształtki elektrooporowe takie jak mufy, trójniki o jednakowej średnicy, trójniki redukcyjne i kolanka są niezbędnymi elementami systemów rur polietylenowych. Można nimi łączyć rury główne, odgałęzione lub króćce wykonane z różnego rodzaju materiałów polietylenowych oraz materiałów o różnym przepływie stopu. Obecnie większość kształtek elektrooporowych wyposażona jest w cyfrowe systemy identyfikacji, w których parametry zgrzewania oraz inne ważne informacje zapisywane są w postaci kodów na nośnikach danych takich jak kody kreskowe czy karty magnetyczne. Sterownik spawalniczy potrafi automatycznie odczytać te parametry i precyzyjnie sterować procesem spawania.
Następnie zbadamy unikalne cechy zgrzewania elektrooporowego.
Zgrzewanie elektrooporowe nie tylko wymaga specjalistycznej zgrzewarki elektrooporowej, ale ma również szerokie zastosowanie, umożliwia łączenie rur o różnych rozmiarach i specyfikacjach oraz nadaje się do rur i kształtek różnych gatunków i materiałów. Na proces spawania w mniejszym stopniu wpływają czynniki środowiskowe i ludzkie, charakteryzuje się dużą szybkością budowy oraz niskimi kosztami inwestycji i konserwacji sprzętu. Co więcej, zgrzewanie elektrooporowe jest proste i łatwe w obsłudze, zapewnia niezawodną jakość spoiny, ma gładką ściankę wewnętrzną i nie wpływa na natężenie przepływu.
Po zrozumieniu właściwości zgrzewania elektrooporowego omówimy dalej proces jego działania.
W pierwszej kolejności przed spawaniem należy upewnić się, że napięcie zasilania jest stabilne i spełnia wymagania oraz oczyścić złącze wyjściowe zasilania, aby zapewnić dobrą przewodność. Następnie przygotuj niezbędne narzędzia i materiały, w tym w pełni automatyczną zgrzewarkę elektrooporową, kształtki elektrooporowe, przecinak, śrubokręt, marker i taśmę mierniczą. Przytnij rurę na wymaganą długość, upewniając się, że czoło jest prostopadłe do osi i kontrolując błąd przycięcia końca w granicach 5 mm. Następnie zmierz długość złączki elektrooporowej i zaznacz odpowiednią pozycję na końcu rury. Następnie zeskrob powierzchnię spawania, aby usunąć warstwy tlenków, olej, brud i inne zanieczyszczenia. Na koniec oczyść powierzchnię rury bezwodnym alkoholem lub ketonem metylowo-etylowym (MEK) i wykonaj końcowe oznaczenia. Po zakończeniu tych przygotowań można rozpocząć zgrzewanie elektrooporowe.
Wstawianie rur i kształtek Narysuj ponownie linie na rurze, określając położenie odpowiadające połowie długości złączki elektrooporowej od powierzchni czołowej. Następnie włożyć oczyszczoną kształtkę elektrooporową do rury przeznaczonej do zgrzewania tak, aby zewnętrzna krawędź kształtki zrównała się z zaznaczoną wcześniej linią. Następnie dokręcić śruby zabezpieczające na złączce za pomocą śrubokręta, aby zapobiec przypadkowemu wyciągnięciu rury podczas spawania. Na koniec zainstaluj zacisk elektrooporowy, aby zabezpieczyć spawany zespół (patrz Rysunek 5-6, aby zapoznać się z prawidłową metodą montażu zacisku elektrooporowego), upewniając się, że złączka i rura są całkowicie współosiowe, z niewspółosiowością kontrolowaną w granicach 2%, jednocześnie unikając przykładania jakiejkolwiek siły zewnętrznej do złączki elektrooporowej.
Uwaga: Przed rozpoczęciem spawania należy upewnić się, że złączki zostały wyjęte z opakowania, są czyste i suche.
Podłączenie złącza wyjściowego: Bezpiecznie podłącz wyjście spawarki do zacisków montażowych, zapewniając płynne połączenie. Jeśli źródło zasilania znajduje się daleko od spawarki, może wystąpić alarm niskiego-napięcia. W takim przypadku rozważ wymianę kabla na grubszy lub skorzystanie z generatora.
Operacja spawania: Należy ściśle przestrzegać procedur obsługi spawarki i unikać zakłóceń powodowanych przez otaczające pola magnetyczne. Podczas spawania należy ustawić spawarkę w tryb „Automatyczny”, a dane spawania wprowadzić za pomocą skanera (pióra) lub w trybie „Ręcznym” parametry spawania można wprowadzić ręcznie. Po wprowadzeniu parametrów włącz przełącznik spawania, aby uruchomić timer. W przypadku wyboru trybu ręcznego parametry spawania należy określić zgodnie z instrukcją produktu armatury.
Do skanowania parametrów zaleca się stosowanie trybu automatycznego, gdyż spawarka automatycznie wykona kompensację korekty czasu. Jeżeli używany jest tryb ręczny, można dokonać ręcznej regulacji i kompensacji zgodnie z kartą informacyjną montażu.
Naturalne chłodzenie: Po upływie czasu zgrzewania zgrzewarka elektrooporowa przejdzie w stan chłodzenia. Podczas procesu chłodzenia należy zapewnić naturalne chłodzenie i nie przykładać żadnej siły zewnętrznej do spawanych części. Po ostygnięciu zdemontuj oprawę.
Kontrola po-spawaniu
Po spawaniu należy sprawdzić, czy materiał wewnątrz otworu jest wypchnięty do góry i czy w miejscu spoiny nie został wyciśnięty materiał. Kwalifikowana spoina nie powinna powodować dymu, pożaru ani przedwczesnego wyłączenia podczas procesu elektrooporu, a materiał powinien zostać wyrzucony przez otwór kontrolny elementu elektrooporowego.
Następnie przedstawimy proces działania zgrzewania elektrooporowego siodłowego.
Postępuj zgodnie z instrukcją produktu, aby uzyskać precyzyjne wiercenie otworów.
Kluczowe parametry zgrzewania elektrooporowego
Podstawowe parametry zgrzewania elektrooporowego i zgrzewania elektrooporowego obejmują napięcie, czas nagrzewania, czas chłodzenia i wartość rezystancji. Te kluczowe parametry są zwykle dostarczane przez producenta elementów rury.
Punkty konstrukcyjne i środki ostrożności podczas spawania elektrooporowego
Podstawowe wymagania
Przed spawaniem należy upewnić się, że spawana powierzchnia jest wolna od zanieczyszczeń i utleniania. Jeśli takie warunki występują, wymagana jest odpowiednia obróbka powierzchni. Miejsce spawania również musi być suche. Ponadto należy zwrócić uwagę na luz pasowania,-nie-okrągłości, głębokość wsunięcia oraz wyrównanie osiowe i położenie pomiędzy rurą a złączką, aby mieć pewność, że zespół zostanie zespawany bez nacisku osiowego.
Korzystanie z profesjonalnych uchwytów do wyrównywania może skutecznie zmniejszyć błędy wyrównania i ruchy względne podczas procesu spawania. Kiedy rura jest włożona do złączki i utrzymywana współosiowo, można uzyskać dobry i równomierny kontakt pomiędzy zewnętrzną powierzchnią rury a wewnętrzną powierzchnią złączki. Jeśli podczas wstawiania zostanie wykryty kąt pomiędzy osią rury a osią złączki, zwiększy to tarcie, wpływając na jakość styku pomiędzy zewnętrzną powierzchnią rury a wewnętrzną powierzchnią złączki, a ostatecznie potencjalnie niekorzystnie wpływając na jakość spoiny. Ponadto kąt ten może również powodować znaczne naprężenia w miejscu spawania po spawaniu.
Sprzęt spawalniczy i wymagania dotyczące zasilania:
Sprzęt do spawania elektrooporowego musi być zgodny z odpowiednimi specyfikacjami i normami krajowymi oraz wymagać regularnej rutynowej konserwacji. Zgodnie z CJJ63-2018 „Norma techniczna dla inżynierii rurociągów gazowych z polietylenu” sprzęt do elektrooporowych połączeń doczołowych powinien być regularnie kalibrowany i sprawdzany, w cyklu nieprzekraczającym jednego roku. Jeśli jako źródło zasilania używany jest generator, należy wziąć pod uwagę jego moc wyjściową i charakterystykę roboczą, aby upewnić się, że może on zasilać obciążenie indukcyjne.
Wybór metody wprowadzania energii:
Metody wprowadzania energii do spawarek można podzielić na trzy kategorie: kontrola prądu, kontrola napięcia i kontrola energii. Ponieważ większość elementów grzejnych ma dodatni współczynnik temperaturowy rezystancji, energia wejściowa stopniowo maleje wraz ze wzrostem temperatury podczas spawania ze stałym napięciem. Pomaga to zapobiegać karbonizacji i przegrzaniu oraz zapewnia stabilność procesu kontroli. Dlatego ta metoda wprowadzania danych jest powszechnie stosowana.
Kontrola napięcia spawania
W zgrzewaniu elektrooporowym kluczowa jest kontrola napięcia spawania. Zarówno zbyt wysokie, jak i niskie napięcie może niekorzystnie wpłynąć na jakość spoiny. Dlatego przed spawaniem należy dokładnie sprawdzić ustawienie napięcia i upewnić się, że mieści się ono w odpowiednim zakresie. Jednocześnie podczas spawania należy ściśle monitorować zmiany napięcia, aby zapewnić płynne spawanie i wysoką-jakość wykończenia.
Czas spawania
Przy stałym oporze drutu grzejnego i napięciu spawarki, czas spawania staje się kluczowym czynnikiem wpływającym na moc grzewczą. Nadmierny czas spawania może prowadzić do przegrzania i zwęglenia, a także zmiękczenia i odkształcenia wewnętrznej ścianki rury, zwłaszcza w przypadku łączników rurowych-o kształcie siodłowym. Niewystarczający czas spawania może skutkować niewystarczającą penetracją lub przegrzaniem akcesoriów drutu grzejnego z powodu nadmiernego zapotrzebowania na moc spawania.
Czas chłodzenia
Proces chłodzenia ma na celu zapewnienie, że złącze osiągnie wystarczającą wytrzymałość. Jeżeli czas chłodzenia jest zbyt krótki, spoina może zostać narażona na zewnętrzne zaburzenia na skutek niepełnego schłodzenia, co może skutkować zmniejszeniem wytrzymałości spoiny. Podczas procesu chłodzenia spawane elementy powinny być mocno zaciśnięte, aby zapobiec wpływowi czynników zewnętrznych na wytrzymałość spoiny. Ponadto na etapie chłodzenia nie należy stosować wymuszonego chłodzenia.
Sztywność rur i kształtek Zgrzewanie elektrooporowe zaleca stosowanie rur SDR11 lub grubszych rur polietylenowych. Chociaż niektórzy producenci oferują złączki elektrooporowe odpowiednie dla SDR33, w przypadku zgrzewania złączek siodłowych-jest ono zazwyczaj ograniczone do rur SDR11 lub grubszych rur polietylenowych. Ograniczenia te powinny być wyraźnie wskazane na opakowaniu armatury. Większa sztywność rur i kształtek pozwala na szybkie wytworzenie ciśnienia stopu, skracając w ten sposób czas zgrzewania lub zwiększając wytrzymałość spoiny.
Spawalność materiału Zgrzewanie elektrooporowe ma szeroką kompatybilność i umożliwia łączenie rur o różnych SDR i gatunkach. Jednakże, aby zapewnić jakość spoiny, dwa materiały na styku spoiny powinny mieć podobną spawalność.
Temperatura otoczenia Temperatura otoczenia ma również pewien wpływ na zgrzewanie elektrooporowe. Podczas spawania w środowiskach o niskiej-temperaturze może być konieczne podgrzewanie wstępne, aby poprawić jakość spoiny. Z drugiej strony środowiska o wysokiej-temperaturze mogą również niekorzystnie wpływać na proces spawania i wyniki, co wymaga zachowania ostrożności.
Wpływ temperatury otoczenia:
Zgrzewanie elektrooporowe na ogół nie wymaga żadnych specjalnych środków ostrożności, gdy wahania temperatury otoczenia mieszczą się w pewnym zakresie. Jednakże w ekstremalnych warunkach może być konieczna regulacja mocy wyjściowej łączników rurowych, na przykład poprzez zmianę napięcia wejściowego lub dostosowanie czasu spawania, aby zapewnić jakość spoiny. Jednocześnie należy unikać bezpośredniego nasłonecznienia, aby zapobiec nierównomiernemu rozkładowi temperatur w rurach (armaturach). W przypadku wietrznej, zapylonej, deszczowej lub śnieżnej pogody należy podjąć odpowiednie środki ochronne, aby zapobiec zanieczyszczeniu. Zwłaszcza podczas spawania rur o dużych-średnicach dystalny koniec rury powinien być zakryty, aby zapobiec przeciągom.
Bezpieczeństwo i standardy:
Aby zapewnić bezpieczeństwo, spawacze muszą posiadać odpowiednie kwalifikacje i podczas pracy nosić rękawice, okulary i inny sprzęt ochronny. Ponadto sprzęt do spawania rur z polietylenu (PE) powinien być zgodny z normą GB/T2062-2020, natomiast produkcja, projektowanie, odbiór konstrukcji i obsługa powinny być zgodne ze standardem branżowym CJJ63-2018 i przepisami technicznymi TSGD2002-2006.
