Technologie tupého svařování polyetylenových trubek

Svařování na tupo HDPE trubek se obvykle používá pro instalaci tlakových potrubí, plynovodů a kanalizací. V tomto případě by svarové spoje neměly mít horší pevnost než původní potrubí – ani v krátkodobých, ani v dlouhodobých pevnostních charakteristikách.

1. Základní podmínky pro provádění svařování na tupo pro všechny typy a velikosti plastových trubek.
Trubky musí být vyrobeny ze stejné značky polyethylenu.
Svařované povrchy musí být čisté a hladké.

Pro vyrovnání konců svařovaných trubek se používá speciální zařízení – trimr.
Svařování plastových trubek. Svařování polyetylenových trubek. Při svařování trubek musí být trubky vyrovnány a k tomu se používá centralizátor (polohovadlo). Centralizér obvykle obsahuje dvojici pohyblivých svorek a dvojici pevných svorek instalovaných na rámu.

Jednou z hlavních vlastností polyethylenů je velmi vysoký koeficient tepelné roztažnosti. To znamená, že během procesu svařování je nutné se vyvarovat:
Nerovnoměrný nebo příliš rychlý ohřev, který vede k velkému teplotnímu rozdílu ve dvou sousedních bodech;
Rychlé ochlazení svaru.
V opačném případě následně obdržíme v materiálu značná vnitřní pnutí, tzn. snížení pevnosti svarového spoje.
Každý výrobce svářecího zařízení vyvíjí své vlastní standardy svařovacího procesu. Ale v každém případě se jedná o soubor parametrů různých fází svařování (teplota topného tělesa, přítlačná síla, doba expozice). Změna některého z parametrů v určitých mezích nemusí nutně zkazit celou věc, ale bude mít za následek povinnou změnu alespoň jednoho dalšího parametru. Pokud například snížíme teplotu topného tělesa, budeme nuceni minimálně zkrátit dobu technologické pauzy.

2. Teplota topného tělesa.
Teplota topného tělesa je důležitá pro dvě fáze procesu svařování – fázi 1 (tavení) a fázi 2 (ohřev). Dále je topný článek odstraněn ze svařovací zóny a již není zapojen do procesu.
Jediným účelem topného tělesa je zahřát konce svařovaných trubek tak, aby po vyjmutí topného tělesa ze svařovací zóny mohly být tyto konce spojeny pro získání vysoce kvalitního svaru.
Polyethyleny mají tu vlastnost, že při zahřátí se nejprve přemění do plastického a poté do viskózního tekutého stavu. Hranice mezi těmito stavy se stírá. Každá značka polyethylenu má svou vlastní teplotu přechodu do viskózního tekutého stavu – těsně pod 200ºC.
Po vyjmutí topného tělesa ze svařovací zóny má povrch konců svařovaných trubek čas mírně vychladnout. Aby se konce svařovaných trubek při dotyku slepily k sobě, musí být zaručeno, že povrchová teplota konců zůstane nad 200 ºC, a to i s přihlédnutím k tomuto ochlazování.
Podmínka pro volbu teploty topného tělesa pro každou značku polyetylenu by tedy měla být zvolena s ohledem na chladící rezervu při vyjímání topného tělesa ze svařovací zóny a také s ohledem na možné chyby (kvalita polyetylenu a kvalita topné těleso).

3. Tlaková síla trubek při tavení; výška otřepu.
Když se konec svařované trubky poprvé dotkne topného tělesa, je nutné co nejdříve dosáhnout plného tepelného kontaktu mezi plochami konce svařované trubky a topným tělesem. V tomto případě je určité množství roztaveného materiálu vytlačeno po celém obvodu konce svařované trubky ve formě vnějších a vnitřních otřepů a je potvrzením „sednutí“ povrchu konce svařované trubky. na povrch topného tělesa.
Při nadměrném lisovacím tlaku se vytvoří otřepy s ostrým vnitřním úhlem, a pokud je svarový spoj následně vystaven ohybovému zatížení, bude tento ostrý úhel fungovat jako „koncentrátor napětí“ a snadněji se zde vytvoří trhlina.
Pokud je lisovací tlak příliš nízký, dojde k pomalejšímu tavení polyetylenu, což povede k neodůvodněnému prodloužení doby svařovacích prací.
Při svařování na tupo doporučuje většina výrobců svařovacích zařízení nastavit tlak blesku (tvorba otřepů) rovný tlaku uvedenému v tabulce v souladu s průměrem a SDR trubky plus tlak v otevřeném okruhu.
Na době vzniku otřepu nezáleží – hlavním parametrem je výška otřepu.

4. Síla stlačení trubek při zahřátí.
Když je dosaženo plného tepelného kontaktu mezi koncem trubky a povrchem topného tělesa, další zvyšování otřepů nedává smysl. Po vytvoření otřepu pro ohřev by se přítlačná síla svařovaných trubek na topné těleso měla rovnat tabulkové hodnotě.

5. Doba zahřívání konců.
Doba nahřívání konečků je dána hloubkou nahřátí, které chceme dosáhnout.
Je třeba věnovat pozornost 2 bodům:
Pokud je hloubka ohřevu příliš malá, povede to k nadměrnému vnitřnímu pnutí a snížení pevnosti svarového spoje.
Pokud je hloubka ohřevu příliš velká, trubka ztratí strukturální tuhost a když je trubka stlačena kvůli usazení a ochlazení, jednoduše se zhroutí.

6. Maximální přípustná doba pro vyjmutí topného tělesa ze svařovací zóny.
Přípustná doba vyjmutí topného tělesa ze svařovací zóny je omezena jedním faktorem, který se vyskytuje u zahřátého polymeru na vzduchu – chlazením (oxidace je nedůležitým faktorem pro typy trubek z polyethylenu). Pokud nedodržíte čas stanovený výrobcem svářecího zařízení, konce trubek se k sobě neslepí (zchladí).
Chlazení konců svařovaných trubek závisí úměrně na tloušťce trubky. Čím tlustší potrubí, tím delší je technologická pauza a naopak čím tenčí potrubí, tím kratší je technologická pauza.

7. Kompresní tlak trubek při tavení a chlazení.
Hlavním kritériem pro pevnost trubky, přičemž všechny ostatní ukazatele jsou stejné, je tloušťka trubky. Aby se dosáhlo zvýšení pevnosti svařovaných trubek na spoji, je třeba je k sobě přitlačit silou, dokud ohřáté vrstvy nevychladnou. Poté se každá část potrubí „vyrovná“ a zvýší tloušťku stěny, což povede ke zvýšení pevnostních charakteristik.
Vzhledem k tomu, že v praxi mají všechny polyetylenové trubky nějakou elipsu, je povolena chyba v lícování konců svařovaných trubek – až 10 % tloušťky stěny trubky.
Stlačování konců svařovaných trubek je nutné provádět postupným zvyšováním tlaku na tabulkovou hodnotu s přihlédnutím k tlaku naprázdno.

8. Doba chlazení.
V žádném případě se nepokoušejte urychlit proces ochlazování tím, že budete oblast svarového spoje polévat vodou nebo ji vystavovat ochlazovanému vzduchu. To povede ke vzniku vnitřních pnutí v materiálu a v důsledku toho k celkovému oslabení svarového spoje.
Přesná doba chlazení závisí na průměru a tloušťce svařované trubky a je uvedena v tabulkách svarů poskytnutých výrobcem svařovacího zařízení.

9. Vliv teploty vzduchu
Teplota má přímý vliv na průběh každé fáze svařování na tupo.
Aby se eliminovala závislost svařování na tupo na parametrech prostředí, museli vývojáři technologie svařování na tupo tuto teplotu omezit na určitý toleranční rozsah. Obvykle je to od -5 ºC do +45 ºC.