6. Zvárací cyklus

Posted in Inštalácia a zváranie HDPE systému

1. fáza        Pritlačenie a predhriatie (tlakom)

Dva spájané konce rúr sa pritlačia k ohrevnému zrkadlu tlakom P1, ktorý je súčtom tlaku P (podľa tabuľky) a Pt (ťahací tlak). „Predhriatie“ tlakom končí po čase t1 , za ktorý sa vytvoria na oboch spájaných koncoch krúžky nataveného materiálu, ktorých šírka A závisí od hrúbky rúry. Táto hrúbka je tiež uvedená v tabuľkách dodávaných so zváracím prístrojom.

Nasledovný vzorec umožňuje odhadnúť hodnotu A:

A = 0,5 + 0,1·en [mm]

2. fáza        Ohriatie (bez tlaku)

 V relatívne krátkom čase sa vytvoria natavené plastové krúžky, ktoré ukazujú, že sa začal proces spájania. Počas tohto kroku sa musí tlak uvoľniť, aby natavený materiál nebol vytlačený, čo by  spôsobilo nedostatok PE materiálu potrebného na kvalitné spojenie.

Tlak sa uvoľní na hodnotu P2 = 0,02 N/mm2.

Ak nie je tlak P2špecifikovaný v sprievodných tabuľkách dodávaných so zváracím prístrojom, odporúča sa nastaviť tlakomer na hodnotu blízku nule ale nikdy nie nižšiu ako je hodnota ťahacieho tlaku.

Ak je procedúra počas tohto kroku, trvajúceho počas času t2, správna, povrchy sú nepretržite ohrievané, ale nedochádza k zhrubnutiu krúžkov.

Hodnota ohrievania bez tlaku sa dá vyjadriť približným vzťahom v sekundách:

t2 = 12·en ± en [s]

Presné hodnoty sú špecifikované v zváracích tabuľkách.

 

3. fáza               Odstránenie ohrevného zrkadla

Po uplynutí času t2 sa konce rúr odsunú, aby sa vybralo ohrevné zrkadlo a rúry sa následne spojili. Tento krok je najkritickejší v celom cykle zvárania. Správne vykonanie tejto fázy je podstatné pre úspešné zvarenie. Rýchlosť odsunutia musí byť čo najvyššia, aby konce rúr neochladli. Čím je hrúbka rúr/tvaroviek menšia, tým rýchlejšie musí byť aj odsunutie. V každom prípade sa tento krok musí uskutočniť v čase t3:t3 = 4 + 0,3·en [s]

 

 

 

 

 

 

 

4. fáza          Spojovací tlak

Dva konce sa spoja tlakom rastúcim do hodnoty P5. Uzatváracia rýchlosť musí byť dostatočná, aby sa natavený materiál nevytlačil. Tento cyklus musí byť ukončený v čase t4:t4 = 4 + 0,4·en [s] 

Ak sa stanovený tlak P5 prekročí, treba určite predísť následnému poklesu, pretože vyústi do podtlaku, ktorý poškodí spojenie.

 

 

 

 

 

 

 

 

5. fáza              Zvarenie tlakom

Zvárací tlak sa necháva pôsobiť počas času t5; po dokončení sa teplota v zvarenej oblasti  zníži z počiatočných 220°C na si 70°C.

Približná dĺžka tlakového zváracieho času t5 sa vyjadruje v minútach:

t5 = 3 + en [min] 

Zvárací tlak P5 sa rovná „pred ohrevnému“ tlaku P1.

Keď sa dosiahne hodnota P5, vytvorí sa výronok, ktorého šírka B musí byť určitej veľkosti , ako ukazuje nasledovná tabuľka:

 Hrúbka en  Šírka B  Hrúbka en  Šírka B
mm mm mm mm

3

4 – 6

22

13 – 18

4

4 – 7

24

14 – 19

5

5 – 8

27

15 – 20

6

6 – 9

30

16 – 21

8

7 – 10

34

17 – 22

9

8 – 11

40

18 – 23

11

9 – 12

45

20 – 25

13

10 – 14

50

22 – 27

16

11 – 15

55

24 – 30

18

12 – 16

60

26 – 32

19

12 - 18

65

28 - 36

 

 Výronok musí byť rovnomerný okolo celej dĺžky obvodu rúry: jeho šírka B v ktoromkoľvek bode zvaru nesmie presiahnuť ± 10 % priemernej veľkosti.

  Bm = Bmin + Bmax

                   2

 kde Bmin a Bmaxsú minimom a maximom nameraných hodnôt. Maximálny rozdiel medzi polkruhmi b1 a b2 musí byť v ktoromkoľvek bode menší ako 10 % šírky B výronku pri spojení rúra-rúra a menší ako 20 % pri spojení rúra-tvarovka.

 

 

 6. fáza         Chladnutie – ochranný čas

Po uplynutí času t5 sa uvoľní tlak a spojenie sa oddelí od svoriek.

Pred uvoľnením spojenia sa odporúča počkať ešte počas doby t6. Dĺžka tohto času (ochranný čas) v minútach nesmie byť nižšia ako 1,5 násobok hrúbky rúry/tvarovky a umožňuje dosiahnuť teplotu rúry približne 40°C.

t6 = 1,5·en [min] 

Nesmie sa chladiť vodou, stlačeným vzduchom alebo inými externými prostriedkami. 

 Tabuľky 

Fázy spájania na tupo a parametre zvárania 

  fáza Kontaktný tlak Čas (s) poznámka

1

Pritiahnutie a predhriatie (tlakom)

 

0,15 N/mm2 + Pt

 

t1 , za ktorý sa vytvorí krúžok s hrúbkou A=0,5+0,1•en [mm]

(en – hrúbka rúry) 

2

Ohriatie

(bez tlaku)

 

0,02 N/mm2

12*en ± en   

3

Odstránenie ohrevného zrkadla

 
 

<4+0,3·en

 

Oddeliť čeľuste a odstrániť ohrevné zrkadlo; nepoškodiť natavený materiál

4

Spojovací tlak

0 – 0,15 N/mm2 + Pt

<4+0,4·en

 

Spojiť dva konce bez vytlačenia nataveného materiálu

5

Zvarenie tlakom

 

0,15 N/mm2 + Pt

(3+en)·60

 
 

6

Chladnutie

 

1,5·en·60

 

Netlačiť na spojenie

 

 Hodnoty zvárania 

Tabuľka, ktorá uvádza parametre zvárania (časy a tlaky týkajúce sa hrúbky a priemerov), je špecifická pre každý model a musí byť dodaná výrobcom zváracieho prístroja. Tabuľky sa nedajú zameniť.

 

   

Min. hrúbka rúry

Pred ohrevný tlak

Natavený krúžok

Ohrevný tlak

Ohrevný čas

Zvárací tlak

Zvárací čas

Čas chladenia

SDR

PN

en P1

A

P2 t2 P5 t5 t6
   

mm

Bar

Nn

bar

s

bar

min

min

17

11

7,4

10

16

25

Hodnoty dodáva výrobca zváracieho prístroja

             

 

Tabuľky musia byť k dispozícii vždy, keď sa zvárací prístroj používa. Odporúča sa uschovať jej kópiu.

 

Zvárací prístroj

Zvárací prístroj by mal byť opatrený značkou CE a garantovať:

  • správny osový pohyb/nastavenie rúr vo svorkách
  • primerané a správne narezanie koncov rúr/tvaroviek pomocou hobľovacieho nástroja
  • precíznu kontrolu zváracieho tlaku a teploty ohrevného zrkadla
  • súlad s bezpečnostnými normami

Každý prístroj môže zvariť iné priemery. Podľa priemeru rúry sa príslušné redukčné vložky vkladajú do štandardných svoriek Zvárací prístroj pozostáva z podporných montovaných častí s fixnými a pohyblivými čeľusťami. Tie pohyblivé sú hydraulicky poháňané a pohybujú sa na dvoch vodidlách.

 

 

 

 

Prístroj sa dodáva s elektrickým hobľovačom, ohrevným zrkadlom a elektro-hydraulickou jednotkou s rozdeľovačom, tlakomerom s manometrom.

 

 

 

Ohrevné zrkadlo musí zabezpečiť rovnomernú teplotu na celom svojom povrchu a dodáva sa s odmerným teplomerom, ktorý meria presne v rozmedzí ± 10°C.

Nastaviteľný teplomer meria teplotu a zabezpečuje maximálnu odchýlku ± 2°C od stanovenej teploty.

 

Zvárací prístroj by sa mal predkladať výrobcovi na pravidelnú dvojročnú dôkladnú prehliadku.

 

  Pomocné zariadenia

V záujme správneho a bezpečného zvárania sa doporučuje, aby sa elektrická energia do zariadenia dodávala pomocou elektrickej spojovacej bezpečnostnej skrinky.

Tiež je dôležité pri zváraní rúr predísť nadmernému ťahaciemu tlaku (v baroch) na zváracom prístroji. Odporúča sa používať vhodné valčeky.