لوله کشی پلی اتیلن:آموزش نحوه اجرای اتصال جوش با دستگاه وقیمت

اتصالات جوش در خط مقدم تکنولوژی اتصالات پلی اتیلن (PE) قرار دارد و از آن برای جوش دادن مستقیم یا با واسطه لوله‌ها به اتصالات استفاده می‌شود. از روش‌های اتصال لوله پلی اتیلن می‌توان به سیستم پوش فیت، کوپلینگ مکانیکی و روش‌های متعدد دیگر اشاره کرد.

دستگاه جوش

روش‌های مختلفی برای اتصال لوله‌های پلی اتیلن وجود دارد که متداول‌ترین آنها عبارت است از:

• جوشکاری ذوبی
• آب‌بندی EPDM
• جوش اکستروژن
• اتصال فلنج
• جوشکاری اکستروژن با درز v
• اتصال انشعاب خانه

جوشکاری ذوبی پرکاربردترین نوع جوشکاری است.

جوشکاری ذوبی

جوشکاری به سه روش بات فیوژن (لب به لب)، الکتروفیوژن و آهن داغ انجام می‌شود.  بات فیوژن تکنیکی است که سال‌ها برای اتصال لوله‌های پلی اتیلنی بزرگتر از 50 میلی متر به کار برده می‌شود. امروزه الکتروفیوژن به طور گسترده جایگزین تکنیک آهن داغ شده است که برای جوش دادن لوله‌ها به اتصالات مفصلی انجام می‌شد.

مزایا

جوشکاری مزایای متعددی دارد که مهم‌ترین آنها به اختصار عبارت است از:

• مفصل جوش داده دست‌کم به اندازه خود لوله محکم است، این حد از استحکام استمرار و خدشه‌دار نشدن ایمنی لوله‌کشی پلی اتیلنی را در برابر خوردگی تضمین می‌کند. به علاوه خط لوله جوش داده در تمام طول خود به خوبی وزن و فشار را تحمل می‌کند.
• جوشکاری انعطاف‌پذیری داخلی پلی اتیلن را افزایش می‌دهد. زمانی که مفصل‌ها مقاوم باشد، صرف نظر از تکنیک نصب می‌توان لوله‌ها را به راحتی از روی زمین تغذیه کرد.
• امپدانس داخلی در مفصل‌های جوشکاری شده وجود ندارد. در نقاطی که از وسایلی مانند بست‌ها و نگهدارنده‌ها استفاده می‌شود، تداخل غیرقابل اجتنابی در ادامه مسیر به وجود می‌آید. پرداخت داخلی صاف در اتصالات جوشکاری شده تخت این اطمینان را به وجود می‌آورد که هیچ مقاومت یا امپدانسی وجود نخواهد داشت.

انواع جوشکاری ذوبی

• بات فیوژن: سرهای لوله که باید جوشکاری شود، در دستگاه مخصوص بات فیوژن نزدیک به هم قرار داده می‌شود. سر لوله با دستگاه تراش به شکل چهارگوش و صاف درآورده می‌شود، سپس با هیتر دارای صفحه نچسب با قابلیت تنظیم دما گرم می‌شود. رویه‌های جوش ذوب شده به هم دیگر فشار داده می‌شود و صبر می‌شود تا خنک شود. بات فیوژن مهره‌های جوش را هم در داخل و هم در بیرون لوله ایجاد می‌کند. این مهره‌ها را به راحتی می‌توان برداشت تا سطح داخل و خارج لوله کاملاً صاف شود؛ همچنین هنگام بررسی و برداشتن این برجستگی‌ها می‌توان کیفیت جوشکاری را نیز به دقت بررسی کرد. در قوانین لوله‌کشی قید شده است که این روش جوشکاری باید فقط برای لوله‌ها انجام شود، بنابراین تمام اتصالات با ” pups” نیم متری لوله پیش ساخته به سایت تحویل داده می‌شود.
• الکتروفیوژن: الکتروفیوژن برای اتصالات سوکتی یا مفصلی ” socket-type” با بخش‌های گرمایشی داخلی مخصوص اجرای لوله‌کشی به کار برده می‌شود. از کوپلر برای اتصال لوله‌های اصلی استفاده می‌شود، اتصالات زینی برای وصل کردن لوله‌های آبرسانی به کار برده می‌شود. توپی سر اتصالاتی مانند فلنج آداپتور گذاشته می‌شود و از آن در کنار کاهنده‌ها و کوپلرهای الکتروفیوژن استفاده می‌شود. داخل اتصالات الکتروفیوژن یک سیم مقاومتی گرمایی وجود دارد که به نقاط اتصال سطحی متصل می‌شود. جریان الکتریکی عبوری از این سیم پلیمر را ذوب می‌کند و اتصالات را به دیواره لوله جوش می‌دهد. سطح خارجی لوله‌ای که باید جوش داده شود، ابتدا تراشیده می‌شود، سپس لوله و اتصالات با گیره به هم بسته می‌شود تا حرکت نکند. پس از آن جریان الکتریکی تولید شده توسط ژنراتور از طریق جعبه کنترل در نقاط اتصال برقرار می‌شود. پس از جوشکاری باید مدتی صبر کنید تا اتصالات زیر فشار گیره‌ها خنک شود و سپس گیره‌ها را باز کنید.

راهنمای جوشکاری

جوش بات فیوژن

فقط باید از دستگاه‌های تایید شده‌ای استفاده کنید که به خوبی نیز از آنها نگهداری شده است. دستگاه جوش لوله دارای دو نوع دستی و اتوماتیک است، تفاوت دستگاه جوش دستی با اتوماتیک در این است که چرخه جوش در دستگاه اتوماتیک توسط رایانه کنترل می‌شود. تجهیزات پیشرفته هیدرولیکی است و نباید از دستگاه‌های پنوماتیک که به ژنراتور و کمپرسور نیاز دارد، استفاده کنید.

تجهیزات

• ژنراتور برای راه‌اندازی پمپ هیدرولیک، دستگاه صافکاری و هیتر دستگاه
• دستگاه جوشکاری در اندازه مناسب که شامل کلمپ فریم، غلاف کلمپ ، صاف کننده، کنترل کننده (برای دستگاه‌های اتوماتیک) و پمپ هیدرولیک می‌شود. بهترین حالت این است که از پمپ برقی استفاده کنید، چون به این ترتیب می‌توانید جوشکاری لوله‌هایی تا اندازه 250 میلی متر را نیز انجام دهید.
• قرقره نگهدارنده لوله
• لوله و روکش
• چادر جوشکاری
• دستمال تمیز، خشک و بدون پرز یا دستمال حوله‌ای
• دستگاه جداکننده مهره‌های جوش داخلی و خارجی
• اندازه‌گیر مهره جوش
• پروب و دماسنج دیجیتال کالیبره
• زمان‌سنج

بررسی قبل از جوشکاری

قبل از جوشکاری موارد زیر را بررسی کنید:

• دقت کنید سایت برای جوشکاری مناسب باشد و از چادر جوشکاری استفاده کنید.
• مطمئن شوید که پارامترهای جوشکاری صحیح برای دستگاه و لوله مورد نظر را می‌دانید. این اطلاعات معمولاً روی دستگاه درج می‌شود.
• از سالم بودن دستگاه مطمئن شوید.
• دقت کنید که ژنراتور سوخت کافی داشته باشد.
• بررسی کنید که صفحه هیتر تمیز باشد، اگر تمیز نبود، زمانی که هیتر خنک است، آن را با آب فراوان بشویید و با دستمال حوله‌ای یا دستمال تمیز و بدون پرز خشک کنید.
• از تیز و تمیز بودن دستگاه تراش مطمئن شوید.
• غلاف کلمپ تمیز و در اندازه مناسبی انتخاب کنید که هیچ نخاله‌ای در آن نباشد، در غیر این صورت با ناهمترازی مواجه خواهید شد.
• دقت کنید که دمای صفحه هیتر مناسب باشد.
• مطمئن شوید که لوله‌هایی که باید به هم جوش دهید، دارای جنس و ضخامت دیواره (SDR) یکسان است.

جوش آزمایشی

بهتر است جوش آزمایشی را قبل از جوشکاری اصلی انجام دهید تا صفحه هیتر تمیز شود. جوشکاری باید تا مرحله ثابت ماندن دما یعنی تا نقطه‌ای ادامه داده شود که پس از آن دیگر جوش موفقیت‌آمیز نخواهد بود. هر گونه آلودگی که هنگام خنک بودن هیتر پاک نشده باشد، از صفحه هیتر به سر لوله منتقل می‌شود. قبل از شروع جوشکاری اصلی برای لوله‌های بزرگتر از 180 میلی متر باید دو بار جوش آزمایشی انجام شود.

جوشکاری دستی

آماده کردن سر لوله

• دستگاه جوش را روی سطح خشک و تمیزی مانند تخته قرار دهید. حتماً جوشکاری را داخل چادر مخصوص انجام دهید.
• دستگاه نورد را کامل باز کنید.
• لوله‌ها را روی قرقره قرار دهید تا مطمئن شوید که هنگام جوشکاری به راحتی حرکت خواهد کرد.
• مطمئن شوید که لوله‌ها تراز است، در صورت لزوم قرقره را تنظیم کنید.
• سر لوله‌ها را تمیز کنید و تمام نخاله‌ها را پاک کنید.
• صاف کننده لوله را در جای مناسب قرار دهید و لوله‌ها را به گونه‌ای روی گیره جوشکاری بگذارید که سر لوله‌ها با صاف کننده تماس داشته باشد.
• سر لوله‌ها را بپوشانید تا هوا جریان نداشته باشد.
• گیره‌های لوله را محکم کنید.
• صاف کننده را روشن کنید و دستگاه نورد را ببندید.
• سر لوله‌ها را آن‌قدر تراش دهید تا نوار براده‌ای با ضخامت کامل دیواره لوله تولید شود.
• فشار نهایی نورد را هنگام تراش دادن به صفر برسانید.
• نورد را کامل باز کنید.
• دستگاه را خاموش کنید و صاف کننده را بردارید.
• براده‌ها را پاک کنید، به سطوح صاف شده دست نزنید.
• دقت کنید که هر دو سر لوله‌ها کاملاً صاف شده باشد.
• سر لوله‌ها را به هم نزدیک کنید، مراقب باشید که لوله‌ها هم‌تراز باشد و هیچ فاصله‌ای بین آنها وجود نداشته باشد.
• در صورت لزوم قرقره را تنظیم کنید، سر لوله‌ها را دوباره تراش دهید و مجدداً بررسی کنید.
• فشار کششی جوشکاری را با توجه به فشار پمپ لازم برای روشن کردن دستگاه تعیین کنید.

جوشکاری

• صفحه هیتر را داخل دستگاه بگذارید و نورد را ببندید.
• فشار مهره جوش را با در نظر گرفتن فشار کششی اعمال کنید.
• پس از آن که مهره جوش دور هر سر لوله به اندازه کافی بزرگ شد، فشار را کاهش دهید تا به فشار دمای ثابت برسد یا در صورت لزوم صفر برسد.
• دوره ثابت نگه داشتن دما پس از قطع فشار ایجاد کننده مهره جوش شروع می‌شود. زمان‌سنج را تنظیم کنید.
• زمان رسیدن به دمای ثابت را اندازه بگیرید.
• نورد را باز کنید و صفحه هیتر را با احتیاط خارج کنید.
• ظرف حداکثر مدتی که برای برداشتن صفحه هیتر لازم است، نورد را ببندید و سر لوله‌های ذوب شده را بهم نزدیک کنید.
• فشار جوش صحیح را با در نظر گرفتن فشار کششی اعمال کنید.
• دقت کنید که فشار جوش در زمان خنک شدن دستگاه ثابت باقی بماند.
• لوله جوشکاری شده را با احتیاط از گیره باز کنید و قبل از فشار آوردن به اتصالات یا جدا کردن مهره‌های جوش، اجازه دهید اتصال خنک شود.

بازرسی پس از جوشکاری

• بزرگی مهره جوش را اندازه بگیرید تا مطمئن شوید که پهنای مهره مطابق معیارهای تعریف شده است.
• تکرارپذیری مهره‌های جوش را در امتداد لوله بررسی کنید.
• مهره‌های روی سطح خارجی را جدا کنید و وجود نقص‌های جوش مانند ترک‌ را بررسی کنید.
• دقت کنید که آیا آلودگی روی مهره جدا شده وجود دارد یا خیر.

جوشکاری اتوماتیک

بعضی دستگاه‌ها به طور خودکار تمیز کردن سر لوله‌ها، تراز کردن آنها و چرخه جوش را انجام می‌دهد، البته بعضی از دستگاه‌های خودکار فقط چرخه جوش را انجام می‌دهد.

آماده کردن سر لوله

• کنترل کننده را روشن کنید و لوله با اندازه و با SDR مناسب را انتخاب کنید.
• اگر آماده سازی خودکار نیست، مراحل را مانند جوشکاری دستی انجام دهید.
• صاف کننده را روی دستگاه جوش سوار کنید.
• لوله‌ها را روی قرقره‌ها قرار دهید تا کشش کاهش یابد.
• سر لوله‌ها را بپوشانید تا هوا جریان نداشته باشد.
• لوله‌ها را سوار کنید و گیره‌ها را نصب کنید.
• دکمه “AUTO-TRIM” روی کنترل کننده را فشار دهید. تراش دادن تا مرحله تنظیم شده ادامه می‌یابد، البته می‌توانید به محض مشاهده براده با قطر کامل لوله، تراش دادن را با فشردن مجدد همین دکمه متوقف کنید.
• نورد پس از اتمام تراشکاری باز می‌شود، صاف کننده و براده را بردارید. مراقب باشید که به سر لوله‌ها دست نزنید.
• نورد را ببندید و تراز بودن لوله‌ها را بررسی کنید؛ در صورت لزوم دوباره سر لوله‌ها را تراش دهید.
• سر لوله‌ها را نگاه کنید و مطمئن شوید که تراش کامل است.

جوشکاری

• هیتر را سوار دستگاه جوش کنید و آن را محکم ببندید.
• دکمه ” جوش” روی کنترل کننده را بزنید، دمای هیتر را کنترل کنید.
• هیتر را در موقعیت مناسب قرار دهید و آن را فشار دهید تا کاملاً ثابت و قفل شود.
• دکمه ” جوش” را دوباره فشار دهید. چرخه جوش به صورت خودکار شروع می‌شود.
• پس از نمایش عبارت ” JOINT COMPLETE” (اتمام جوش) روی کنترل کننده، دکمه راه‌اندازی را فشار دهید.
• صفحه هیتر را خارج کنید، لوله را باز و با احتیاط جدا کنید.
• اجازه دهید لوله قبل از نصب سرد شود.

جوشکاری الکتروفیوژن

جوشکاری الکتروفیوژن به روش‌های مختلف دستی و اتوماتیک انجام می‌شود که فرایند آماده سازی و نصب در هر دو مورد انجام می‌شود. اتصالات در دو نوع زینی و مفصلی یا سوکتی وجود دارد. اکثر اتصالات به منبع 40 ولتی (دو کیلوواتی) نیاز دارد، اما برای کوپلرهای بلندتر از 250 میلی متر به 80 ولت (4 کیلو وات) نیاز است.

تجهیزات

• ژنراتور 110 ولتی با نیروی کافی برای تغذیه جعبه کنترل (معمولاً 3-3.5kVA برای اتصالات 40V و 6-7kVA برای 80V)، جعبه کنترل الکتروفیوژن که قدرت 2kW را در 39-40V RMS برای اتصالات 40V  یا قدرت 4kW  را در 78-80V RMS به دست می‌دهد. دستگاه باید برای این نوع استفاده و مشخصات خاص این روش جوشکاری تایید شده باشد. جعبه کنترل دستی برای تقریباً تمام انواع الکتروفیوژن مناسب است. بعضی جعبه‌های کنترل به اتصالات خاص و بالعکس بعضی اتصالات به جعبه کنترل‌های خاص نیاز دارد.
• همچنین می‌توانید از یک دستگاه ترکیبی تشکیل شده از ژنراتور و جعبه کنترل با مشخصات ذکر شده استفاده کنید.
• انواع گیره‌ها، مانند گیره‌های لوله و ثابت نگهدارنده برای تمام کوپلینگ‌ها و گیره‌های سه راهی (tapping tee )   مناسب برای جوشکاری باید تهیه شود.
• تجهیزات مربوط به تراش دادن لوله که مناسب تراش دادن سر لوله‌ها یا سطوح سه راهی (tapping tee ) باشد تا بتوان 05- 0.2mm از سطح لوله را جلوتر از ناحیه‌ای تراش داد که قرار است اتصالات آن را بپوشاند.
• تجهیزات جانبی مانند چادر جوشکاری، ماژیک و حلال پاک کننده آن، دستمال حوله‌ای یا دستمال خشک بدون پرز

جوشکاری الکتروفیوژن اتصالات سوکتی

آماده کردن سر لوله 

• دقت کنید که سر لوله کوچک‌تر از 2 % از قطر خارجی لوله از کناره لوله تا خط محور باشد.
• گرد و غبار سر لوله را با دستمال حوله‌ای یا دستمال خشک و بدون پرز پاک کنید.
• یک سر لوله را کاملاً بسایید وبه اندازه بیشتر از نصف طول اتصالات تراش دهید.
• براده‌ها را با دستمال خشک و تمیز بدون پرز از سطح لوله پاک کنید.
• سطح لوله تراش داده شده را لمس نکنید یا اجازه دهید سطح قبل از ادامه دادن مرطوب شود.
• سر لوله آماده را در گیره ثابت کننده قرار دهید.
• کیسه اتصالات را باز کنید و مطمئن شوید که اتصالات تمیز است، سپس آن را سر لوله قرار دهید.
• عمق نفوذ را روی لوله علامت بزنید، برای محافظت موقتی بگذارید کیسه روی اتصالات باقی بماند. به داخل اتصالات دست نزنید. تمام اتصالات الکتروفیوژن باید تا زمان جوش دادن تمیز و داخل کیسه باقی بماند. گرد و غبار را با دستمال تمیز و بدون پرز خشک پاک کنید، اگر پاک نشد، قطعه را مرجوع کنید.
• لوله دوم را نیز با رعایت مراحل فوق آماده کنید.
• کیسه را بردارید و لوله دوم را در محل خود قرار دهید. عمق نفوذ آن را نیز علامت بزنید و گیره را محکم کنید.
• عمق نفوذ اتصالات را نیز تعیین کنید، نباید بتوانید اتصالات را در امتداد لوله حرکت دهید.

جوشکاری 

• دقت کنید که ژنراتور سوخت کافی داشته باشد.
• ورودی جعبه کنترل را به خروجی ژنراتور وصل کنید و ژنراتور را روشن کنید.
• کابل‌های هادی خروجی جعبه کنترل را به اتصالات الکتروفیوژن وصل کنید.
• جعبه کنترل را روشن کنید.
• زمان جوشکاری درج شده روی اتصالات را بخوانید و عدد صحیح را در جعبه کنترل وارد کنید.
• دکمه شروع را فشار دهید و آن را تا شروع شمارش معکوس نگه دارید. پس از اتمام جوشکاری حرف C به نمایش درمی‌آید.
• مدت زمانی را که روی اتصالات ذکر شده صبر کنید، تا جوش خنک شود، سپس گیره را باز کنید و اتصال تمام شده را جدا کنید.

در مراحل 6 و 7 به نشانگرهای جوش دست نزنید.

جوشکاری الکتروفیوژن اتصالات زینی

آماده کردن سر لوله

• لوله‌ای را که باید به آن اتصال زینی بزنید، انتخاب کنید.
• دقت کنید که لوله حالت بیضی شکل لازم را داشته باشد و شعاع انحناء افقی یا عمودی آن از 25 برابر قطر لوله بیشتر نباشد.
• گرد و غبار را با دستمال تمیز و بدون پرز خشک پاک کنید.
• اتصال را داخل کیسه محافظش در موقعیت مناسب روی لوله قرار دهید.
• حدود 10 میلی متر از سطح لوله را در نزدیکی ناحیه تماس علامت بزنید.
• کل سطح علامت زده را تراش دهید تا فقط 0.2 ـ 0.05 میلی متر از لوله باقی بماند.
• براده را با دستمال تمیز و خشک بدون پرز پاک کنید.
• اتصالات را از کیسه خارج کنید و آن را با گیره مناسب به لوله متصل کنید.
• سطح الکتروفیوژن اتصال زینی را لمس نکنید.

جوشکاری 

• مراحل 7 ـ 1 ذکر شده برای جوشکاری اتصالات مفصلی را انجام دهید.
• 15 دقیقه بیشتر صبر کنید تا اتصالات خنک شود، سپس با وسایل مخصوص (integral cutter) به لوله اصلی تحت فشار ضربه بزنید تا آزاد شود.

به نشانگرهای جوش دست نزنید.

بازبینی جوشکاری

• برآمدگی‌های نشانگر جوش (مهره‌های جوش) را کنترل کنید.
• دقت کنید که هیچ سیم یا ماده ذوب شده‌ای از اتصالات بیرون نزده باشد.

هزینه جوشکاری

هزینه جوشکاری به عامل‌های متعددی بستگی دارد که از آن جمله می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• زمان آماده سازی اتصال
• زمان آماده‌سازی مواد لازم برای جوشکاری (گرم کردن، پاک کردن آلودگی‌ها و روغن‌ها)
• زمان مونتاژ
• گرم کردن قبل از جوشکاری (در صورت لزوم)