جوش لب به لب (بات فیوژن) خطوط لوله گاز، آب و فاضلاب با حرارت‌دهی همزمان
جوش لب به لب (Butt welding) یکی از پرکاربردترین روش‌های اتصال لوله‌های پلی اتیلن و لوله‌های پلی‌پروپیلنی در سراسر دنیا می‌باشد. این روش، یک روش جوشکاری است که برای اتصال دادن دو قطعه‌ی مجزا در لوله‌های ترموپلاستیک، به‌طورکلی PE100 و PE80 بکار می‌رود. در این فرایند، دو قطعه همزمان گرم می‌شوند و در فرایندی کنترل شده به هم فشرده می‌شوند. سپس این دو قطعه را سرد می‌کنند و یک اتصال دائمی را تشکیل می‌دهند. وقتی که این جوش به‌درستی انجام شود، محل جوش می‌تواند قوی‌تر از لوله‌ای باشد که جوش در آن انجام گرفته است. جوش لب به لب را باید طبق استانداردهای جوشکاری محلی‌تان انجام دهید.
جوشکاری لب به لب چگونه انجام می‌شود؟
مرحله‌ی گرمایش که گاهی از آن به‌عنوان مرحله‌ی “برآمده کردن لبه” (‘bead up’) یاد می‌کنند، مرحله‌ای ست که در آن دو سر لوله برای مدتی روی یک صفحه‌ی داغ شده‌ای فشرده می‌شوند. بعدازاین فاز، فاز “رسوخ گرما” انجام می‌شود که در آن فشار کاهش می‌یابد به‌قدری که تنها بتواند قسمت‌های انتهایی لوله بروی صفحه‌ی داغ نگه دارد. درنتیجه این فرصت به وجود می‌آید تا گرما به درون قسمت‌های انتهایی لوله‌ها رسوخ کند.
بعد از این مرحله، صفحه‌ی داغ را برمی‌دارند و دو سر لوله‌ها را به هم می‌رسانند. زمان سپری شده برای انجام این کار را “زمان سکون” (‘dwell time’) میگویند و تا حد امکان‌پذیری کوتاه باشد. مرحله‌ی نهایی، زمان خنک سازی جوش است که از قبل برحسب قطر لوله و ضخامت دیواره‌ی آن تعیین‌شده است.
راه‌اندازی دستگاه
قبل از انجام هر جوش لوله‌ای، دستگاه جوش لب‌به‌لب (فیوژن) باید برای کار و حرکت یکنواخت بررسی و متناسب با موادی که قرار است جوش داده شوند، تنظیم شود، این تنظیمات شامل مواد زیر می‌باشند:
- انتخاب گیره‌ها یا الحاقات مناسب، اطمینان از اینکه همه‌ی لوازم محکم بسته شده‌اند تا از ناهماهنگی احتمالی ناشی از حرکت محوری کاسته شود.
- دمای مناسب صفحه‌ی داغ نسبت به جنس لوله‌هایی که قرار است جوش داده شوند، دما را باید بعد از حداقل 20 دقیقه ثابت بودن، با یک میله‌ی مدرج اندازه‌گیری دمای سطح و دماسنج دیجیتالی در چندین نقطه اندازه‌گیری کرد. در بین عمل جوش باید صفحه‌ی داغ را با یک کیسه‌ی ضد حرارتی پوشاند تا از آن در برابر آلودگی سطح محافظت و از اتلاف گرما جلوگیری شود.
- تیغه‌های رنده که برای تراشیدن و زاویه‌دار کردن دو سر لوله‌ها استفاده می‌شوند باید بررسی شوند؛ آن‌ها باید تیز، بی‌عیب و محکم به سطح رنده متصل باشند تا رنده در حین چرخش لغزشی نداشته باشد.
- همه‌ی قسمت‌های متحرک را باید برای حرکت و کار یکنواخت چک کرد، در صورت استفاده از دستگاه هیدرولیکی، باید همه‌ی شلنگ‌ها (لوله‌های خرطومی) و اتصالات را برای نداشتن نشتی بررسی کرد.
آماده‌سازی لوله
تصویر 2-رنده کردن دو سر لوله جهت آماده‌سازی برای جوش دادن
قبل از جوش دادن، آماده‌سازی صحیح لوله‌ها ضرورت دارد. هنگام اندازه‌گیری طول لوله، سهمی از طول را باید برای تراش دادن و مراحل ذوب در نظر گرفت تا بعد از جوش دادن طول مناسبی از لوله باقی بماند.
قبل از گیرکردن لوله‌ها در دستگاه، دو سر آن‌ها را باید بررسی کرد تا شکل نامنظم، آسیب یا دانه‌های برجسته‌ای نداشته باشد. بالاترین حد برای عمق مجاز برای این برجستگی باید کمتر از 10 از ضخامت دیواره باشد. نباید لوله‌های آسیب‌دیده یا لوله‌هایی را که دارای شیارهای عمیقی می‌باشد وارد کار کرد. هر گونه آلودگی روی انتهای لوله (سطوح داخلی و بیرونی) را باید با یک دستمال بدون پرز پاک کرد.
بعد از تمیز کردن، لوله‌ها با گیره دستگاه محکم نگه‌داشته می‌شوند. برای هماهنگی بیشتر، بهتر است لوله‌ها را به صورتی قرار داد که مارک چاپ شده‌ی روی آن‌ها در یک خط باشند. این کار همچنین به شناسایی آن‌ها، در صورت نیاز، در روزهای بعدی کمک می‌کند.
هرگاه که از محکم شدن لوله‌ها در گیره‌ها مطمئن شدید، دو سر لوله را باید در تماس ابزار رنده‌ی چرخشی قرار داد تا وقتی که تراشه‌های پیوسته‌ای از هر دو سر بریده شوند. فرایند رنده زدن باعث صاف شدن و زاویه دار شدن دو سر انتهایی لوله و آماده‌سازی آن برای جوشکاری می‌شود. تراشه‌های بریده‌شده را باید از روی دستگاه و داخل لوله‌ها پاک کرد، مراقب باشید که دست به دو سر رنده شده نزنید تا هیچ‌گونه چربی یا گردوغباری از دست‌ها به دو سر انتهایی لوله نرسد. سپس باید هماهنگی و هم‌ردیف بودن لوله‌ها در گیره‌ها را بررسی کرد تا قطر آن در حد بسیار کمی نا مطابق و نامیزان شود.
مرحله‌ی جوشکاری
تصویر 3- صفحه داغ بین لوله‌ها قرار می‌گیرد.
تصویر 4- برگرداندن لبه‌ها (برآمده شدن لبه‌ها) باید به‌دقت کنترل شود.
قبل از شروع جوشکاری، زمان سرد کردن و گرم کردن و فشارهای جوش دادن (فیوژن) باید طبق قطر لوله یادداشت شوند تا بتوان در طی چرخه‌ی جوشکاری سریعاً به آن‌ها رجوع کرد. برخی دستگاه‌ها، برای راحتی بیشتر، همه‌ی جداول مربوطه را دارند. برای زمان‌بندی دقیق باید از یک تایمر یا کرنومتر استفاده کرد.
باید کیسه ضد حرارتی را از روی صفحه‌ی داغ برداشت و دما را باید با استفاده از دماسنج دیجیتالی و میله‌ی مدرج (پروب) سطح اندازه گرفت.
بهتر است قبل از انجام جوشکاری واقعی، یک جوش ساختگی کاملی را انجام داد. با این کار مطمئن می‌شوید که سطح صفحه‌ی داغ که در تماس با دو سر لوله‌ها قرار دارد کاملاً عاری از هرگونه گردوغبار و هرگونه آلاینده می‌باشد.
صفحه‌ی داغ را بین دو سر انتهایی لوله‌ها قرار دهید، مطمئن شوید که به‌خوبی در جای خود و درست در مقابل سوراخ لوله‌ها قرار گرفته است . لوله‌ها را در تماس با سطح صفحه و با یک نیروی محوری حرکت دهید. برای جلوگیری از فشار بیش‌ازحد، این نیرو را باید به‌طور یکنواخت وارد کرد. این فشار باید به اندازه‌ای باشد که مشکلی در کار ایجاد نکند و باعث شود تا یک برآمدگی در لبه‌های ذوب‌شده‌ی لوله شکل بگیرد.
این برآمدگی باید در دور محیط لوله، یا در هر دو طرف صفحه‌ی داغ، یکنواخت و یکدست باشد. این مرحله را ” فاز تشکیل برآمدگی” میگویند.
روش‌های واردکردن فشار با توجه به نوع تجهیزات متغیر است. در برخی دستگاه‌ها، این نیرو با روش‌های مکانیکی و با استفاده از مکانیسم‌های بارگذاری شده با فنر، با نیروی نگه‌داشته شده با پیچ پشت گیر، اعمال می‌شود. در انواع دیگری از تجهیزات، از اهرم‌های هیدرولیک (جک هیدرولیکی) با فشاری که با تغییر والوها در دستگاه تنظیم برق هیدرولیکی حفظ شده است، استفاده می‌شود.
وقتی برآمدگی خواسته شده به دست آمد، فشار در مرحله‌ی رخنه‌ی گرمایی (heat soak) کاهش می‌یابد. لوله‌ها روی صفحه‌ی داغ استراحت داده می‌شوند تا گرما بتواند به ماده نفوذ کند؛ این کار احتمال ایجاد جوش‌های سرد را کاهش می‌دهد.
مدت زمان این مرحله با توجه به قطر لوله و ضخامت جداره متغیر خواهد بود، بنابراین تولیدکنندگان مدت زمان لازم را خود توصیه می‌کنند.
تصویر 5- لوله‌ها باید در طی جوش کاری/فاز سرد کردن با گیره محکم شده باشند
بعد از پایان این مرحله، لوله‌ها از صفحه داغ خیلی آرام و یکنواخت دور می‌شوند به‌طوری‌که هیچ برآمدگی ذوب شده‌ای به سطح نچسبیده باشد و صفحه داغ برداشته می‌شود. سپس لوله‌ها خیلی سریع و هماهنگ در کنار یکدیگر قرار می‌گیرند به‌طوری‌که احتمال افت دما به حداقل برسد، مراقب باشید که نیروی لازم برای این کار از حد خود فراتر نرود.
فاز جوشکاری/سرد کردن وقتی شروع می‌شود که نیرو موردنیاز حاصل‌شده باشد. نیروی جوش باید در کل فرایند باقی بماند تا قدرت و کشش جوش در بالاترین حد خود باقی بماند.
در پایان مرحله‌ی سرد کردن، فشار می‌تواند تا صفر کاهش یابد و لوله را از گیره خارج می‌کنند. اکنون می‌توان جوش نهایی را برای یکنواختی و هماهنگی مناسب بازرسی کرد.
امیدوارم از این مقاله اطلاعات کافی درباره جوش لب به لب یا بات فیوژن کسب کرده باشید.
جوش لب به لب پلی اتیلن، جوشکاری لب روی هم، انواع جوش در جوشکاری، انواع وضعیت های جوشکاری، حالات جوشکاری، سوراخ دسترسی جوش، تعریف پاس جوش،انواع پوزیشن های جوشکاری
