ГЛАВНОЕ

Союз переработчиков пластмасс

ПОЛИМЕРНАЯ ИНДУСТРИЯ: газета, купить и продать оборудование, цены на полимеры, изделия из пластмасс, книги, маркетинг, вакансии
стать партнером

Медиаплан 2020

СТАТЬИ И ОБЗОРЫ

Александр Галкин о новых технологиях сварки полиэтиленовых труб

| Тема: Технологии

Инженер-конструктор и эксперт в области машиностроения Александр Галкин
Инженер-конструктор и эксперт в области машиностроения Александр Галкин
Фото: Александр Галкин

Инженер-конструктор и эксперт в области машиностроения, трибологии, разработки электроинструментов и сложного оборудования, применяемого в узком сегменте промышленных машин для сварки пластиковых элементов в сложные конструкции Александр Галкин, обладая широким опытом исследований и разработки в области профессиональных электроинструментов и производственного оборудования, поделился с читателями Plastinfo.ru своим экспертным видением развития технологий сварки полиэтиленовых труб.

Особенности технологии

Полиэтиленовые трубы имеют широкую популярность в различных сферах использования благодаря уникальным свойствам: они не боятся коррозии, прочны, долговечны и сравнительно недороги. Однако, как и все конструкционные материалы, они нуждаются в правильном процессе соединения в более сложные формы. Один из таких процессов — сварка полиэтиленовых труб.

По словам эксперта, трубы чаще всего соединяют методом стыковой сварки. Принципиальный момент здесь — термическое нагревание подготовленных торцов труб и последующее их соединение под давлением.

«Данный способ довольно надежен и эффективен. Чтобы все прошло удачно, понадобится специальное оборудование и достаточно квалифицированный персонал, способный оценить ход процесса и получить правильный результат», — отмечает эксперт.

Процесс сваривания полиэтиленовых труб

Наиболее детально процесс сваривания полиэтиленовых труб можно рассмотреть, используя приведенный ниже график:

Температура (Т) и коэффициент давления (0,15–0,19 — коэффициент сварочного давления (МПа); 0,01–0,05 — коэффициент, учитывающий потерю давления на сопротивление во время сварочного процесса (МПа)), приведенные в графике, относятся к конкретному материалу полимерных труб (PE — полиэтилен) и взяты из стандарта.

Сварка полиэтиленовых труб методом стыковой сварки
Сварка полиэтиленовых труб методом стыковой сварки
Фото: Александр Галкин

Используя график, можно легко описать каждый этап сварочного процесса. Как правило, вместе с технической документацией предоставляется таблица с параметрами сварки для конкретного материала с их расчетом для всех возможных диаметров пластиковых труб.

Фото: Александр Галкин

Пример для более глубокого понимания

Температура сварки зависит строго от материала, для полиэтилена это значение равно 220 ℃ ±10 ℃

Время: взяв в качестве примера полиэтиленовую трубу диаметром D = 160 мм и SDR = 7,4 (характеристика полимерных труб, которая является результатом отношения внешнего диаметра трубы к толщине стенки), мы имеем следующие значения, соответствующие каждому этапу процесса сварки (принятые на основе опытных исследований):


  • Формирование буртика — 5 секунд (до высоты 2,5 мм)
  • Разогрев материала — 3 минуты 30 секунд
  • Удаление нагревательного элемента — 10 секунд
  • Набор давления — 12 секунд
  • Остывание сварного соединения — 20 минут 30 секунд (зависит от окружающей температуры, принимаем 15–25 ℃ )

Фото: Александр Галкин

Давление: если производитель по какой-то причине не смог предоставить рассчитанный параметр, его можно высчитать, используя в качестве примера ту же трубу, что и в примере со временем. Имеем следующие вводные данные:

D = 160 мм
SDR = 7,4
t = 21,6 мм (толщина стенки трубы t=D÷SDR)

Также предположим, что рабочая площадь гидравлических цилиндров машины для сварки = 250 мм2


Расчет необходимо начать с получения эффективной площади:


Aтоца трубы=(D-t)×t×π
Aтоца трубы=(160–21,6)×21,6×3,1415=9391 мм2
Аэффективная=Aтоца трубы÷250 мм2
Аэффективная=9391 мм2 ÷250 мм2 =37564 мм2

Теперь пришло время коэффициентов:


  • Сварочное давление для полиэтиленовой трубы диаметром 160 мм и толщиной стенки 21,5 мм равно:

P1эффективная×0,15
P1=37564 мм2×0,15 (МПа)= 5,6 МПа=56 Бар


  • Давление на потерю при перемещении:

P2эффективная×0,01
P2=37564 мм×0,01 (МПа)= 0,37 МПа=3,7 Бар


  • Сварочное давление, учитывающее оба фактора:

P=56 Бар +3,7 Бар≈60 Бар

Контроль и внимание к процессу

По мнению эксперта, чтобы процесс проходил правильно, нужно контролировать:


  • время (продолжительность разогревания и охлаждения стыкуемых частей);
  • температуру (точное соблюдение заявленной для данного материала величины);
  • давление (достижение требуемого показателя давления сжатия на свариваемые части).

Особенного внимания заслуживают моменты, которые зависят от исполнителей работ:


  • четкое следование руководству по эксплуатации аппарата;
  • соблюдение чистоты в месте сварки (грязь и повышенная влажность гарантируют отрицательные последствия);
  • обустройство максимально возможной защиты зоны проведения работ от атмосферных воздействий (дождя, прямых солнечных лучей, низких температур), если процесс происходит вне помещения;
  • высокая квалификация персонала, овладение всем циклом сварочных работ и его подготовительными стадиями, включая транспортировку и настройку аппарата, его необходимый ремонт и прочие нюансы рабочего процесса.

Проблема соединения пластиковых труб касается не только получения герметичных швов на трубопроводах разного назначения, но и воздействия этого процесса на окружающую среду.

«Поскольку трубы нужно сваривать в разных условиях, в том числе и без доступа к электросетям, работать приходится с помощью дизельных электрогенераторов, известных своими выбросами. Однако есть способы избежать этого», — говорит эксперт.


Предложенные им варианты таковы:


  • оптимизация циклов сварки с целью снижения затрат электроэнергии;
  • использование электрогенераторов на природном газе с меньшими выбросами;
  • если задействованы аппараты на гидравлическом приводе, гидравлическое масло по возможности должно быть биоразлагаемым.


В настоящее время Александр занимается разработкой аппаратов для сварки полиэтиленовых труб в одной из ведущих немецких компаний — производителей специализированного оборудования в данной отрасли WIDOS Wilhelm Dommer Söhne GmbH.

Также Александр — соавтор патента в области смазочных материалов. В рамках работы на Bosch Power Tools возглавлял и успешно завершил ряд инновационных проектов, связанных с разработкой электроинструментов, имеющих международное значение.

Сейчас Александр Галкин продолжает активно работать над усовершенствованием новых технологий сварки, а также над проектами разработки нового оборудования для европейского и американского рынков.

Автор: Александр Серков


СТАТЬИ ПО ТЕМАМ
 Технологии [154]     Изделия [78]   
 Оборудование [43]     Сырье [113]   
 Обзоры рынков [181]     Интервью [96]   
 Репортаж [25]     Все статьи   

Статьи публикуются с разрешения автора и обязательным указанием ссылки на источник

Редакция оплачивает на договорной основе
технические статьи, маркетинговые отчеты, рецептуры, обзоры рынка
и другую отраслевую информацию и права не ее размещение

Приглашаем специалистов к сотрудничеству в качестве внештатных авторов и консультантов!

По вопросам публикации и оплаты статей обращайтесь в редакцию:
Тел: +7 (499) 490-77-79
Прислать сообщение


Полное или частичное копирование любых материалов, опубликованных на Plastinfo.ru, для размещения
на других Интернет сайтах, разрешается только с указанием активной гиперссылки на plastinfo.ru !

Полное или частичное использование любых материалов, размещенных на Plastinfo.ru,
в СМИ, печатных изданиях, маркетинговых отчетах, разрешается только с указанием ссылки
на «Plastinfo.ru» и в некоторых случаях требует письменного разрешения ООО Пластинфо




ОПРОС НА PLASTINFO.RU

Вы поддерживаете планируемый запрет на одноразовые изделия из пластмасс?

результаты


Проводится с 01.10 по 30.11.2021

Получаем результат...
Онлайн магазин книг Телеграм канал Plastinfo.ru интерпластика: международная выставка пластмасс и каучуков видео о индустрии переработки пластмасс и каучука

Новости

Выставки и конференции
Государство и бизнес
Литература и образование
Новые материалы и марки
Обзоры и анализ рынков
Обзоры СМИ
Оборудование
Объемы и мощности
Отходы и экология
Персоны и назначения
Пресс-релизы, форс-мажоры
Разработки изделий
Слияния и новые имена
Цены на сырье и изделия

Изделия

Полипропиленовые трубы
Полиэтиленовые трубы
Фитинги
ПВХ окна и двери
Емкости 1-5л
Канистры
Полиэтиленовая пленка
Мешки, пакеты майка
Термоусадочная пленка
Вагонка, сайдинг, профили
Сотовый поликарбонат

Объявления

Продать
Купить
Вакансии
Резюме
Форум

Информация

Справочник покупателя
Статьи и обзоры
Глоссарий
Выставки
Опросы
Стандарты
Видео Plastube

Подписка

Бизнес газета
Цены на полимеры
Импорт и экспорт
Магазин отчетов
Магазин книг
База полимеров
Polyglobe

О проекте

Контакты
Карта сайта
Партнеры
Реклама