لولههای پلی اتیلن از جمله تجهیزاتی هستند که به واسطه ویژگیهایی همچون وزن کم، انعطافپذیری بالا، مقاومت بالا در برابر مواد شیمیایی، مقاومت در برابر فشار و ضربه، مقاومت در برابر خوردگی و … کاربردهای متعددی در صنایع مختلفی همچون گاز، آب و فاضلاب، غذا و دارو و … دارند. یکی از بهترین روشهای اتصالات این لولهها، استفاده از جوشکاری پلی اتیلن است که از استحکام و مقاومت بالایی برخوردار است و میتواند با استفاده از تجهیزات و دستگاههای مخصوصی انجام شود. در ادامه مطلب به بررسی کامل جوشکاری پلی اتیلن و انواع روشهای آن پرداخته میشود.
جوشکاری پلی اتیلن چیست؟
جوشکاری در حقیقت به فرآیندی گفته میشود که در آن لولههای پلی اتیلن به یکدیگر متصل میشوند. جوشکاری پلی اتیلن از مقاومت بالایی در برابر ضربه و فشار برخوردار است به همین دلیل میتواند نسبت به سایر روشهای اتصال برتری بیشتری داشته باشد. یکی از مهمترین نکاتی که در جوشکاری پلی اتیلن باید در نظر گرفت ماده است. قانون اصلی جوشکاری انواع ترموپلاستیک ها مانند لوله پلی اتیلن تشابه جنس مواد است بهگونهای که یک لوله را حتماً باید به لولهای از جنس خودش اتصال داد. به عنوان نمونه نمیتوان مواد پلیپروپیلن و پلی یورتان را به همدیگر متصل کرد. پلی اتیلن یکی از ترموپلاستیکهای نسبتاً آسان برای جوشکاری است و میتواند لولههای پلی اتیلن با چگالیهای مختلف را به همدیگر جوش داد. اما عکس این فرآیند امکانپذیر نیست.
در اصل میتوان میله جوش پلی اتیلن با چگالی کم را به ورق پلی اتیلن با چگالی بالا جوش داد اما برعکس این کار فرآیند ممکن نخواهد بود و دلیل آن نیز این است که با افزایش چگالی، شکستن قطعات برای جوشکاری دشوارتر خواهد شد.
مطالعه بیشتر: انواع لوله های پلی اتیلن آبرسانی
انواع دستگاههای جوشکار پلی اتیلن
همانطور که گفته شد جوشکاری پلی اتیلن به معنای اتصال لولههای پلی اتیلن از طریق جوش دهی است و این فرآیند باید توسط تجهیزات مخصوص انجام شود تا مقاومت و استحکام کافی را داشته باشد. برای اتصال لولههای پلی اتیلن از طریق جوشکاری میتوان از 3 دستگاه اصلی استفاده کرد که شامل موارد زیر هستند:
دستگاه جوش الکتروفیوژن
جوش الکتروفیوژن (electrofusion) در دسته جوش حالت جامد قرار داشته و در آن هیچ گونه ذوبی برای تکمیل عملیات اتصال رخ نخواهد داد و با کمک جریان الکتریکی فرایند جوش و اتصال ایجاد میشود. این دستگاه فقط برای اتصال لولههای پلی اتیلن کاربرد دارد.
دستگاه جوش بات فیوژن
جوش بات فیوژن (Butt fusion) برای اتصال لولههایی با قطر و ضخامت برابر استفاده میشود و این دستگاه دارای یک صفحه داغ (Butt fusion) است که از دو طرف لبه لولهها را ذوب کرده و برای اتصال آماده میکند. از روش بات فیوژن در شبکههای توزیع فاضلاب، آبرسانی و آتشنشانی در فشارهای مختلف استفاده میشود چرا که مستحکمتر، بهصرفهتر، ماندگارتر و مطمئنتر از سایر روشهای اتصال است.
دستگاه جوش اکسترودر
این دستگاه جوش برای ترمیم جوش و اتصالات لوله پلی اتیلن استفاده شده و میتواند در انواع دستگاههای دستی و کارگاهی وجود داشته باشد. این دستگاه همچنین از نظر نحوه کارکرد و فرآیند جوش شامل دستگاههای گرانولی و مفتولی بوده و از ویژگیهایی همچون وزن کم، قابلیت تنظیم سرعت خروجی و … برخوردار است. در مقالهای تحت عنوان لوله و اتصالات upvc به بررسی کامل این محصولات، ویژگیها، مزایا و معایب و کاربردهای آنها پرداخته شده که میتواند اطلاعات مفیدی به خواننده ارائه کند.
در ادامه جهت مشاهده و خرید محصولات لوله و اتصالات وینوپلاستیک می توانید به سایت مراجعه فرمایید.
انواع روشهای جوشکاری پلی اتیلن
همانطور که گفته شد برای اتصال و جوشکاری لولههای پلی اتیلن از دستگاهها و تجهیزات مختلفی استفاده میشود. به صورت کلی جوشکاری این لولهها در دو دسته جوشکاری اتصالات دائمی و جوشکاری اتصالات جداشونده انجام میشود و هر کدام از این شیوههای جوشکاری میتوانند به روشهای مختلفی اجرا شوند. از جمله رایجترین روشهای جوشکاری پلی اتیلن میتوان به موارد زیر اشاره داشت:
جوشکاری لببهلب
جوشکاری لببهلب در حقیقت نوعی جوشکاری دستی به شمار میرود که برای اتصال انواع لولههای ساخته شده با مواد PE، PP، PVDF به اتصالات دیگر به کار میرود. این شیوه جوشکاری ماندگاری بالایی داشته و میتوان از آن در مناطق مختلف استفاده کرد. مراحل جوشکاری پلی اتیلن به روش لببهلب به شرح زیر هستند:
- در مرحله اول باید لولهها آماده شود و سطح آنها کاملاً تمیز شده و در گیرههای مخصوص قرار بگیرد
- در مرحله دوم باید لولهها هم راستا شوند تا جوش بین آنها به خوبی انجام شود.
- سپس باید دو سر لولهها به شکلی کاملاً تمیز باشند در کنار یکدیگر قرار بگیرند
- در مرحله بعدی سطح خارجی لولهها با استفاده از حرارت دستگاه ذوب میشود
- در مرحله بعدی با استفاده از اعمال نیروی جوش، لولهها به همدیگر متصل میشوند.
- در نهایت لولهها باید تا زمانی که جوش آنها محکم شود باید نگهداشته شوند.
جوشکاری پلی اتیلن الکتروفیوژن
این روش جوشکاری نیز میتواند برای انواع مواد PE، PP، PVDF و … کاربرد داشته باشد و در مناطق مختلف استفاده میشود. جوشکاری الکتروفیوژن بیشتر برای انتقال مایعات مناسب بوده و میتواند ماندگاری بسیار خوبی داشته باشد. دستگاههای جوش الکتروفیوژن امکان اتصال لولهها را با مواد PE، PP، PVDF تا ۰-۱۲۰ آمپر با اتصالات قطر min۴۰ تا max۲۸۰۰ میلیمتر فراهم میکنند. مراحل اجرای جوشکاری پلی اتیلن به روش الکتروفیوژن به شرح زیر هستند:
- در مرحله اول لولهها باید تراش داده شده و سطح آنها کاملاً تمیز شود
- در مرحله دوم باید لوله را برای شناسایی دقیق مراحل فرآیند علامتگذاری کرد
- در مرحله سوم باید لولهها را هم راستا کرده و آنها را برای جوشکاری مهار کرد
- در مرحله بعدی باید جریان برق به لوله اعمال شود تا جوش مورد نظر شکل بگیرد
- در مرحله بعدی باید محل جوش خنک کاری شده و گیرههای دستگاه برداشته شوند
- در نهایت باید محل جوش بازرسی شده و هرگونه کم و کاستی آن برطرف گردد.
بیشتر بخوانید: آب بندی اتصالات پلی ایتلن
جوشکاری سوکتی یا سوکت زن
اتصالات سوکتی یکی از انواع روشهای اتصال و جوشکاری است که میتواند کاربردهای متعددی داشته باشد و در آن از انواع اتصالات مانند سه راهی، ضربدر و زانویی استفاده میشود. فرایند ساخت این اتصالات به وسیله اجزاء فولادی گرد یا شمش فولادی آغاز شده و سپس با استفاده از ماشین آلات تراش، قطعات به شکل نهایی خود تبدیل میشوند. این فرایند به منظور ایجاد اتصالات لوله با توانایی مقاومت در برابر فشارهای بالا صورت میگیرد. جوشکاری سوکتی نیز شامل مراحل مختلفی است که به شرح زیر هستند:
- در مرحله اول باید سطح لوله و داخل اتصال سوکتی آماده شده و هرگونه آلودگی را از بین برد
- در مرحله دوم باید انتهای لوله را گونیا کرده و آن را برای فرآیند جوش مهیا کرد
- در مرحله سوم باید به دو طرف اتصال حرارت اعمال کرده تا آماده جوش سوکتی شود
- سپس باید انتهای لوله را به اتصال سوکتی وارد کرد. اتصال سوکتی باید در حالت گداخته باشد
- در مرحله بعدی باید اتصال را خنک کاری کرد
- در نهایت باید نقطه جوش را بازرسی کرده و هرگونه عیب و ایراد آن را برطرف نمود.
جوشکاری زینی
روش جوشکاری پلی اتیلن زینی هم یکی از بهترین روشهای اتصال لولههای پلیاتیلنی است و برای اتصال یک قطعه زینی به دیواره لوله پلی اتیلن به کار میرود. در این روش جوشکاری اول سطح خارجی لوله با یک منبع حرارت مقعر گرم خواهد شد و در همین زمان، حرارت لازم به سطح مشترک اتصال نوع زینی با استفاده از یک منبع حرارت محدب اعمال میگردد. زمانی که دو سطح مورد نظر به حرارت مورد نظر رسیدند اتصال بین زینی ولوله انجام میشود. به صورت کلی مراحل این روش به شرح زیر هستند:
- در مرحله اول سطح لوله مورد نظر همانند سایر روشهای قبلی آمادهسازی میشود
- در مرحله دوم باید رابطهای حرارتی زینی نصب شوند
- در مرحله سوم دستگاه جوش زینی نصب میشود تا اتصال محکمی انجام شود
- در مرحله بعدی سطوح مورد نظر بر اساس استانداردها و دستورالعملهای مشخص آماده میشوند و سپس قطعات بر اساس تنظیمات مورد نیاز هم راستا میشوند.
- در مرحله بعدی باید حرارت لازم به لوله و اتصال زینی اعمال شود تا یک جوش مستحکم ایجاد شود.
- سپس باید به قطعات مورد نظر فشار وارد شده و تا زمان تثبیت کامل ثابت نگهداشته شوند.
- در نهایت باید اقدام به خنکسازی قطعات کرده و دستگاه جوش را جدا کرد و محل جوش را کاملاً بررسی کرده و مشکلات آن را برطرف کرد.
دمای مناسب جوش لوله پلی اتیلن
به صورت کلی برای اجرای جوشکاری لولههای پلی اتیلن باید از دستورالعملها و استانداردهای ویژهای استفاده کرد. یکی از مهمترین نکات جوشکاری این لولهها استفاده از دما و حرارت مناسب است. پلیاتیلنها انواع مختلفی دارند و طبیعتاً هر کدام در برابر دما و حرارت واکنش های متفاوتی خواهند داشت. همچنین هر کدام از دستگاههای جوش پلی اتیلن میتوانند تنظیمات متفاوتی داشته باشند و از حرارتهای مختلفی استفاده کنند.
مثلاً برای جوشکاری پلیاتیلن LDPE باید از دمای 270 درجه سانتی گراد (518 درجه فارنهایت) استفاده کرد در حالی که پلیاتیلنهای دیگر دماهای مختلف دیگر لازم خواهند داشت. هر کدام از تجهیزات جوشکاری پلی اتیلن تنظیمات مختلفی دارند و لازم است که در زمان مراجعه به فروشگاه لوله و اتصالات به آنها توجه داشت.
مطالعه بیشتر: معرفی انواع سایزهای لوله پلی اتیلن
جمعبندی نهایی
لولههای پلی اتیلن به واسطه ویژگیهای منحصربهفرد خود کاربردهای صنعتی متعددی دارند و برای اتصال آنها به همدیگر از انواع روشهای جوشکاری استفاده میشود. رایجترین روشهای جوشکاری پلی اتیلن شامل جوشکاری لببهلب، جوشکاری پلی اتیلن الکتروفیوژن، جوشکاری سوکتی یا سوکت زن و جوشکاری زینی هستند که هر کدام میتوانند شرایط خاص خود را داشته باشند.