เทคโนโลยีและกระบวนการเชื่อมด้วยไฟฟ้าฟิวชั่น
การเชื่อมด้วยไฟฟ้าเป็นเทคโนโลยีการเชื่อมต่อที่สำคัญในระบบท่อโพลีเอทิลีน มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านต่างๆ หลักการทำงานของมันขึ้นอยู่กับลวดทำความร้อนที่วางไว้ล่วงหน้า-ภายในฟิตติ้งอิเล็กโทรฟิวชัน โดยการใช้ไฟฟ้า พื้นผิวด้านในของข้อต่อฟิตติ้งและพื้นผิวด้านนอกของท่อจะหลอมละลาย หลังจากเวลาเย็นลงระยะหนึ่ง ก็สามารถเชื่อมได้
ในกระบวนการเชื่อมด้วยไฟฟ้าฟิวชั่น -อุปกรณ์เชื่อมต่อด้วยไฟฟ้าที่ได้รับการออกแบบมาอย่างดีมีความสำคัญอย่างยิ่ง หลักการทำงานขั้นพื้นฐานใช้เอฟเฟกต์จูล ด้วยการให้ความร้อนของคอยล์ต้านทาน วัสดุบนพื้นผิวด้านในของข้อต่อจะละลาย จึงทำให้เกิดการหลอมรวมของท่อและข้อต่อ
อุปกรณ์ฟิตติ้งอิเล็กโทรฟิวชัน เช่น ปลอก ข้อต่อเส้นผ่านศูนย์กลางเท่ากัน ข้อต่อลด และข้องอ เป็นส่วนประกอบที่ขาดไม่ได้ในระบบท่อโพลีเอทิลีน พวกเขาสามารถเชื่อมต่อท่อหลักและท่อแยกหรือข้อต่อจุกที่ทำจากวัสดุโพลีเอทิลีนประเภทต่างๆ และวัสดุที่มีอัตราการไหลของของเหลวที่แตกต่างกัน ในปัจจุบัน อุปกรณ์ฟิตติ้งอิเล็กโทรฟิวชันส่วนใหญ่ติดตั้งระบบระบุตัวตนแบบดิจิทัล โดยพารามิเตอร์การเชื่อมและข้อมูลสำคัญอื่นๆ จะถูกจัดเก็บในรูปแบบของรหัสบนตัวพาข้อมูล เช่น บาร์โค้ดหรือการ์ดแม่เหล็ก ตัวควบคุมการเชื่อมสามารถอ่านพารามิเตอร์เหล่านี้ได้โดยอัตโนมัติและควบคุมกระบวนการเชื่อมได้อย่างแม่นยำ
ต่อไป เราจะมาสำรวจคุณลักษณะเฉพาะของการเชื่อมด้วยไฟฟ้าฟิวชั่น
การเชื่อมด้วยไฟฟ้าไม่เพียงแต่ต้องใช้เครื่องเชื่อมด้วยไฟฟ้าแบบพิเศษเท่านั้น แต่ยังใช้งานได้กว้าง สามารถเชื่อมต่อท่อขนาดและข้อกำหนดต่างๆ ได้ และเหมาะสำหรับท่อและข้อต่อเกรดและวัสดุที่แตกต่างกัน กระบวนการเชื่อมได้รับผลกระทบจากปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมและมนุษย์น้อยกว่า มีความเร็วในการก่อสร้างที่รวดเร็ว และมีต้นทุนการลงทุนอุปกรณ์และบำรุงรักษาต่ำ นอกจากนี้ การเชื่อมด้วยไฟฟ้าฟิวชั่นยังใช้งานง่าย ให้คุณภาพการเชื่อมที่เชื่อถือได้ มีผนังด้านในเรียบ และไม่ส่งผลต่ออัตราการไหล
หลังจากทำความเข้าใจคุณลักษณะของการเชื่อมด้วยไฟฟ้าแล้ว เราจะหารือเกี่ยวกับกระบวนการทำงานต่อไป
ขั้นแรก ก่อนที่จะทำการเชื่อม จำเป็นต้องตรวจสอบให้แน่ใจว่าแรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายไฟมีเสถียรภาพและตรงตามข้อกำหนด และทำความสะอาดขั้วต่อเอาต์พุตพลังงานเพื่อให้แน่ใจว่ามีการนำไฟฟ้าที่ดี จากนั้น ให้เตรียมเครื่องมือและวัสดุที่จำเป็น รวมถึงเครื่องเชื่อมอิเล็กโตรฟิวชันอัตโนมัติ อุปกรณ์ฟิตติ้งอิเล็กโทรฟิวชัน คัตเตอร์ ไขควง ปากกามาร์กเกอร์ และเทปวัด ตัดท่อตามความยาวที่ต้องการ ตรวจสอบให้แน่ใจว่าหน้าด้านท้ายตั้งฉากกับแกน และควบคุมข้อผิดพลาดในการตัดส่วนปลายภายใน 5 มม. ถัดไป วัดความยาวของข้อต่ออิเล็กโทรฟิวชันและทำเครื่องหมายตำแหน่งที่สอดคล้องกันบนปลายท่อ จากนั้นขูดพื้นผิวการเชื่อมเพื่อขจัดชั้นออกไซด์ น้ำมัน สิ่งสกปรก และสิ่งสกปรกอื่นๆ สุดท้าย ทำความสะอาดพื้นผิวท่อด้วยแอนไฮดรัสแอลกอฮอล์หรือเมทิลเอทิลคีโตน (MEK) และทำเครื่องหมายขั้นสุดท้าย หลังจากการเตรียมการเหล่านี้เสร็จสิ้น การเชื่อมด้วยไฟฟ้าฟิวชันก็สามารถเริ่มต้นได้
การใส่ท่อและข้อต่อ วาดเส้นบนท่อใหม่ โดยกำหนดตำแหน่งให้มีความยาวครึ่งหนึ่งของข้อต่ออิเล็กโทรฟิวชันจากส่วนปลาย จากนั้น สอดข้อต่ออิเล็กโทรฟิวชันที่ทำความสะอาดแล้วเข้าไปในท่อที่จะเชื่อม โดยตรวจสอบให้แน่ใจว่าขอบด้านนอกของข้อต่ออยู่ในแนวเดียวกับเส้นที่ทำเครื่องหมายไว้ก่อนหน้านี้ จากนั้นขันสกรูล็อคบนข้อต่อให้แน่นโดยใช้ไขควงเพื่อป้องกันไม่ให้ท่อถูกดึงออกมาโดยไม่ตั้งใจระหว่างการเชื่อม สุดท้าย ให้ติดตั้งแคลมป์เชื่อมด้วยไฟฟ้าเพื่อยึดชุดประกอบที่จะเชื่อม (ดูรูปที่ 5-6 สำหรับวิธีการติดตั้งแคลมป์สำหรับการเชื่อมด้วยไฟฟ้าฟิวชั่นที่ถูกต้อง) ตรวจสอบให้แน่ใจว่าข้อต่อและท่อเป็นแบบโคแอกเซียลโดยสมบูรณ์ โดยมีการควบคุมแนวที่ไม่ตรงภายใน 2% ในขณะที่หลีกเลี่ยงการใช้แรงภายนอกกับข้อต่อด้วยไฟฟ้า
หมายเหตุ: ก่อนเริ่มการเชื่อม ตรวจสอบให้แน่ใจว่าได้ถอดข้อต่อออกจากบรรจุภัณฑ์แล้ว และสะอาดและแห้ง
การเชื่อมต่อขั้วต่อเอาต์พุต: เชื่อมต่อเอาต์พุตของเครื่องเชื่อมเข้ากับขั้วต่อข้อต่ออย่างแน่นหนา เพื่อให้มั่นใจว่าการเชื่อมต่อราบรื่น หากแหล่งพลังงานอยู่ห่างจากเครื่องเชื่อม อาจมีสัญญาณเตือนแรงดันไฟฟ้าต่ำ-เกิดขึ้น ในกรณีนี้ให้พิจารณาเปลี่ยนสายเคเบิลด้วยสายที่หนากว่าหรือใช้เครื่องกำเนิดไฟฟ้า
การเชื่อม: ปฏิบัติตามขั้นตอนการทำงานของเครื่องเชื่อมอย่างเคร่งครัด และหลีกเลี่ยงการรบกวนจากสนามแม่เหล็กโดยรอบ ในระหว่างการเชื่อม เครื่องเชื่อมควรตั้งค่าเป็นโหมด "อัตโนมัติ" และข้อมูลการเชื่อมควรป้อนโดยใช้เครื่องสแกน (ปากกา) หรือสามารถป้อนพารามิเตอร์ด้วยตนเองในโหมด "แมนนวล" หลังจากป้อนพารามิเตอร์แล้ว ให้เปิดสวิตช์การเชื่อมเพื่อเริ่มจับเวลา หากเลือกโหมดแมนนวล ควรกำหนดพารามิเตอร์การเชื่อมตามคู่มือผลิตภัณฑ์ของข้อต่อ
ขอแนะนำให้ใช้โหมดอัตโนมัติสำหรับการสแกนพารามิเตอร์ เนื่องจากเครื่องเชื่อมจะทำการชดเชยการแก้ไขเวลาโดยอัตโนมัติ หากใช้โหมดแมนนวล คุณสามารถทำการปรับและการชดเชยแบบแมนนวลตามการ์ดข้อมูลการติดตั้ง
การทำความเย็นตามธรรมชาติ: หลังจากที่ตัวจับเวลาการเชื่อมสิ้นสุดลง เครื่องเชื่อมอิเล็กโทรฟิวชันจะเข้าสู่สถานะการทำความเย็น ในระหว่างกระบวนการทำความเย็น ต้องแน่ใจว่ามีการทำความเย็นตามธรรมชาติและไม่ใช้แรงภายนอกกับชิ้นส่วนที่เชื่อม หลังจากระบายความร้อนแล้ว ให้ถอดชิ้นส่วนฟิกซ์เจอร์ออก
หลัง-การตรวจสอบการเชื่อม
หลังการเชื่อม ให้ตรวจสอบว่ามีการดันวัสดุภายในรูขึ้นหรือไม่ และมีวัสดุใดถูกบีบออกจากแนวเชื่อมหรือไม่ การเชื่อมที่ผ่านการรับรองไม่ควรก่อให้เกิดควัน ไฟ หรือการปิดเครื่องก่อนเวลาอันควรในระหว่างกระบวนการอิเล็กโทรฟิวชัน และควรดีดวัสดุออกจากรูตรวจสอบของส่วนประกอบที่หลอมด้วยไฟฟ้า
ต่อไป เราจะมาแนะนำขั้นตอนการทำงานของการเชื่อมอานด้วยไฟฟ้าฟิวชั่น
ปฏิบัติตามคำแนะนำผลิตภัณฑ์เพื่อการเจาะรูที่แม่นยำ
พารามิเตอร์ที่สำคัญของการเชื่อมด้วยไฟฟ้า
พารามิเตอร์หลักของการเชื่อมซ็อกเก็ตด้วยไฟฟ้าฟิวชั่นและการเชื่อมอานด้วยไฟฟ้าประกอบด้วยแรงดันไฟฟ้า เวลาในการทำความร้อน เวลาในการทำความเย็น และค่าความต้านทาน ผู้ผลิตส่วนประกอบท่อมักจะให้พารามิเตอร์สำคัญเหล่านี้
จุดและข้อควรระวังในการก่อสร้างการเชื่อมด้วยไฟฟ้าด้วยไฟฟ้า
ข้อกำหนดพื้นฐาน
ก่อนการเชื่อม ตรวจสอบให้แน่ใจว่าพื้นผิวที่จะเชื่อมไม่มีการปนเปื้อนหรือออกซิเดชั่น หากมีสภาวะดังกล่าว จำเป็นต้องมีการรักษาพื้นผิวที่เหมาะสม พื้นที่เชื่อมจะต้องแห้งอยู่เสมอ นอกจากนี้ จะต้องให้ความสนใจกับระยะห่างที่พอดี ความกลม-ของ- ความลึกของการแทรก และการวางแนวตามแนวแกนและการวางตำแหน่งระหว่างท่อและข้อต่อเพื่อให้แน่ใจว่าชุดประกอบถูกเชื่อมโดยไม่มีแรงกดตามแนวแกน
การใช้ฟิกซ์เจอร์จัดตำแหน่งแบบมืออาชีพสามารถลดข้อผิดพลาดในการจัดตำแหน่งและการเคลื่อนที่สัมพัทธ์ระหว่างกระบวนการเชื่อมได้อย่างมีประสิทธิภาพ เมื่อสอดท่อเข้าไปในข้อต่อและคงโคแอกเซียลไว้ การสัมผัสที่ดีและสม่ำเสมอสามารถทำได้ระหว่างพื้นผิวด้านนอกของท่อกับพื้นผิวด้านในของข้อต่อ หากพบมุมระหว่างแกนท่อและแกนข้อต่อระหว่างการแทรก สิ่งนี้จะเพิ่มแรงเสียดทาน ส่งผลต่อคุณภาพการสัมผัสระหว่างพื้นผิวด้านนอกของท่อและพื้นผิวด้านในของข้อต่อ และท้ายที่สุดอาจส่งผลเสียต่อคุณภาพการเชื่อม นอกจากนี้ มุมนี้ยังอาจทำให้เกิดความเครียดอย่างมากที่บริเวณรอยเชื่อมหลังการเชื่อมอีกด้วย
ข้อกำหนดของอุปกรณ์เชื่อมและพลังงาน:
อุปกรณ์การเชื่อมด้วยไฟฟ้าจะต้องเป็นไปตามข้อกำหนดและมาตรฐานระดับชาติที่เกี่ยวข้อง และต้องมีการบำรุงรักษาตามปกติ ตามมาตรฐาน CJJ63-2018 "มาตรฐานทางเทคนิคสำหรับวิศวกรรมท่อส่งก๊าซโพลีเอทิลีน" อุปกรณ์เชื่อมต่อชนด้วยไฟฟ้าควรได้รับการสอบเทียบและตรวจสอบเป็นประจำ โดยมีรอบการทำงานไม่เกินหนึ่งปี หากใช้เครื่องกำเนิดไฟฟ้าเป็นแหล่งพลังงาน จะต้องพิจารณากำลังไฟฟ้าเอาท์พุตและลักษณะการทำงานของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเพื่อให้แน่ใจว่าสามารถจ่ายไฟให้กับโหลดแบบเหนี่ยวนำได้
การเลือกวิธีการป้อนพลังงาน:
วิธีการป้อนพลังงานสำหรับเครื่องเชื่อมสามารถแบ่งได้เป็น 3 ประเภท ได้แก่ การควบคุมกระแสไฟฟ้า การควบคุมแรงดันไฟฟ้า และการควบคุมพลังงาน เนื่องจากองค์ประกอบความร้อนส่วนใหญ่มีค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิที่เป็นบวกของความต้านทาน พลังงานอินพุตจะค่อยๆ ลดลงตามอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นเมื่อใช้การเชื่อมด้วยแรงดันไฟฟ้าคงที่ ซึ่งช่วยป้องกันการเกิดคาร์บอนไดออกไซด์และความร้อนสูงเกินไป และช่วยให้มั่นใจถึงความเสถียรของกระบวนการควบคุม ดังนั้นจึงมีการใช้วิธีการป้อนข้อมูลนี้กันอย่างแพร่หลาย
การควบคุมแรงดันไฟฟ้าในการเชื่อม
ในการเชื่อมด้วยไฟฟ้าฟิวชั่น การควบคุมแรงดันไฟฟ้าในการเชื่อมถือเป็นสิ่งสำคัญ ทั้งแรงดันไฟฟ้าสูงและต่ำเกินไปอาจส่งผลเสียต่อคุณภาพการเชื่อม ดังนั้นจึงต้องตรวจสอบการตั้งค่าแรงดันไฟฟ้าอย่างรอบคอบและยืนยันว่าอยู่ในช่วงที่เหมาะสมก่อนทำการเชื่อม ขณะเดียวกัน การเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้าจะต้องได้รับการตรวจสอบอย่างใกล้ชิดในระหว่างการเชื่อมเพื่อให้แน่ใจว่าการเชื่อมจะราบรื่นและมีคุณภาพสูง-
เวลาการเชื่อม
เนื่องจากความต้านทานของลวดทำความร้อนและแรงดันไฟฟ้าของเครื่องเชื่อมคงที่ เวลาในการเชื่อมจึงกลายเป็นปัจจัยสำคัญที่ส่งผลต่อพลังงานความร้อน เวลาในการเชื่อมที่มากเกินไปอาจนำไปสู่ความร้อนสูงเกินไปและการเกิดคาร์บอน ขณะเดียวกันก็ทำให้ผนังด้านในของท่ออ่อนตัวลงและทำให้เสียรูป โดยเฉพาะอย่างยิ่งในข้อต่อท่อที่มีรูปทรงอาน- เวลาในการเชื่อมที่ไม่เพียงพออาจส่งผลให้อุปกรณ์เสริมลวดทำความร้อนทะลุหรือร้อนเกินไปเนื่องจากความต้องการกำลังการเชื่อมที่มากเกินไป
เวลาทำความเย็น
กระบวนการทำความเย็นมีจุดมุ่งหมายเพื่อให้แน่ใจว่าข้อต่อมีความแข็งแรงเพียงพอ หากเวลาในการทำความเย็นสั้นเกินไป รอยเชื่อมอาจถูกรบกวนจากภายนอกเนื่องจากการระบายความร้อนที่ไม่สมบูรณ์ จึงทำให้ความแข็งแรงของการเชื่อมลดลง ในระหว่างกระบวนการทำความเย็น ควรจับยึดส่วนประกอบที่เชื่อมไว้เพื่อป้องกันการรบกวนจากภายนอกส่งผลต่อความแข็งแรงของการเชื่อม นอกจากนี้ ไม่ควรดำเนินมาตรการบังคับการทำความเย็นในระหว่างขั้นตอนการทำความเย็น
ความแข็งของท่อและข้อต่อ การเชื่อมด้วยไฟฟ้าแนะนำให้ใช้ SDR11 หรือท่อโพลีเอทิลีนที่หนากว่า แม้ว่าผู้ผลิตบางรายจะเสนอข้อต่ออิเล็กโทรฟิวชันที่เหมาะกับ SDR33 แต่สำหรับการเชื่อมข้อต่อรูปทรงอาน- โดยทั่วไปจะจำกัดอยู่ที่ SDR11 หรือท่อโพลีเอทิลีนที่หนากว่า ควรระบุข้อจำกัดเหล่านี้ไว้อย่างชัดเจนบนบรรจุภัณฑ์ที่เหมาะสม ความแข็งของท่อและข้อต่อที่สูงขึ้นจะช่วยสร้างแรงดันหลอมได้อย่างรวดเร็ว ส่งผลให้เวลาในการเชื่อมสั้นลงหรือเพิ่มความแข็งแรงในการเชื่อม
ความสามารถในการเชื่อมของวัสดุ การเชื่อมด้วยไฟฟ้าฟิวชั่นมีความเข้ากันได้ในวงกว้างและสามารถต่อท่อที่มี SDR และเกรดต่างๆ ได้ อย่างไรก็ตาม เพื่อให้มั่นใจในคุณภาพการเชื่อม วัสดุทั้งสองที่บริเวณรอยเชื่อมควรมีความสามารถในการเชื่อมที่คล้ายคลึงกัน
อุณหภูมิแวดล้อม อุณหภูมิแวดล้อมยังมีผลกระทบต่อการเชื่อมด้วยไฟฟ้าฟิวชันด้วย เมื่อทำการเชื่อมในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิต่ำ- การอุ่นอาจจำเป็นเพื่อปรับปรุงคุณภาพการเชื่อม ในทางกลับกัน สภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูง-ยังสามารถส่งผลเสียต่อกระบวนการเชื่อมและผลลัพธ์ได้ ดังนั้นจึงต้องใช้ความระมัดระวังอย่างระมัดระวัง
ผลกระทบของอุณหภูมิแวดล้อม:
โดยทั่วไปการเชื่อมด้วยไฟฟ้าฟิวชั่นไม่จำเป็นต้องมีข้อควรระวังเป็นพิเศษ เมื่ออุณหภูมิแวดล้อมเปลี่ยนแปลงภายในช่วงที่กำหนด อย่างไรก็ตาม ในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง อาจจำเป็นต้องปรับเปลี่ยนพลังงานที่ส่งออกไปยังข้อต่อท่อ เช่น โดยการเปลี่ยนแรงดันไฟฟ้าขาเข้าหรือปรับเวลาในการเชื่อม เพื่อให้มั่นใจในคุณภาพการเชื่อม ในขณะเดียวกันควรหลีกเลี่ยงการถูกแสงแดดโดยตรงเพื่อป้องกันการกระจายอุณหภูมิที่ไม่สม่ำเสมอในท่อ (ข้อต่อ) ควรใช้มาตรการป้องกันที่เหมาะสมในสภาพอากาศที่มีลมแรง เต็มไปด้วยฝุ่น ฝนตก หรือหิมะตก เพื่อป้องกันการปนเปื้อน โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อเชื่อมท่อที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดใหญ่- ควรปิดปลายส่วนปลายของท่อไว้เพื่อป้องกันกระแสลม
ความปลอดภัยและมาตรฐาน:
ผู้ปฏิบัติงานเชื่อมต้องมีคุณสมบัติที่เหมาะสมและสวมถุงมือ แว่นตา และอุปกรณ์ป้องกันอื่น ๆ ในระหว่างการปฏิบัติงานเพื่อความปลอดภัย นอกจากนี้ อุปกรณ์เชื่อมสำหรับท่อโพลีเอทิลีน (PE) ควรเป็นไปตามมาตรฐาน GB/T2062-2020 ในขณะที่การผลิต การออกแบบ การยอมรับในการก่อสร้าง และการดำเนินการควรเป็นไปตามมาตรฐานอุตสาหกรรม CJJ63-2018 และกฎทางเทคนิค TSGD2002-2006
