Єдина Країна! Единая Страна!
Полипластик
RU   UA
     
Забули пароль? -->
Вхід         Реєстрація
Прайс-листи Акції Продукція Документація Філіали Про нас

Популярні статті

НОВА ТЕХНОЛОГІЯ З'ЄДНАННЯ ПОЛІЕТИЛЕНОВИХ ТРУБ ВЕЛИКОГО ДІАМЕТРУ

25 Лютого 2010г.
Поліетилен завоював всесвітнє визнання в якості матеріалу для труб. У минулі роки трубопроводи з поліетилену будували в основному компанії, що займаються газопостачанням. Однак у наші дні основне зростання споживання трубного поліетилену пов'язане з його застосуванням у системах водопостачання, де типові діаметри труб досить великі. Неухильно зростає попит на труби великих діаметрів, а разом з ним ростуть і вимоги до відповідних технологій монтажу. Нещодавно розроблена технологія муфтового зварювання пластикових труб великого діаметру з використанням комплектів притискних пластин призначена для усунення всіх можливих негативних наслідків, пов'язаних з досить великими допусками діаметру, овальністю труб, а також умовами проведення монтажних робіт. 

Характеристики поліетиленових труб великого діаметру 

Формально труби великого діаметру володіють тими ж базовими характеристиками (табл. 1), що і труби меншого діаметру, але, тим не менш, вони вимагають дещо іншої технології поводження з ними. Невелика і зручна для монтажу вага поліетиленової труби діаметром, скажімо, 110 мм стає великою і незручною, коли мова йде про труби стандартної довжини діаметром 630 мм. Для переміщення поліетиленової труби великого діаметру вже не обійтися без крану або інших вантажопідйомних пристосувань. 

Труби виготовляються з використанням процесу безперервної екструзії і нарізаються на відрізки необхідної довжини під час виробництва. При розрізанні труби внутрішні напруження призводять до виникнення так званої бочкоподібності - зменшення діаметру на кінці труби, причому із збільшенням діаметру труби величина бочкоподібності зростає і повинна прийматися до уваги. Крім того, при нарізці труб зростає важливість перпендикулярності площини розрізу осі труби. Кожен градус кутового відхилення призводить до різниці в загальній довжині труб. Якщо на трубі діаметром 110 мм ця різниця становить 2 мм на кожен градус відхилення, то на трубі діаметром 630 мм - вже 11 мм. Один кутовий градус - дуже невелике відхилення, і такої точності складно досягти на місці. Крім того, існує ймовірність того, що лінія розрізу труби буде хвилястою, а не прямий, якщо використовується пила з коротким лезом. 

Зовнішній діаметр поліетиленової труби великого розміру визначається з використанням кільцевої вимірювальної стрічки. Цей метод автоматично дає середній діаметр труби, але не враховує її овальність (рис.1).

Таблиця 1: Порівняння характеристик труб діаметром 110 мм і 630 мм
таблица1

Європейські стандарти вказують, що мінімальний зовнішній діаметр для поліетиленових труб повинен дорівнювати їх номінальному розміру. Для труби діаметром 630 мм допускається відхилення максимального діаметру від номінального до 3,8 мм. При цьому для труби діаметром 110 мм максимально допустиме перевищення розміру повинне становити лише 0,7 мм. 

Із збільшенням номінальних розмірів дозволені стандартами допуски по овальності збільшуються. Розглядаючи максимально допустиму овальність для труб великого діаметру 3,5% відразу після виробництва, необхідно брати до уваги, що це означає для труб діаметром 630 мм абсолютне відхилення від їх номінального діаметру в межах ± 11 мм, і, таким чином, сукупну різницю 22, 1 мм. У багатьох випадках овальність часто посилюється під час зберігання. Причин цього кілька: 

- Неправильне складування труб у вигляді піраміди, або простим нагромадженням один на одного; 
- Збільшення кільцевої напруги з збільшенням товщини стінок; 
- Вплив власної ваги труб при тривалому зберіганні. 
Надмірна овальність є джерелом більшості проблем при монтажі поліетиленових труб великих діаметрів. 

Зони рухомої посадки між трубами великого діаметру і електрозварними муфтами 

Всі технологічні операції, використовувані під час виробництва корпусів муфт великого діаметру, виробляються на токарному верстаті. Таким чином, можна припустити, що форма електрозварних муфт є практично точно круглою. У готовій продукції може виявлятися тільки дуже обмежена овальність. З іншого боку, труби великого діаметру, як правило, мають досить велику овальність. 

Таким чином, існують зони (рис. 2), де овальна труба має більший зовнішній діаметр, ніж внутрішній діаметр муфти, що робить неможливою надягання муфти на трубу, і зони, в яких є великий зазор між трубою і муфтою. Цю проблему необхідно вирішити при розробці муфтових з'єднань для поліетиленових труб великого діаметру. 

Вимоги до нових з'єднань для труб 

Нова система з'єднання труб повинна доповнювати стикове зварювання. Основною областю її застосування будуть невеликі трубопроводи, а також з'єднання в найбільш відповідальних точках трубопроводу. Прикладами таких точок є запірні вентилі, місця вставки заздалегідь виготовленої ділянки труби, з'єднання з ємностями, а також ділянки, де монтаж проводиться в обмежених умовах, іншими словами, там, де стикова зварка є практично неможливою. 
рис1,2
До такої технології повинні пред'являтися наступні вимоги: 
- Простота використання та правильність застосування при збиранні всіх з'єднань труб; 
- Можливість застосування в обмежених умовах (не більше 40 см навколо труби); 
- Все обладнання та аксесуари повинні бути з ручним управлінням; 
- Використання стандартного устаткування для зварювання існуючого асортименту електрозварних фітингів ELGEF Plus ®; 
- Можливість використання з іншими методами зварювання поліетиленових труб великого діаметру; 
- Забезпечення високої якості з'єднань в складних умовах на майданчику; 
- Можливість використання для монтажу труб в діапазоні від SDR 11 до SDR 33, марок ПЕ 80 і ПЕ 100, при температурах від -10 до +45o C; 
- Тестування і критерії приймання повинні відповідати міжнародним правилам. 

Рішення проблеми - нова технологія встановлення 

У результаті інтенсивної науково-дослідної роботи з'явився запатентований процес монтажу поліетиленових труб великого діаметру за допомогою комплекту притискних пластин. Процес складається з двох основних операцій: 
1. Відновлення первинної форми поліетиленової труби за допомогою комплекту притискних пластин (рис. 3) 
2. Встановлення муфт за допомогою комплекту притискних пластин (рис. 4). 
В основі нової технології лежить використання комплекту притискних пластин, що виконує дві функції: по-перше, полегшене відновлення первісної форми поліетиленової труби великого діаметру, і, по-друге, активне посилення муфт великого діаметру під час процесу зварювання. 

Комплект притискних пластин - схема і компоненти 

Комплект притискних пластин складається з власне притискної пластини і корсета з хомутів. Притискна пластина складається з двох пневматичних плоских подушок, виготовлених з вулканізованого композитного матеріалу. Ці подушки наповнюються стисненим повітрям до максимального тиску в 10 бар. Велика зона контакту пластин в поєднанні з наявним тиском створює величезне зусилля - приблизно 15 000 Н або 1,5 тонни на бар тиску! Зусилля кріплення по відношенню до притискних пластин доповнюється за допомогою корсета з хомутів. 
рис3-5

Цей корсет з хомутів допомагає притискним пластинам передавати тиск на поверхню труби, з якою вони стикаються, для відновлення її початкової форми, або активно передавати тиск на поверхню муфти під час процесу монтажу. Корсет з хомутів складається з трьох спеціальних взаємопов'язаних хомутів з храповим механізмом підвищеної надійності. 
Інші пневматичні компоненти - це шланги високого тиску і манометр для регулювання тиску повітря, що нагнітається в притискні пластини. Інші хомути використовуються для збереження відстані між притискними пластинами і для забезпечення симетричної відстані між трубами або муфтами під час монтажу. Повний комплект притискних пластин зберігається в міцному переносному ящику (рис. 5). 

Електрозварні муфти ELGEF ® Plus діаметром 560 і 630 мм 

В основі спеціальних характеристик нових муфт ELGEF ® Plus (рис. 6) лежить принцип активного посилення, що доповнює підтримку тиску зварювання та забезпечує щільне прилягання муфти до труби. Цей принцип дуже успішно використовувався багато років для електрозварних муфт ELGEF ® діаметром 355 і 500 мм, які забезпечувалися зовнішнім підсилюючим кільцем. Для більш великих діаметрів 560 і 630 мм цей тип активного підсилення не застосовувався, а використовувалися багаторазові зовнішні притискні пластини. 
Використовуючи саме цей принцип активного посилення, стало можливим досягти надзвичайно високих рівнів якості з'єднання електрозварних муфт ELGEF ® номінального розміру 560 і 630 мм з відмінними результатами заповнення зазорів. 

Вже згадані можливі відхилення торця труби від перпендикуляра і овальність кінця труби можуть призвести до того, що в процесі зварювання розплав стече до центру муфти, не утворюючи достатнього тиску з'єднання. Нові муфти мають збільшену довжину холодних зон, що з високим рівнем впевненості виключає таку можливість. 

Додатковою характеристикою цих муфт є те, що всі електричні затиски і індикатори плавлення мають потаємну голівку, а муфти мають рельєфні кутові канавки з кожного боку. Положення і глибина індикаторів зварювання були вибрані таким чином, щоб навіть повністю активований штир індикатора все одно залишався нижче зовнішньої поверхні муфти після завершення циклу зварювання. Круглі канавки на фітингу грають роль візуальних маркерів вирівнювання для правильного розміщення комплекту притискних пластин. 

Відновлення первинної форми труби з використанням комплекту притискних пластин 

Труби великого діаметра зазвичай відрізняються значною овальністю, яку не можна виправити без використання спеціального інструменту. У минулому для цього використовувалися важкі, громіздкі і досить дорогі гідравлічні лещата. 

Початкова стадія нової процедури для встановлення муфт великого діаметру полягає у відновленні первинної форми поліетиленової труби за допомогою комплекту притискних пластин. Спочатку визначається овальність труби на її торці шляхом вимірювання найбільшого і найменшого діаметрів (рис. 7). Це легко зробити за допомогою лінійки. Обидва діаметра повинні бути промарковані на торці труби, а також повинні бути зафіксовані їх значення. Дві притискні пластини розміщуються на відстані 30 см від торця труби так, щоб площина найбільшого діаметра проходила через їх центр, і жорстко фіксуються за допомогою корсета з хомутів. Використовуючи для контролю манометр, необхідно заповнювати притискні пластини стисненим повітрям до часу, поки обидва діаметри не стануть однаковими. 

Цей процес відновлення первісної форми виправляє пригін між трубою та фітингом. Після завершення цієї операції обертовий інструмент для зачистки (рис.8) легко знімає зовнішній шар труби що окислився. Багаторічний досвід Georg Fischer показав, що ручна зачистка труб великого діаметра (периметр яких становить 2 м і більше), особливо для ширини 20 см, ніколи не може забезпечити необхідної рівномірності видалення матеріалу. Тому рекомендується використання інструменту, що обертається для зачистки. Хоча ручні шкребки корисні для обробки кутів на кінцях труб, вони ніколи не можуть дати повторюваний результат на великих поверхнях!

рис6-8

Коли труба зачищена і знежирена, глибина вставки промаркована, і труба повністю вставлена в муфту, притискні пластини можна видалити. 

Установка муфти з використанням комплекту притискних пластин 

Конструкція активного посилення електрозварних муфт ELGEF ® Plus забезпечує оптимальне заповнення зазорів між внутрішньою поверхнею фітинга і зовнішньою поверхнею труби розплавом в процесі зварювання. При необхідності зовнішній діаметр труби можна зменшити, повторюючи операцію зачистки до тих пір, поки муфта не буде легко вдягатися на кінець труби.
рис9,10
Коли муфта правильно розташована між трубами що сполучаються, всі три притискні пластини з'єднуються разом і обертаються навколо фітинга. Сполучні стяжки необхідно відрегулювати таким чином, щоб притискні пластини знаходилися на рівній відстані одна від одної. Обв'язка з притискних пластин вирівнюється по кільцевому виступу з того боку фітинга, який буде зварюватись першим (мал. 9). Пластини наповнюються стисненим повітрям до тих пір, поки тиск не досягне заданого рівня, після чого можна починати процес зварювання. Після завершення циклу першого зварювання необхідно витримати мінімум 20 хвилин для охолодження, після чого притискні пластини можна зняти і встановити на інший бік фітинга для початку другого циклу зварювання.

Блок обв'язки притискними пластинами притискає муфту до поверхні труби з величезним зусиллям. Хоча обв'язка не має повного кругового контакту, доведено, що на зону контакту між трубою і муфтою впливає достатній тиск. Саме ці стискаючі зусилля утворюють ядро конструкції активного підсилення. Безперечними перевагами пропонованої системи є простота і зручність монтажу, можливість роботи з трубами всіх класів і при температурі навколишнього середовища від -10 до +45 o C, а також високу якість з'єднання (рис. 10). 

Висновки та додаткова інформація 

Унікальна, запатентована технологія з'єднання повністю враховує всі особливості, які можуть виникнути при монтажі поліетиленових труб великого діаметру. В основі цієї нової технології лежить АДАПТАЦІЯ, а не КОМПЕНСАЦІЯ, і тому вона доповнює метод стикового зварювання що отримав всесвітнє визнання. Основна увага при розвитку технології була приділена простоті використання і якості з'єднання. 

Електрозварні фітинги ELGEF Plus діаметром 560 і 630 мм не можуть встановлюватися без використання комплекту притискних пластин. Оскільки комплекти притискних пластин мають подвійну функцію - відновлення первісної форми труби і посилення муфти при монтажі - цей необхідний інструмент завжди є на місці проведення робіт. Повний комплект обладнання також включає обертовий інструмент для зачистки. Такий інструмент економить час при підготовці з'єднань, а також пропонує відтворюваний стандарт зачистки і, таким чином, вносить значний внесок у забезпечення оптимальної якості сполук. 


Компанія "Georg Fischer Piping Systems (Switzerland) Ltd 
Бернд Шустер (Bernd Schuster), Томас Лейнгрубер (Thomas Leingruber)


Знайшли помилку? Виділіть мишкою текст, і натисніть Ctrl + Enter.
Знайшли помилку?
Виділіть мишкою текст, і натисніть Ctrl + Enter
Виділений текст
Коментар