Способ сварки полимерных труб
Владельцы патента RU 2687900:
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Федеральный исследовательский центр "Якутский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук" (RU)
Изобретение относится к сварке полимерных труб нагретым инструментом встык и может использоваться при сварке полиэтиленовых труб при высоких температурах окружающего воздуха. Способ сварки полимерных труб при высоких температурах окружающего воздуха заключается в процессе сварки встык с последующим охлаждением стыка водой, при этом концы полиэтиленовых труб предварительно охлаждают до значений минусовых температур из регламентированного интервала температур производства сварки. Техническим результатом изобретения является получение качественного сварного соединения за счет предотвращения образования крупносферолитной надмолекулярной структуры в области сварного соединения путем предварительного охлаждения свариваемых концов труб.
Область, к которой относится изобретение
Изобретение относится к сварке полимерных материалов и может использоваться при сварке полимерных труб.
Уровень техники
Известно техническое решение (1. СП 42-103-2003. Проектирование и строительство газопроводов из полиэтиленовых труб и реконструкция изношенных газопроводов - Издание официальное, ЗАО «ПОЛИМЕРГАЗ» - М: 2004. С. 19-23), в котором сварка труб из полиэтилена производится встык нагретым инструментом при температуре окружающего воздуха от минус 15°С до плюс 45°С.
Недостатком данного технического решения является получение некачественного сварного соединения при высоких положительных температурах окружающего воздуха из указанного интервала.
Наиболее близким техническим решением является (2. Кайгородов Г.К., Каргин В.Ю. Влияние скорости охлаждения полиэтиленового сварного шва на его прочность // Трубопроводы и экология. 2001. №2. С. 13-14.), в котором при сварке полиэтиленовых трубпри температурах воздуха более 30°С после 2-3 минутной выдержки при естественном остывании рекомендуется искусственное охлаждение стыков водой.
Недостатком данного технического решения является невозможность охлаждения расплава по всей глубине толстостенной трубы из-за низкой теплопроводности полиэтилена.
Раскрытие изобретения
Задачей предлагаемого изобретения является получение качественного сварного соединения полимерной трубы при высоких значениях положительной температуры окружающего воздуха.
Технический результат, достигаемый при решении поставленной задачи, заключается в предотвращении формирования крупносферолитной надмолекулярной структуры в сварном соединении при высоких температурах окружающего воздуха.
Существенные признаки, характеризирующие изобретение.
Ограничительные: соединение труб из полиэтилена производится сваркой встык нагретым инструментом с последующим охлаждением стыка водой.
Отличительные: предварительно охлаждают концы свариваемых труб до предельно низких значений из интервала регламентированной температуры.
Проведение сварочных работ при высоких значениях положительной температуры окружающего воздуха приводит к медленному остыванию расплава в области сварного соединения, что приводит к формированию крупносферолитной надмолекулярной структуры, что в свою очередь способствует увеличению хрупкости материала сварного шва (2. Кайгородов Г.К., Каргин В.Ю. Влияние скорости охлаждения полиэтиленового сварного шва на его прочность // Трубопроводы и экология. 2001. №2. С. 13-14.).
Осуществление изобретения
Способ осуществляется следующим образом. Очищенные свариваемые концы труб охлаждаются до значения минус 15°С из регламентированного интервала производства сварочных работ для полиэтиленовых труб (1. СП 42-103-2003. Проектирование и строительство газопроводов из полиэтиленовых труб и реконструкция изношенных газопроводов - Издание официальное, ЗАО «ПОЛИМЕРГАЗ» - М: 2004. С. 19-23), например, размещением концов труб в морозильном ларе с температурой минус 12°С, в котором на противоположных боковых сторонах сделаны отверстия по диаметру свариваемых труб. По достижению заданной температуры минус 12°С по всей толщине стенок труб, находящихся в морозильнике концов труб, трубы вытаскиваются и производится последовательно процесс сборки и сварки встык согласно прилагаемой инструкции сварочного оборудования. Образовавшийся иней на торцах труб удаляется со стружкой во время механической обработки торцов, а последующий иней, образующийся во время удаления торцевателя и размещения вместо него нагревателя, осушается на стадии оплавления и нагрева. Во время охлаждения сварного соединения под давлением осадки после 2-3 минутной выдержки при естественном остывании стык искуственно охлаждается водой, а глубинная часть оплавленного участка будет дополнительно охлаждаться за счет кондуктивной теплопроводности в сторону охлажденных участков концов обоих свариваемых труб, что ускорит процесс остывания расплава.
Таким образом, предварительное охлаждение концов свариваемых труб при высоких температурах окружающего воздуха предотвращает формирование крупносферолитной надмолекулярной структуры в сварном соединении, что приводит к получению качественного сварного соединения.
Способ сварки полимерных труб при высоких температурах окружающего воздуха, заключающийся в процессе сварки встык с последующим охлаждением стыка водой, отличающийся тем, что концы полиэтиленовых труб предварительно охлаждают до значений минусовых температур из регламентированного интервала температур производства сварки.
