Способ сварки полимерных труб соединительными деталями с закладным нагревателем



Владельцы патента RU 2744141:

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Федеральный исследовательский центр "Якутский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук" (RU)

Изобретение относится к способу сварки полимерных труб соединительными деталями с закладным нагревателем и может использоваться для сварки полиэтиленовых труб при температурах окружающего воздуха более низких, чем предусмотрено нормативными документами. Изобретение направлено на получение качественного сварного соединения без строительства специального отапливаемого сооружения. Указанный технический результат достигается за счет доведения температуры в зоне оплавления между трубой и муфтой до значения температуры из допустимого интервала от минус 15°С до плюс 45°С, предусмотренного нормативными документами. Скорость охлаждения устанавливают такой же, как и при температурах окружающего воздуха из регламентированного интервала. Перед сваркой полимерных труб через клеммы муфты с помощью самого сварочного аппарата подается определенное напряжение и производится предварительный подогрев. Для того чтобы сварочный аппарат мог производить сварку при низких температурах окружающего воздуха, в его программном обеспечении устанавливается программа с расчетными данными по подаваемым напряжениям для предварительного подогрева, технологической паузы и скорости охлаждения сварного соединения. Температура в области оплавления и скорость охлаждения сварного соединения при любых низких температурах принудительным образом устанавливаются как при сварке в регламентированном интервале температур с учетом температуры окружающего воздуха. 1 табл.

 

Область, к которой относится изобретение

Изобретение относится к сварке полимерных труб соединительными деталями с закладными нагревателями и может использоваться при сварке полиэтиленовых труб при низких температурах окружающего воздуха.

Уровень техники

Известно техническое решение (1. Проектирование и строительство газопроводов из полиэтиленовых труб и реконструкция изношенных газопроводов СП 42 - 103 - 2003. -Издание официальное. - М. ЗАО « ПОЛИМЕРГАЗ», 2004. - 84 с), в котором при более широком интервале температур окружающего воздуха, чем от минус 15°С до плюс 45°С, сварочные работы рекомендуется выполнять в помещениях (укрытиях), обеспечивающих соблюдение заданного температурного интервала (п. 6.48). Недостатком указанного способа является трудоемкость и большие затраты времени на строительство сооружения и на достижение регламентированной температуры воздуха внутри сооружения и на концах свариваемых полимерных труб.

Наиболее близким является техническое решение (2. Пат 2450202. Способ муфтовой сварки полимерных труб. Опубл. 10.05.2012, бюл. №13), в котором в процессе сварки при низких температурах воздуха (ниже минус 15°С) используется метод предварительного подогрева области оплавления сварного соединения муфты и трубы отдельным источником электропитания, а после сварки охлаждение сварного соединения производится в теплоизоляционной рубашке. Подогрев производится до достижения температуры области оплавления из регламентированного интервала. Например, для полиэтиленовых труб регламентированный интервал производства сварки составляет от минус 15 °С до плюс 45 °С, а температура окружающего воздуха, регистрируемого показанием датчика температуры сварочного аппарата поддерживается искусственно равным значению температуры нагрева области оплавления трубы и муфты. Недостатком технического решения является то, что для предварительного подогрева используется отдельный источник электропитания, искусственное поддерживание температуры для датчика температуры сварочного аппарата равным значению температуры нагретой области оплавления сварного соединения и выдерживание заданного времени (технологическая пауза) для выравнивания температурного поля в области сварного соединения труб и и детали с закладным нагревателем в данном техническом решении - муфты, а также использование теплоизоляционной рубашки при охлаждении сварного соединения для поддержания необходимой скорости охлаждения.

Раскрытие изобретения

Задачей предлагаемого изобретения является упрощение сварки полимерной трубы при температурах окружающего воздуха ниже регламентируемого.

Технический результат, достигаемый при решении поставленной задачи, заключается в использовании самого сварочного аппарата для предварительного подогрева и поддерживания необходимой скорости охлаждения сварного соединения с учетом температуры окружающего воздуха, которая ниже нормативного значения.

Существенные признаки, характеризирующие изобретение.

Ограничительные: сварку производят путем установки и закрепления концов свариваемых труб в зажимах центрирующего приспособления с одновременной посадкой детали (муфты) с закладным нагревателем, подключения детали с закладным нагревателем к сварочному аппарату, пуска процесса сварки.

Отличительные: предварительный подогрев детали с закладным нагревателем до достижения в области оплавления определенной регламентируемой температуры и охлаждение после сварки сварного соединения производится самим сварочным аппаратом путем подачи определенного напряжения (для подогрева и охлаждения разные) через клеммы детали.

Известно, что программа процесса сварки учитывает кроме данных штрих-кода, прилагаемого к муфте с закладным нагревателем, еще и температуру окружающего воздуха через датчик температуры сварочного аппарата.

Осуществление изобретения

Способ осуществляется следующим образом. Очистка и циклевка от загрязнений свариваемых поверхностей, установка и закрепление концов свариваемых труб в зажимах центрирующего приспособления с одновременной посадкой детали с закладным нагревателем. Деталь с закладным нагревателем подключают к сварочному аппарату.

Считывающим карандашом сварочного аппарата проводится считывание штрих-кода и запуск предварительного подогрева. После подогрева выдерживается время (технологическая пауза) для достижения более однородной температуры в области оплавления муфты и трубы. Затем производится сваривание детали к трубе и охлаждение сварного соединения с заданной скоростью. Скорости нагрева и охлаждения регулируется напряжением, подаваемым от сварочного аппарата через клеммы детали. Параметры предварительного подогрева, технологической паузы, сваривания и охлаждения полимеров заранее заложены в программу сварочного аппарата для каждого типоразмера трубы и муфты с учетом температуры окружающего воздуха.

Пример. Для муфтовой сварки труб из полиэтилена ПЭ 80 ГАЗ SDR11 63×5,8 ГОСТ Р 50838-95 при нормированных температурах, например, при +20°С продолжительность нагрева составляет около 70 сек. Продолжительность предварительного подогрева определяют из условия, что средняя температура в области оплавления после технологической паузы в 2 минуты становится равным 20°С. Например, при температуре окружающего воздуха - 30°С согласно расчетам предварительный подогрев проводится 13 минут (таблица 1).

Таблица 1. Расчетные продолжительности подогрева при различных температурах окружающей среды

К клеммам закладного нагревателя подключается сварочный аппарат, в программном обеспечении которого уже заданы параметры предварительного подогрева (мощность и продолжительность) в зависимости от температуры окружающей среды.

Производится запуск предварительного подогрева. Максимальная температура в конце подогрева составит +39°С. В конце технологической паузы, продолжительностью 2 мин, которая выдерживается самим сварочным аппаратом, средняя температура в области оплавления муфты и труб становится равной 20°С. По истечении 2 минут проводится автоматическая сварка, а охлаждение сварного соединения регулируется самим сварочным аппаратом путем подачи определенного напряжения через закладной нагреватель муфты.

Таким образом, температурный режим всего сварочного процесса в области сварного муфтового соединения при любых низких температурах окружающего воздуха поддерживается как при сварке в допустимом интервале температур за счет предварительного подогрева и требуемой скорости охлаждения сварного соединения, параметры которых подаются через закладной нагреватель муфты. При этом отсутствует необходимость применения отдельного источника питания для предварительного подогрева и теплоизоляции при охлаждении сварного муфтового соединения полимерных труб, что упрощает процесс сварки при температурах ниже регламентированных. Произведенное в таких условиях сварное муфтовое соединение обладает всеми прочностными свойствами сварного соединения, полученного при температурном интервале, предусмотренном нормативными документами.

Способ сварки полимерных труб соединительными деталями с закладным нагревателем, заключающийся в подготовке концов труб, установке и закреплении концов свариваемых труб в зажимах центрирующего приспособления с одновременной посадкой детали с закладным нагревателем, подключении детали к сварочному аппарату, в задании программы процесса сварки, пуска процесса сварки, нагрева и охлаждения сварного соединения, отличающийся тем, что температура в области оплавления предварительно доводится до значения из регламентированного интервала температур и требуемая скорость охлаждения сварного соединения поддерживается подачей определенного напряжения самим сварочным аппаратом, в системе которого заложена программа, позволяющая произвести предварительный подогрев, выдержку технологической паузы для выравнивания температурного поля области сварки в значениях регламентируемого интервала температур окружающего воздуха и поддерживание необходимой скорости охлаждения сварного соединения, как при остывании в допустимом интервале температур производства сварки.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к технологии термического соединения двух элементов из полимерного материала посредством индукционной сварки. Нагревательное устройство (110) для термического соединения трубы (150), выполненной из первого полимерного материала, с муфтой (160), выполненной из второго полимерного материала, которая охватывает, по меньшей мере, участок трубы (150), при этом между трубой (150) и муфтой (160) и/или встроенный в трубу (150) и/или муфту (160) расположен нагревательный элемент (170), нагреваемый посредством индукции, включает узел обмоток (120), возбуждаемый генератором (140) и содержащий первую обмотку (121), которая в первом поперечном сечении содержит по меньшей мере один виток, и вторую обмотку (122), которая электрически соединена с первой обмоткой (121) и во втором поперечном сечении содержит по меньшей мере один виток, при этом первое и второе поперечные сечения являются различными; устройство включает емкостный элемент, который вместе с узлом обмоток (120) образует резонансный контур.

Группа изобретений относится к способам создания электрофузионных соединений, предусматривающим неразрывность и воспроизводимость сварных соединений между электрофузионным фитингом и внутренним покрытием трубы (или отдельной трубой).

Изобретение относится к соединению труб. Соединение труб содержит по меньшей мере одну первую секцию (2) трубы и втулочную часть (5), в которую часть стыкового конца секции (2) трубы помещена таким образом, что втулочная часть (5) продолжается сверху секции (2) трубы на расстояние от стыкового конца секции трубы, который находится внутри втулки, и средство (7) нагревания, например провода сопротивления.

Группа изобретений относится к трубным соединениям. Муфтовая часть трубного соединения содержит камерное пространство, в которое два противоположных торца соединяемых вместе частей трубы помещаются, по существу, друг напротив друга так, что муфтовая часть простирается на расстоянии от точки соединения соединяемых вместе частей трубы сверху обеих частей трубы.

Группа изобретений относится к соединительным узлам. Соединительный узел для формирования соединения во вторичной встроенной системе между первой секцией вторичной трубы и второй секцией вторичной трубы и для размещения в ней первичного соединения.

Изобретение относится к компенсирующему элементу для соединения конструктивных деталей из плавкой пластмассы. .

Изобретение относится к соединительному устройству, которое предназначено для присоединения выполненной из волокнонаполненной пластмассы трубы или армированной пластмассовой трубы к последующей детали.

Изобретение относится к соединительным устройствам, прежде всего для соединения с силовым замыканием детали из многослойного волокнистого материала с другой деталью.
Изобретение относится к смеси материалов для уплотнительного профиля, в частности для оконных уплотнительных профилей и дверных уплотнительных профилей, а также к способам получения уплотнительных профилей и к строительным элементам, в частности к оконным элементам или для дверных элементов, которые содержат уплотнительный профиль.
Наверх