Zgrzewanie elektrooporowe rur PE - zasady dobrych praktyk

Metody montażu rurociągów z PE

 Obecnie stosowane są trzy metody łączenia rur PE :

• Zgrzewanie doczołowe
• Zgrzewanie elektrooporowe
• Łączenie mechaniczne (za pomocą kształtek zaciskowych, połączeń kołnierzowych, itp.)

Łączenie mechaniczne jest metodą w miarę prostą i nie wymaga szerszego omówienia.

Procesy zgrzewania doczołowego i elektrooporowego są niestety bardzo podatne na błąd ludzki, tak więc umiejętności zgrzewacza, jego doświadczenie, stosowanie dobrych praktyk i odpowiednich narzędzi ma ogromny wpływ na poprawne wykonanie połączenia. Następna bardzo ważna czynność to przygotowanie miejsca pracy.

Przygotowanie miejsca do zgrzewania

W przypadku zgrzewania w niskich temperaturach, niezbędne jest  rozłożenie nad miejscem zgrzewania namiotu ochronnego i za pomocą dmuchawy podniesienie temperatury powietrza w jego wnętrzu. Należy pamiętać aby dmuchawa nie powodowała wzbijania się kurzu, który mógłby zanieczyścić miejsce wykonywania zgrzewu.

Namiot ochronny jest także niezbędny podczas wykonywania zgrzewania w czasie  wietrznej pogody. Dobrą praktyką jest zamykanie przeciwległych końców łączonych odcinków rur korkami (np. tymi samymi, które są zakładane na końce rur u producenta w fabryce). Takie zamknięcie chroni łączone elementy przed dodatkowym chłodzeniem w wyniku przeciągu.

Niedopuszczalne jest zgrzewanie w czasie opadów deszczu lub śniegu. Jeśli jednak nie ma innej możliwości, miejsce wykonywania połączenia musi być zabezpieczone namiotem ochronnym a łączone elementy suche. Wilgoć przyspiesza chłodzenie łączonych elementów, a dodatkowo, w przypadku bardzo dużej wilgotności cząsteczki pary wodnej mogą zostać zamknięte pomiędzy zgrzewanymi produktami. Prowadzi to do tworzenia się pustych przestrzeni, które mają negatywny wpływ na jakość wykonywanego zgrzewu.

Reasumując miejsce zgrzewania musi mieć odpowiednią temperaturę, nie może występować kurz ani wiatr, musi być suche i czyste na tyle, na ile jest to możliwe w warunkach terenowych. Bardzo ważne jest samo umiejscowienie zgrzewarki. Nie może stać na nierównościach, w wysokiej trawie, błocie itp. Dobrą praktyką jest ustawienie zgrzewarki na twardym podłożu (w przypadku zgrzewania doczołowego to konieczność), a jeśli go brak to na drewnianej lub metalowej płycie.

Pod elementy zgrzewane dobrze jest podłożyć folię lub inny materiał. W ten sposób chronimy miejsce zgrzewania przed kurzem oraz dodatkowym chłodzeniem "od spodu".

Zgrzewanie doczołowe

Zgrzewanie doczołowe to technologia, która w największym skrócie polega na ogrzaniu czół dwóch łączonych elementów w odpowiednim czasie do odpowiedniej temperatury, następnie dociśniętych do siebie hydraulicznie lub mechanicznie i wystudzonych przez odpowiedni czas w celu uzyskania dobrej jakości połączenia. Szczegółowy opis procesu zgrzewania znajdziemy w wielu publikacjach producentów rur, kształtek i zgrzewarek. W tym opracowaniu chciałbym skupić się na właściwym przygotowaniu samego miejsca zgrzewania, przygotowania elementów do zgrzewania i dobrych praktykach na placu budowy.

Warunki, w jakich przeprowadza się zgrzewanie doczołowe, mogą być bardzo różne. Zależą od pory roku oraz miejsca wykonywania zgrzewania. Zgrzewanie w temperaturach wyższych niż 30 stopni Celsjusza powoduje powstanie nieznacznie większej wypływki.

Więcej zagrożeń niesie ze sobą zgrzewanie w temperaturach niższych (zwłaszcza poniżej 0 stopni C). Wynika to z szybszego, niż w normalnych warunkach, chłodzenia nagrzanych powierzchni, zmniejszonej elastyczności polietylenu i jego zmniejszonej udarności. Szybsze chłodzenie nagrzanych powierzchni sprawia, że tzw. czas przestawienia, w którym powinniśmy odsunąć nagrzane końce rur, lub łączonych elementów od płyty grzewczej, usunąć płytę i docisnąć elementy do siebie, ulega skróceniu. Ważne jest utrzymywanie w czystości powierzchni styku płyty grzewczej. Do czyszczenia używajmy specjalnych płynów i ręczników papierowych.

Metody zgrzewania doczołowego nie wolno stosować do łączenia rur zwijanych w kręgi. Są to zazwyczaj rury o stosunkowo małej grubości ścianki, a dodatkowo odkształcenia, jakim one ulegają na skutek pozostawania w zwoju utrudniają uzyskanie poprawnego zgrzewu.

Techniką zgrzewania doczołowego można łączyć elementy o tej samej średnicy nominalnej, tej samej grubości ścianki i tej samej grupie MFI. Jeżeli zachodzi potrzeba  połączenia dwóch elementów o tej samej średnicy nominalnej, lecz różnej grubości ścianki, to takie połączenie można wykonać elektrooporowo (będzie to miało wpływ na ciśnienie robocze rurociągu).

Sam proces przygotowania łączonych elementów do zgrzewania doczołowego można opisać następująco:

1. Sprawdzić  stan zgrzewarki  i narzędzi niezbędnych do wykonania procesu zgrzewania. Zgrzewarka powinna posiadać świadectwo kalibracji nie starsze niż 12 miesięcy. Płyta grzewcza nie może mieć ubytków w powłoce grzejnej, ruchome elementy muszą pracować bez oporów, nie ma wycieku oleju hydraulicznego, instalacja elektryczna nie jest zniszczona i nie ma zagrożenia porażenia prądem. Jeśli zgrzewarka ma być zasilana z generatora prądu należy sprawdzić stan techniczny generatora oraz poziom paliwa.
2. W razie potrzeby ustawić namiot ochronny i dmuchawę ciepłego powietrza.
3. Oczyścić końce łączonych elementów z błota, kurzu, itp. Następnie oczyścić z użyciem specjalnego płynu. Czyszczenia dokonać ręcznikiem papierowym.
4. Zamocować łączone elementy w uchwytach zgrzewarki.Rury mocujemy zawsze w jednakowej pozycji: napisem ku górze. Ułatwi to odczyt napisów a ponadto przy łączeniu rury z rurą gwarantuje ograniczenie do minimum wpływu owalizacji rury na jakość zgrzeiny (dopuszczalna owalizacja rury wynosi 1,5%).
5. Zmierzyć ciśnienie przemieszczania elementu zamocowanego w ruchomym uchwycie. Jeśli  używamy zgrzewarki manualnej bez rejestratora - wpisać tą wartość do karty zgrzewu. Dla zmniejszenia oporów ruchu rury winny być układane na sprawnych podporach rolkowych.
6. Oczyścić powierzchnie tnące struga, wstawić strug pomiędzy łączone elementy i splanować obie powierzchnie (nie ma potrzeby strugania kształtek wykonanych metoda wtryskową pod warunkiem, że były odpowiednio przechowywane). Powierzchnie planujemy do momentu uzyskania minimum 3 cienkich zwojów na obu końcach. Celem tej operacji jest uzyskanie równoległości łączonych powierzchni oraz usunięcie zdegradowanego polietylenu.
7. Powoli odsunąć łączone elementy od struga, wyjąć i odstawić strug do stojaka zgrzewarki (wyjąć dopiero po zatrzymaniu się obracających noży!).
8. Usunąć powstałe wióry nie dotykając powierzchni czołowych łączonych elementów.
9. Sprawdzić i ustawić ciśnienie zgrzewania (parametry zgrzewania są dostarczane wraz z instrukcją obsługi zgrzewarki lub od producentów rur).
10. Dosunąć do siebie i docisnąć pełnym ciśnieniem łączone elementy aby sprawdzić ich wzajemne przyleganie. Szczeliny wynikające z obróbki nie powinny być większe niż 0,5 mm.
11. Sprawdzić czy łączone elementy są zamontowane współosiowo, przesunięcie współosiowości nie może przekaraczac 10 % grubosci ścianki łączonych elementów.
12. W razie konieczności wycentrować łączone elementy śrubami dociskowymi zgrzewarki. Jeśli w wyniku centrowania szczelina pomiedzy łączonymi elementami zwiększy się powyżej 0,5 mm przeprowadzić ponowne struganie (powtórzyć czynności od 6 do 11).
13. Przeprowadzić proces zgrzewania zgodnie z instrukcjami zgrzewania. Instrukcja dołączona do zgrzewarki, wytyczne producenta rury, itp.
14. Przeprowadzić kontrolę jakości zgrzewu doczołowego.Kontrola zgrzewu polega na oględzinach geometrii wypływki.

Niestety nie jesteśmy w ten sposób sprawdzić czystości łączonych powierzchni, dlatego tak duża odpowiedzialność spoczywa na osobach wykonujących proces zgrzewania. Od ich odpowiedzialności i świadomości, jak istotne jest właściwe przygotowanie miejsca zgrzewania i przeprowadzenie procesu „zgodnie ze sztuką” zależy efekt końcowy, czyli trwałe połączenie.

Celowo nie opisuję szczegółowego procesu zgrzewania, gdyż nie to jest tematem tego referatu. Moim celem jest skupienie sie na dobrych praktykach, które jeśli będą stosowane na placu budowy, to zgrzewanie PE będzie w miarę łatwe i przyjemne a efekt końcowy zadowalający dla wykonawcy i inwestora.