GLYNWED s.r.o.

Návod na polyfúzní svařování

Video postup montáže

Videonahrávku montáže si můžete stáhnout zde.

Podstata spoje

Polyfúzní svařování je tepelné spojování připraveného potrubí a tvarovek. Velmi zjednodušeně se jedná o svařování natavením svařovacích ploch komponentů "podélných s osou potrubí", které se spojí dohromady a nechají vychladnout. Vznikne tak homogenní spoj o velmi vysoké pevnosti. Toto svařování nemá žádný vliv na chemickou odolnost polypropylenu a nesnižuje vnitřní tlakovou odolnost potrubí a tvarovek.

Potřebné vybavení k polyfúznímu svařování

1. Elektrická svářečka (ruční nebo stolní) opatřená svařovacími nástavci (žhavící trny a hrdla) pro potřebné dimenze, včetně pohyblivého elektrického přívodu (kabel).
2. Dotykový teploměr raději i v případě, že svářečka je vybavena automatickým regulátorem teploty.
3. Speciální nůžky nebo kolečkový řezák, v případě nouze pilku na železo.
4. Speciální kalibrovací nástroj pro sražení hran.
5. Ostrý kapesní nůž s krátkou čepelí.
6. Hadr z nesyntetického materiálu (případně měkký nebarevný papír).
7. Odmašťovač (např. Tangit).

Kontrola a výběr materiálu

Před započetím práce důkladně prohlédněte veškerý materiál. Materiál, na kterém naleznete výrazné propadliny, vypoukliny, bubliny, zalisovaná cizí tělíska apod. vyřaďte!!! To se týká především vnitřního povrchu objímek tvarovek a vnějšího povrchu konců trubek a tvarovek určených ke svařování.

Příprava nářadí

1. Před svařováním zkontrolujte, zda jsou dobře vyčištěné nástavce svářečky a upevněte je do topného článku (zrcadla) svářečky.

   

   Obrázek 1: Topný článek (zrcadlo) s trnem a pouzdrem (hrdlem) pro ruční hrdlové svařování.

   

   Obrázek 2: Trn a pouzdro zvolte podle dimenzí, které se budete svařovat a upevněte na základní těleso svařovacího zrcadla.

2. Pomocí regulátoru nastavte svářečku na příslušnou teplotu 250°C - 270°C a zapojte do sítě. Doba nahřívání se řídí podmínkami okolního prostředí - pro zjednodušenou orientaci viz tabulku 3. Se svářečkou pracujte, až se pomocí LED-diody a dotykového teploměru ujistíte, že je svářečka dostatečně nahřátá.
3. Zkontrolujte jedním nebo dvěma řezy na zkušební trubce správnou funkci speciálních nůžek nebo řezacího kolečka. Při kontrolním řezání nesmí dojít ke zmáčknutí vnějšího průměru trubky. Pokud k tomu dojde, je třeba nářadí upravit, nabrousit nebo vyměnit.

Vlastní postup svařování

1. Naměřte potřebnou délku trubky a proveďte řez. Potrubí musí být správně a rovně seříznuto kolmo k jeho ose. Pokud používáte pilku na železo, očistěte nožem okraj trubky od otřepů.

   

2. Sražte hrany a pokud je to nutné, mechanicky oloupejte trubku. Tloušťka pro oloupání trubky a hloubka zasunutí musí, stejně jako velikost sražení hrany, odpovídat údajům v níže uvedené tabulce 1. Hrana trubky má být v úhlu 15° a má za účel zabránit nežádoucímu hrnutí materiálu při zasouvání trubky do objímky. Sražení hran se provádí buď soustružením nebo použitím speciálního kalibrovacího nástroje.

   
   
   

   Vnější průměr trubky d (mm)	Průměr trubky po oloupání d (mm)	Délka sražené hrany (mm)	Hloubka sražení (mm)
   20	19,85 - 19,95	16	2
   25	24,85 - 24,95	18	2
   32	31,85 - 31,95	20	2
   40	39,75 - 39,95	22	2
   50	49,75 - 49,95	25	2
   63	62,65 - 62,95	29	3
   75	74,65 - 74,95	33	3
   90	89,65 - 89,95	37	3
   110	109,55 - 109,95	43	3

   Tabulka 1: Údaje pro přípravu potrubí k hrdlovému svařování.

3. Povrch hrdla a trnu svářečky pečlivě očistěte. Nejlépe je použít čistící prostředek doporučený výrobcem svařovaného materiálu z našich zkušeností to mohou být např. chlormetan, triochlorethylen, ethylalkohol, isopropylalkohol a další.

   

4. Označte na části trubky, určené ke svařování, hloubku zasunutí podle tabulky 2. Pamatujte, že konec trubky nesmí být dotlačen až do konce hrdla tvarovky. Musí zde zůstat mezera min. 1mm. Doporučujeme označit i pozici tvarovky na trubce viz obrázek 10.
   
   

   d	20	25	32	40	50	63	75	90	110
   Hloubka zasunutí trubky (mm)	14	15	17	18	20	26	29	32	35

   Tabulka 2

   

5. Pečlivě očistěte také povrch trubky a tvarovky od zbytků nečistot a mastnoty, v místech, které jsou určeny ke svařování. Bez odmaštění není zaručena spolehlivost provedeného svaru.

   

6. Zkontrolujte dotykovým teploměrem (nebo jiným speciálním měřičem), zda jsou svařovací nástavce dostatečně předehřáté a pakliže ano, začneme s nahříváním svařovacích komponentů. Nejprve nasuňte tvarovku na trn a zkontrolujte není-li příliš volná. Tvarovku, která se na trnu viklá, vyřaďte! Po tvarovce zasuňte do nahřívacího hrdla trubku, až po označené místo. Pro těsnost trubky platí totéž, co pro tvarovku. Držte oba díly po celou dobu nutnou k ohřevu (viz tabulka 3). Pro správné provedení svaru doporučujeme sílu stěny trubky nad 2mm, dle tlakových tříd: Do d50 = PN16 a PN10; nad d63 = PN16, PN10 a PN6.

   
   
   

   d	min. síla stěny (mm)	čas ohřevu (s)	čas svařování (s)	čas chladnutí (s)
   20	2,5	5	4	2
   25	2,7	7	4	2
   32	3,0	8	6	4
   40	3,7	12	6	4
   50	4,6	16	6	4
   63	3,6	24	8	6
   75	4,3	30	8	6
   90	6,1	40	8	6
   110	6,3	50	10	8

   Tabulka 3: Parametry pro polyfúzní svařování PP (podle DVS 2207 část 11).

7. Po uplynutí potřebné doby ohřevu se objeví výronek. V tomto momentě sejměte oba díly, co nejrychleji je vzájemně sesaďte a podle předem označené délky zasunutí a pozice tvarovky tlakem spojte.

   

   Obrázky 9 a 10: Trubku ve tvarovce neotáčejte a oba svařované komponenty souose vyrovnejte.

8. Oba díly, v zafixované pozici a pod odpovídajícím tlakem (bez napětí), nechte cca 15 sekund za běžné teploty ochladit. Sečtete-li časy ke svařování a k ochlazení v tabulce 3, dostanete minimální čas, jaký je třeba fixovat oba spojované díly k vytvoření pevného spoje. Neurychlujte žádným způsobem ochlazovací proces po sváření (proudem vzduchu či chlazení vodou apod.) Po dobu svařovacího času můžete provádět korekci úhlu spojení, pro získání sousososti - max.5°.
9. Zkoušejte potrubní systém na tlak a těsnost až po vychladnutí posledního svařovaného spoje.

Návod na svařování na tupo

Podstata spoje

Svařování "na tupo" je tepelné spojování předem připravených trubek a tvarovek. Velmi zjednodušeně se jedná o svařování natavením svařovacích ploch komponentů "kolmých k ose potrubí", které se spojí dohromady a nechají vychladnout. Vznikne tak homogenní spoj o velmi vysoké pevnosti. Toto svařování nemá žádný vliv na chemickou odolnost svařovaného materiálu a nesnižuje vnitřní tlakovou odolnost potrubí a tvarovek.

Níže popsané pracovní kroky jsou pouze informativní. Prováděcí personál musí mít odpovídající zaškolení a musí mít znalosti o materiálu, svářecích přístrojích, stejně jako o platných předpisech a pracovních postupech.

Potřebné vybavení ke svařování na tupo

1. Elektrická svářečka, včetně pohyblivého elektrického přívodu (kabel).
2. Dotykový teploměr raději i v případě, že svářečka je vybavena automatickým regulátorem teploty.
3. Speciální nůžky nebo kolečkový řezák, v případě nouze pilku na železo.
4. Speciální kalibrovací nástroj pro sražení hran.
5. Ostrý kapesní nůž s krátkou čepelí.
6. Hadr z nesyntetického materiálu (případně měkký, nebarevný papír).
7. Odmašťovač (např. Tangit).

Základní příprava

Pro dobrou kvalitu sváru dbejte následujících pokynů:

1. Svařování provádějte, je-li teplota okolí mezi +5°C až +40°C. Vnější povětrnostní vlivy mohou negativně ovlivnit výsledek svařování. V takovém případě nesvařujte nebo použijte vhodná ochranná opatření.
2. Zvláštní péči věnujte důkladné kontrole svařovaných dílů. Vždy prověřujte rozměry (např. vnější průměr, sílu stěny potrubí a tvarovek, ovalitu).
3. Kontrolujte svařovací teplotu žhavících elementů (žhavícího zrcadla) pomocí teploměru. Tato měření opakujte vždy po 10 minutách od dosažení požadované teploty. Je to důležité proto, aby svářecí přístroj mohl všechny požadované plochy řádně předehřát. Teplota komponentů svářecího přístroje se musí pohybovat v závislosti na síle stěny trubky / tvarovky mezi +190°C a +210°C (viz Tabulka 1).
   
   

   Síla stěny (mm)	4	6	8-12	14-20,5
   Teplota topného článku (oC)	210	205	200	195

   Tabulka 1: Teplota žhavících elementů v závislosti na síle stěny trubky / tvarovky.
4. Kontrolujte povrch žhavících elementů, aby nebyl poškozen a čistěte jej nebarevným měkkým papírem bez vláken nebo hadrem, který nepouští chlupy, za pomoci vhodného čistícího prostředku.
5. Provádějte pravidelnou kontrolu funkčnosti svářečky.
6. Kontrolujte upínací elementy svářečky, aby bylo zajištěno souosé vyrovnání svařovaných dílů, stejně jako paralelnost svařovacích ploch.
7. Vypočítejte kinetický tlak, resp. požadovanou kinetickou sílu, ke které přičtěte předem určenou spojovací sílu, resp. spojovací tlak (důležité při svařování trubek a tvarovek větších rozměrů).
8. Provádějte kontrolu funkčnosti měřících přístrojů (manometrů a časoměřičů).
9. Prověřujte, zda svařované trubky a/nebo tvarovky odpovídají stejné tlakové řadě SDR.

Příprava materiálu

1. Očištění povrchu: Před upevněním a vyrovnáním dílů, které budete svařovat, odstraňte všechny stopy nečistot (olej, mastnota, prach apod.), jak na vnějších, tak na vnitřních plochách svařovaných komponentů. Použijte čistý měkký papíru (nebarevný, bez vláken) nebo hadr, který nepouští chlupy a čistící prostředek. Doporučujeme použít výrobci nabízené produkty jako jsou chlormetan, triochlorethylen, ethylalkohol, isopropylalkohol a další, které jsou k tomuto účelu vhodné.
2. Správně a pevně upněte trubku a/nebo tvarovku tak, aby přesazení osy nepřesáhlo 10% síly stěny.

   

Mechanické opracování svařovaných ploch

1. Svařované (čelní) plochy mechanicky opracujte pomocí rovinného loupacího přístroje. Dosáhnete tak nejen rovinnosti spojovacích ploch, ale také odstraníte zoxidované povrchové vrstvy obou svařovaných součástí. Po odstranění této vrstvy nesmí činit mezera (přesah podélné osy) mezi spojovanými plochami více než 0,5 mm. Loupací proces je ukončen, když na obou součástech, které se mají svařovat, je nepřerušovaný souvislý kruhový pás. Sledujte hoblovaný pás při opracovávání průběžně. Zabráníte tak případné chybě v úbytku materiálu.
2. Po vyjmutí loupáku odstraňte případné zbytky odštěpků z oblasti svařování. Pokud nelze jinak, použijte speciální nůž nebo škrabku. Vyhněte se znečištění připravovaných svařovacích ploch i dotyku rukou. Pokud nenásleduje svařování okamžitě po mechanickém opracování, otřete svařovací plochy znovu papírem či hadrem pomocí čističe. Odstraníte tak případné, v mezidobí usazené, nečistoty.

   

Vlastní proces svařování

Svařování trubek a /nebo tvarovek metodou na tupo prováděné pomocí kontaktního topného elementu musí být přesné a musí respektovat různé fáze níže zobrazeného svařovacího cyklu.

Síla stěny trubky nebo tvarovky	Přibližná výška lemu svaru	Čas předehřevu	Čas k odstranění topného tělesa (přechodový čas)	Čas k dosažení potřebného tlaku	Čas ochlazování pod tlakem p=0,10 N/mm2
(mm)	(mm)	(s)	(s)	(s)	(min)
2 - 3,9	0,5	30 - 65	4	4 - 6	4 - 6
4,3 - 6,9	0,5	65 - 115	5	6 - 8	6 - 12
7,0 - 11,4	1,0	115 - 180	6	8 - 10	12 - 20
12,2 - 18,2	1,0	180 - 290	8	10 - 15	20 - 30
20,1 - 25,5	1,5	290 - 330	10	16 - 20	30 - 40
28,3 - 32,3	1,5	330 - 440	12	21 - 25	40 - 50
34,7 - 40,2	2,0	440 - 490	14	25 - 35	50 - 60
41 - 50	2,5	490 - 550	16	35 - 45	60 - 70

Tabulka 2: Svařovací parametry pro PP svařování na tupo (dle DVS 2207 díl 11)

1. Přizpůsobení a předehřátí V této fázi přitiskněte na topné těleso díly, které chcete svařovat, a tlačte je pod tlakem rovným součtu tlaků p1+ pt do té doby, než se na povrchu objeví stejnoměrný výronek. Tlak vzniklý na kontaktních plochách svařovaných dílů, musí odpovídat specifickému svařovacímu tlaku 0,1 N/mm2. Tlak pt odpovídá kinetickému tlaku, který je přímo úměrný velikosti svařovaných dílů a jejich hmotnosti. Tento tlak brání volnému pohybu suportu, na kterém je namontováno upínací zařízení a je možné jej odečítat přímo na manometru upevněném na přístroji. Hodnota pt nesmí překročit tlak p1, v opačném případně musí být použito pomocné zařízení, které pohyb trubky usnadní.

   

2. Ohřev Po objevení výronku tlak snižte (na cca 10% tlaku vyrovnávacího). Tím materiál optimálně prohřejete, aniž by došlo k jeho poškození.
3. Přechodový čas Přechodovým časem označujeme dobu mezi sejmutím zrcadla z oblasti svařování a spojením obou svařovaných dílů. Zde postupujte co možná nejrychleji a bez poškození svařovaných ploch, jelikož teplota v oblasti nahřátí klesá o 17°C během 3 sekund.
4. Spojení Stlačte k sobě oba nahřáté konce dílů. Přítlačný tlak vyplývá z výrobcem udaného svařovacího tlaku, který se postupně zvyšuje a z vypočítaného kinetického tlaku: p5 + (pt + p5) = p1
5. Svařování Přítlačný tlak musí být po celou dobu svařování (t5) konstantní.

   

6. Ochlazování Po ukončení svařování snižte přítlak na nulu a svar nechte zchladnout. Podle síly stěny a druhu montážního prvku můžete část této ochlazovací fáze provádět mimo svářečku. V každé fázi ochlazovacího procesu je však vyloučeno jakékoli mechanické zatížení spojovaných dílů. Zchlazovací čas odpovídá minimálně času svařovacímu (t5).
7. Zkoušky kvalita sváru Svary se dají zkoušet destruktivní nebo nedestruktivní metodou. První metoda vyžaduje speciální přístroj a má za následek zničení sváru. Kvalita svarového spoje může být samozřejmě zkontrolována i bez zvláštních přístrojů.

Vizuální kontrola je nejjednodužší metoda přezkoušení sváru bez jeho poškození. Touto metodou, která vyžaduje zkušenosti v práci se svařovací technikou a materiálem, se kontroluje podle následující kritérií:

1. výronek musí být po celém obvodu stejný;
2. zářez mezi výronky musí ležet nad vnějším průměrem svařovaných elementů;
3. ve výronku nesmí být viditelná žádná dutina, prach nebo jiné znečištění;
4. nesmí být viditelné žádné rýhy;
5. povrch výronku nesmí být příliš lesklý, to by mohlo upozorňovat na spálení materiálu;
6. vyosení svařených součástí nesmí být vyšší, než 10% jejich tloušťky.

NEDOSTATKY	MOŽNÉ PŘÍČINY
nerovnoměrný výronek po obvodu trubky	čelní plochy nejsou opracované, nerovnoměrný vstup tepla, nerovnoměrný spojovací tlak
příliš malý výronek	chybné nastavení svařovacích parametrů (teplota, spojovací tlak, svařovací čas)
příliš hluboký vrub mezi výronky	teplota a tlakové hodnoty jsou příliš nízké
příměsi na povrchu výronku	nedostatečné očištění svařovaných kontaktních ploch
rozpraskaný povrch svaru	příliš vysoká vlhkost materiálu, příliš vysoká vlhkost vzduchu při sváření
lesknoucí se povrch výronku	přehřátí během svařování
vyosení o více než 10%	chybné vyrovnání nebo přílišná ovalita svařovaných dílů

Tabulka 3: Hlavní chyby, které mohou být rozpoznány vizuelní kontrolou.

Dodatky

Potrubní díly z PP-H mohou být snadno svařovány s adekvátními díly vyrobenými z PP-R. Přestože je rozdíl v hodnotách MRS (MRS se dá volně přeložit jako minimální garantovaná odolnost materiálu), mohou být oba typy PP zatíženy stejným vnitřním tlakem. To umožňuje dosazovat pro oba typy PP materiálu odlišné koeficienty bezpečnosti. Pro PP-H (100) se počítá s minimálním součinitelem (SF = 1,6) a pro PP-R (80) s (SF = 1,25).

MRS je nejnižší garantovaná hodnota pro minimální pevnost materiálu: Zjišťuje se více dlouhodobými zkouškami materiálu zatížením různými vnitřními tlaky za použití vody jako zkušebního media, při různých zkušebních teplotách. Výsledky se hodnotí známkou, která udává kvalitu materiálu pro životnost 50 let při teplotě média 20°C. Porovnáním známek jednotlivých materiálů získáte poměr jejich životností při stejném zatížení (např. materiál PP-R, s MRS hodnocením známkou 8, vydrží v daných podmínkách o 25% méně než materiál PP-H s MRS hodnocením známkou 10. Výpočty např.: 10 - 8 = 2 = 25% z 8; nebo 8 : 10 = 100% : 125% rozdíl = 25%).

Vedle hodnoty MRS se udává ještě poměr mezi průměrem potrubí a sílou stěny. Tyto hodnoty jsou obsaženy v SDR (standardní ukazatel dimenze) a s tím spojené klasifikaci potrubních sérií s novým označením ISO-S, které nahrazuje pojem "PN". Podle předloh ISO/DIN 15494-1 určuje kombinace typu PP (PP-H nebo PP-R) právě platný koeficient bezpečnosti (1,6 nebo 1,25) a SDR-řada určuje dovolené vnitřní tlakové zatížení (dříve -"PN").