Сварка полиэтиленовых труб соединительными деталями с закладными нагревателями

Цель работы – выявить влияние основных параметров сварки на прочность сварного соединения. Изучить конструкцию установки для сварки труб при помощи деталей с закладными нагревателями.

Сущность процесса

Сварку при помощи деталей с закладными нагревателями можно применять для соединения труб любых диаметров и длины, а также для приварки к трубопроводу муфт, отводов, тройников, заглушек. Сварка производится при температуре от – 15 ºС до +35 ºС.

Суть технологического процесса сварки заключается в том, что встроенные в соединительную деталь закладные нагреватели за счет тепла, выделяемого при прохождении по ним электрического тока, разогревают место соприкосновения поверхности детали и трубы. В результате происходит плавление и смешивание материала поверхностных слоев. После естественного охлаждения образуется неразъемное соединение детали с трубой. Подвод тепловой энергии осуществляется в так называемой горячей сварочной зоне, где под воздействием высокой температуры (200 º С) происходит плавление полиэтилена. Холодные зоны муфты являются «запорным устройством», не допускающим выход расплавленного полиэтилена из зазора. В результате в области горячей зоны создается избыточное давление расплавленного полиэтилена с надежным сцеплением трубы и муфты. Все соединительные детали с закладными нагревателями снабжаются индикатором, который информирует о проведении процесса сварки. Блок управления сварочным процессом может выдавать распечатку процесса сварки с указанием технологических параметров сварки.

Установка для сварки труб

Сварочный аппарат «ТРАССА-М» предназначен для сварки с помощью полиэтиленовых фитингов (муфты, отводы, тройники, переходы, заглушки, седелочные отводы) с закладными электронагревателями напорных труб из полиэтилена, предназначенных для трубопроводов, транспортирующих горючие газы, воду жидкости и газообразные вещества.

Устройство аппарата.

Общий вид аппарата приведен на рис.8. Аппарат состоит из корпуса 7, сварочных кабелей 3, кабеля питания 8, кабеля устройства считывания штрихового кода 4.

Органы управления и индикации аппарата выполнены виде пленочной панели 8 и расположены на крышке 9 корпуса. Крышка герметично крепится винтами 13 к корпусу 7. Кнопки управления выполнены по пленочной технологии, В качестве цифрового индикатора (далее по тексту - ЦИ) используется 2-х строчный жидкокристаллический знакосинтезирующий индикатор.

К сварочному кабелю прикреплен защитный чехол 2, в котором размещается устройство считывания штрихового кода 1 (далее по тексту - сканер штрих-кода). Сканер штрих-кода предназначен для ввода в аппарат параметров сварки (стандарт штрихового кода сварки фитингов 2/5 в соответствии со стандартом ISO/TC138/SC5/WG12 ISO TR 13950).

Рис. 8. Общий вид аппарата «ТРАССА-М»

 

Сканер штрих-кода подключен к аппарату через кабель устройства считывания штрихового кода. В разъеме для соединения сканера с кабелем устройства считывания штрихового кода встроен датчик температуры для измерения температуры окружающей среды.

На передней панели корпуса под крышкой 10 расположен отсек, в котором хранятся интерфейсный кабель RS232, наконечники. Крышка герметично закрывает отсек и крепится к панели двумя винтами 12. На задней стенке отсека расположен разъем 11. Этот разъем применяется для выдачи протокола сварок по интерфейсному кабелю RS232 на персональный компьютер (далее по тексту - ПК).

Перенос аппарата осуществляется с помощью рукоятки 5. Под рукояткой располагаются кнопка ВЗП 14 и табличка "Зав ном" 15.

 

Технические характеристики

1.Выходное напряжение постоянного тока, В 14-48

2.Отклонение выходного напряжения от заданной величины (% от полусуммы пределов изменения выходного напряжения), В, не более ±2

3.Погрешность индекации выходного напряжения (% от полусуммы пределов изменения выходного напряжения), не более ±2

4.Максимальный ток нагрузки, А 100

5.Диапазон времени нагрева, сек 1-5940

6.Дискретность задания времени нагрева, сек 1

7.Отклонение времени нагрева от заданной величины, сек, не более 1

8.Диапазон сопротивлений применяемых закладных нагревателей, Ом 0,2-20

9.Ввод данных руч/автомат

10.Интерфейс пользователя рус/англ.

11.Погрешность часов реального времени (сек за сутки) не более ±10

12.Число сварочных циклов, одновременно хранимых в памяти, не более 1024

13.Время хранения информации в памяти, лет 10

14.Погрешность датчика контроля температуры окружающего

воздуха, град. С° ±1

15.Рабочий диапазон температуры окружающей среды, град. С° -10+40

16.Напряжение питания сети, В 187-242

17.Частота питающей сети, Гц 47-63

18.Потребляемая мощность при максимальной нагрузке, КВА не более 4,5

19.Габаритные размеры, мм, 420х325х170

20.Масса аппарата, кг не более 14,5

21.Степень защиты корпуса по ГОСТ 14254-96 1Р65

22.Средний срок службы, лет не менее 10

 

Работа аппарата.

Принцип работы аппарата заключается в формировании выходного напряжения постоянного тока заданной величины и времени для осуществления сварочного цикла, предписанного производителем фитинга.

Ввод параметров сварки (напряжение, время) выполняется вручную и автоматически. Вручную параметры вводятся с помощью кнопок и контролируются на ЦИ. Автоматический ввод параметров сварки осуществляется считыванием штрих-кода, нанесенных на карточки фитингов, сканером с возможностью контроля параметров на ЦИ.

Аппарат выполняет проверку подключенного фитинга с помощью измерения сопротивления его спирали и сравнения сопротивления с введенными данными. Если измеренное сопротивление соответствует введенному значению, то аппарат начинает процесс сварки, иначе процесс сварки не запускается.

В процессе сварки аппарат регулирует выходное напряжение на уровне заданного значения.

Если значение регулируемого напряжения превышает от предыдущего значения более чем на 5% от заданного времени сварки, но не более 3 секунд, то сварочный цикл прерывается (на индикаторе высвечивается надпись «Ошиб-

ка 3»).

Если входное напряжение питания превышает допустимый диапазон аппарата более чем на 5 секунд, сварочный цикл прерывается (на индикаторе высвечивается надпись «Ошибка 2»).

Если при длительной работе происходит перегрев сварочного аппарата более 70 С°, сварочный цикл прекращается (на индикаторе высвечивается надпись «Ошибка 1»).

В процессе сварки обеспечивается возможность экстренной остановки сварочного цикла нажатием кнопки «СТОП».

Контроль длительности сварки выполняется счетчиком длительности. При обнулении счетчика длительности, сварка завершается. Результаты проведённого сварочного процесса записываются в память в виде протокола. При необходимости просмотра, протокол сварок можно вывести на ЦИ или на ПК. Объем памяти протоколов сварок позволяет хранить до 1024 протоколов. При переполнении памяти, аппарат выводит сообщение на ЦИ о переполнении памяти. В этом случае необходимо вывести и сохранить протоколы сварок на ПК и стереть содержимое памяти протоколов.

 

Порядок работы

3.1.Алгоритм управления кнопками управления:

Нажатие на кнопку ◄ «ввод», вне зависимости от положения курсора, подтверждает, что параметры введены верно и можно перейти на следующий экран (быстрый переход) если параметр не находится в режиме редактирования.

Кнопка ▼ «вниз» перемещает курсор в пределах экрана между параметрами.

Кнопка ► «вправо» переводит параметр в режим редактирования.

Кнопка «ввод» сохраняет значение параметра, если параметр находится в режиме редактирования.

Кнопка ▲ «вверх» переход к предыдущему окну

По умолчанию в меню сохраняются параметры (даже если аппарат был выключен от сети питания), которые были заданы при последней сварки.

Включение аппарата.

Подсоединить вилку сетевого кабеля аппарата к источнику электроэнергии. Ваш аппарат оборудован электронной защитой от перенапряжения, поэтому необходимо кратковременно нажать на кнопку ВЗП, находящуюся под переносной ручкой.

ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ: ни в коем случае не удерживайте кнопку ВЗП более 2 сек. или не пытайтесь зафиксировать её, каким либо образом, т. к. при этом функция защиты заблокируется, аппарат может выйти из строя.

При включении аппарат формирует три прерывистых звуковых сигнала и на ЦИ выводится сообщение:

Трасса М t:+24 °C

ХХ/ХХ/ХХ YY:YY

где, t: +24 °С - температура окружающего воздуха в градусах, ХХ/ХХ/ХХ - число/месяц/год, YY:YY - часы: минуты, соответственно.

В случае, когда аппарат показывает после включения надпись:

НЕОБХОДИМА ПОВЕРКА

рекомендуется произвести метрологическую поверку на заводе изготовителе или в уполномоченном сервисном центре.

Аппарат готов к работе. Если температура окружающего воздуха выше плюс 40 °С, либо ниже минус 10 °С аппарат выдаёт непрерывно прерывистый звуковой сигнал, а на индикаторе цифровое значение температуры будет мигать. Продолжение работы в этом случае невозможно до установки допустимой температуры окружающего воздуха. При установлении температуры окружающего воздуха в диапазоне от минус 10 °С до плюс 40 °С звуковой сигнал выключиться и аппарат готов к работе.

ВНИМАНИЕ - датчик температуры окружающего воздуха располагается в защитном чехле сканирующего устройства. Поэтому для точных показаний температуры окружающей среды не располагайте чехол (он находится на сварочных кабелях аппарата) под открытыми лучами солнца. От этого будет также зависеть качество выполненных Вами сварок.