فهرست

عنوان صفحه

نكاتي مهم در مورد جوشكاري الكتروفيوژن ............................................................ 4

اصول كلي انبار‌داري، نگهداري، حمل و نقل اجناس پلي اتيلن.................................... 17

بازرسي و كيفيت جوشكاري ................................................................................. 27

طريقة تعمير و جمع‌آوري علمك‌هاي پلي اتيلن........................................................ 37

نحوه تعميرات شبكه‌هاي پلي اتيلن.......................................................................... 45

معرفي دستگاه P2000 ....................................................................................... 72

«نكاتي مهم در مورد جوشكاري الكتروفيوژن»

متن ارائه شده ذيل در ارتباط با مبحث جوشكاري الكتروفيوژن ميباشد كه با تكيه بر مشكلات حادث در كارگاههاي مختلف و بحث و بررسي پيرامون آنها با كارشناسان داخلي و خارجي نوشته شده است. بنابراين اكيداً توصيه ميشود نتايج و مباني ارائه شده به طور جدي به كار گرفته شود تا قادر باشيم حتي المقدر از هر گونه خلل و نقائص بعدي پيشگيريي كرده باشيم.

بر اساس شواهد موجود و نمونه‌هاي ارسالي به آزمايشگاه ري و مشكلات عنوان شده از طرف مناطق در تعداد قابل توجهي از جوشهاي الكتروفيوژن مواد مذاب به صورت غيرطبيعي از نشانگرهاي جوين (WELD INDICATOR) خارج شده و موجب بروز نگراني راجع به كيفيت جوش گرديده است. خروج غيرطبيعي مواد مذاب غالباً به صور ذيل بوده است:

- از هر دو نشانگر جوش مواد مذاب با حجم زياد بيشتر از حالت معمول خارج شده‌اند.

- از يكي از نشانگرهاي جوش مواد مذاب با حجم زياد و بيشتر از حالت معمول خارج شده و از نشانگر جوش ديگر مواد مذاب كمتر از حالت طبيعي خارج شده، يا اصلاً خارج نشود.

- از هر دو نشانگر جوش در حد تقريباً طبيعي مواد مذاب خارج شده‌اند وي با هم متفاوت بوده كاملا متقارن نباشند.

در پي بررسي ، تجزيه و تحليل موارد فوق نتايج ذيل حاصل گرديده كه قابل عنايت و لازم الاجرا است:

الف-انجام عمليات جوشكاري الكتروفيوژن مستلزم رعايت دقيق شرايط آب و هوا و به خصوص دماي محيط ميباشد و آگاهي از اين نكته حائز اهميت است كه بويژه دماي بالاي محيط ميتواند اثرات تخريبي در كيفيت جوش الكتروفيوژن ايجاد نمايد چرا كه اصولاً در اين نوع جوشكاري. از طريق انرژي الكتريكي ايجاد شده در سيم پيچ حرارتي، مقدار گرماي لازم براي ذوب سطوح مورد جوشكاري بوجود مي‌آيد و معمولاً مقدار انرژي الكتريكي محاسبه شده مبتني بر يك دماي متعادل و معمولي محيط ميباشد و طبعاً در صورتيكه دماي محيط و به تبع آن دماي قطعات مورد جوشكاري بيش از حد معمول باشد مقدار انرژي محاسبه شدة قبلي بيشتر از نياز مي‌باشد و قادر به ذوب مقدار جرم بيشتري از پلي اتيلن بوده و نهايتاً مواد مذاب بيشتري از نشانگرهاي جوش خارج خواهد شد. بنابراين لازم است در شرايطي كه دماي محيط بالا بوده و هوا بيش از حد گرم ميباشد انرژي الكتريكي اوليه را كاهش داده و به ميزان صحيحي تعديل شود. چون انرژي الكتريكي مربوطه تابع قانون ژول مي‌باشد و از سه كميت زمان (t) و جريان (I) و مقاومت (R) فقط كميت زمان (t) در اختيار جوشكار ميباشد و كميتهاي جريان (I) و مقاومت (R) از پيش تعيين شده است و مربوط به دستگاه جوشكاري و نوع اتصال است، و مشخصاً ميزان كاهش زمان t متأثر از دماي محيط ميباشد.

طبق نظر شركت WAVIN محدودة قابل قبول دماي محيط براي جوشكاري الكتروفيوژن از تا است.

البته اين محدوده در ارتباط با اتصالات ساخته شده توسط همين شركت مطرح است لذا در مواقعي كه جوشكاري الكتروفيوژن با استفاده از توليدات اين شركت صورت مي‌پذيرد محدودة دمايي مزبور كاملاً قابل رعايت است. شركت نامبرده اعتقاد دارد در صورتيكه دماي محيط متجاوز از بشود لازم است به ازاي هر درجه سانتيگراد افزايش دما، نيم درصد زمان جوشكاري (FUSION TIME) كاهش يابد يا به عبارت ديگر به ازاي هر 10 درجه سانتيگراد افزايش دماي محيط نسبت به حد تعيين شده، 5 درصد (5%) زمان جوشكاري (FUSION TIME) كم شود. به عنوان مثال در صورتيكه مدت زمان جوشكاري در يك اتصال (FUSION TIME) در حد زمان 100 S ذكر شده باشد و دماي محيط باشد بر اساس محاسبه ذيل زمان جوشكاري ده درصد تقليل مي يابد و نتيجتاً 90 S خواهد شد.

افزايش دماي محيط نسبت به حد قابل قبول

تقليل زمان جوشكاري

درصد زمان جوشكاري

زمان جوشكاري جديد

البته فرمول فوق اختصاصاً مربوط به اتصالات شركت WAVIN ميباشد اما به صورت تقريبي در ساير اتصالات الكتروفيوژن نيز قابل استفاده است. لازم بذكر است اين رابطه در شرايط دماي سرد محيط (كمتر از ) قابل تعميم نيست و در چنين شرايطي بايستي با استفاده از چادر مناسب سعي شود كه دماي محيط و قطعات مورد جوشكاري در محدوده قابل قبول دمايي قرار نگيرد. در همين ارتباط لازم بذكر است كه اصولاً جوشكاري الكتروفيوژن بايستي در شرايط آب و هوايي نامناسب همچون باران، برف، طوفان، بادهاي تند و غبار با استفاده از چادر مناسب صورت گيرد.

ب- يكي ديگر از عوامل خروج مواد مذاب بطور غيرطبيعي از نشانگرهاي جوش، موضوع فاصلة موجود بين لوله و اتصال الكتروفيوژن است (در زمانيكه لوله در داخل اتصال فرورفته است). در بعضي از موارد قطر خارجي لوله بيشتر از حد معمول است و حتي پس از تراشيدن (به منظور برطرف كردن لاية‌ اكسيد) به خوي در داخل اتصال فرو نمي رود و پس از فرو رفتن در درون اتصال فاصلة بسيار كمي (كمتر از حد معمول) بين خود و اتصال فرو نمي رود و پس از فرو رفتن در درون اتصال فاصلة بسيار كمي (كمتر از حد معمول) بين خود و اتصال باقي مي گذارد كه قهراً در چنين شرايطي و در حين جوشكاري چون فضاي كمتري بين لوله و اتصال وجود دارد مواد مذاب بيشتر از حد معمول از نشانگرهاي جوش بيرون مي زند. براي رفع اين مسئله لازم است قطر خارجي لوله را با تراشيدن بيشتر،؟ به حد مناسب برسانيم بطوريكه لوله بدون مشكل وارد اتصال شود. البته دقت لازم بايستي اعمال شود كه تراشيدن بيشتر از حد معمول عمل نشود چون در اين صورت اولاً لوله در درون اتصال لق مي‌زند و ثانياً فاصله زياد بين لوله و اتصال نيز غير منطقي و نامناسب است و احتمالاً منجر به بيرون زدن مقدار كم مواد مذاب يا اصلاً برون نزدن مواد مذاب از نشانگرهاي جوش ميشود. بهر حال ملاك عملي در اين موضوع اين نكته ميباشد كه لوله بدون مشكل وارد اتصال شود و ضمناً در درون اتصال لق نزند.

ج-گاهي اوقات لوله در اثر اينكه تحت تأثير تابش نور مستقيم و يا گرما قرار گيرد دچار انبساط محيطي مي‌شود و طبعاً با توجه به ضريب انبساط حرارتي بالاي پلي اتيلن قطر خارجي آن بيشتر از حد معمول خواهد شد. در چنين مواردي نيز احتمالاً مشكل اشاره شده در بند (ب) بوجود خواهد آمد و لوله به سختي در درون اتصال وارد مي شود و به همين سبب پيشنهاد مي‌شود پس از برگشت لوله به دماي عادي و نتيجتاً انقباض محيطي لوله، عمل جوشكاري انجام شود.

د- در بعضي از مواقع لوله به صورت غيريكنواخت و نامناسب در درون اتصال داخل مي‌شود. بطوريكه بخشي از سيم پيچ درون اتصال را تحت فشار قرار مي‌دهد. تحت فشار قرار گرفتن سيم پيچ تا زمانيكه انرژي حرارتي اعمال نشده است مشكلي را ايجاد نميكند اما پس از اعمال حرارت و ذوب مطرح جوشكاري، به چسبيدن تعدادي از حلقه هاي سيم پيچ به يكديگر خواهد شد چرا كه پلي اتيلن اطراف پيچ پس از ذوب قادر به نگهداري و حفظ سيم پيچ نمي‌باشد و به مجرد ذوب شدن محيط اطراف سيم پيچ، حلقه هاي آن در صورتيكه تحت فشار باشند متراكم شده و بهم مي‌چسبند و اين موضوع در كيفيت جوشكاري اثر منفي و مخرب دارد.

عارضه ظاهري در اين وضع بدين ترتيب است كه مواد مذاب بيشتر از حد معمول در يكي از نشانگرهاي جوش بيرون مي‌زند و در نشانگر جوش ديگر مواد مذاب كمتر از حد معمول خارج ميشود علت را بدين ترتيب مي‌توان توجيه نمود كه اصولاً سيم پيچ در حالت طبيعي داراي مقاومت مشخصي ميباشند. حال فرض مي كنيم در اثر تنش نامناسب از طرف لوله، تعداد قابل توجهي از حلقه‌هاي سيم پيچي در حين جوشكاري بهم چسبند. به تبع اين موضع مقاومت كل سيم پيچ كم خواهد شد و چون ولتاژ اعمال شده به سيم پيچ از طريق دستگاه جوشكاري ثابت است بنابراين جريان موجود در سيم پيچ به همان نسبت زياد ميشود و به دنبال آن به لحاظ توان دوم جريان انرژي حرارتي ايجاد شده نيز بطور قابل ملاحظه‌ افزايش خواهد يافت. ضمن اينكه اين مقدار انرژي حرارتي افزايش يافته در بخشي از اتصال كه داراي سيم پيچ طبيعي و غير چسبيده است خود را نشان مي دهد و در آن قسمت از اتصال كه داراي سيم پيچ بهم چسبيده‌اند بدليل عبور جريان از يك مسير مستقيم و كوتاه (ناشي از تماس حلقه‌هاي سيم پيچ) اثري ندارد و احتمالاً حرارتي توليد نمي‌كند. لذا مي‌توانيم اين نتيجة كلي را بيان كنيم كه معمولاً در چنين شرايطي اولاً انرژي حرارتي كلي بيشتر ميشود و ثانياً كل انرژي حرارتي بيشتر شده فقط در بخش سالم سيم پيچ خلاصه ميشود و از اينرو در همان قسمت مواد مذاب بيشتر از نشانگر جوش تراوش كرده و در بخش متراكم و چسبيدة سيم پيچ مواد مذاب كمتر و يا اصلاً تراوش نمي نمايد.

البته اين حالت را مي توان به سادگي تشخيص داد و روش تشخيص به اين صورت است كه با اهم متر مقاومت سيم پيچ درون اتصال را پس از جوشكاري اندازه‌گيري مي‌گيريم و با مقاومت سيم پيچ درون يك اتصال سالم مقايسه مي‌كنيم. در صورتيكه مقاومت سيم پيچ درون اتصال جوش شده كمتر از سيم پيچ اتصال سالم باشد تشخيص صحيح مي‌باشد . لازم بذكر است اگر اختلاف در مقاومت اندازه‌گرفته شده در حدود %5 باشد قابل اغماض است و در صورتيكه اختلاف بيشتر از %5 باشد قابل ملاحظه و توجه است.

به منظور پيشگيري از چنين مواردي و بدليل رعايت اصول اوليه و زيربناي در جوشكاري الكتروفيوژن استفاده از گيره‌هاي مخصوص جوشكاري (CLAMPS) مؤكداً توصيه ميشود و قابل توجه است كه نه تنها گيره‌هاي مخصوص جوشكاري ممانعت از بروز چنين مشكلاتي مينمايد و به لوله كمك ميكند كه به طور مناسب و بدون اعمال تنش‌هاي نامناسب وارد اتصال گردد بلكه در خاصيت بارز ديگر به شرح ذيل نيز به همراه دارد:

1- كاربرد گيره‌هاي مناسب در حين جوشكاري الكترويوژن همشرازي اجزاء جوش را تضمين مينمايد و آنها را در يك راستا حفظ ميكند و بنابراين بدليل ايجاد توازن، از بوجود آوردن تنش‌هاي ناشي از انقباض و انبساط در حين جوشكاري و سرد شدن جلوگيري بعمل مي‌آورد.

2- استفاده از گيره‌هاي مخصوص موجب مي شود اجزاء جوش در طول مدت جوشكاري و سرد شدن كاملاً ثابت و بي حركت بمانند و بدين لحاظ فرصت كافي به مواد مذاب داده ميشود تا در جايگاه خود مجدداً سخت و سفت شوند.

با توجه به حساسيت كاربرد گيره‌هاي مخصوص جوشكاري به وضوح روشن است كه اقدام به جوشكاري الكتروفيوژن در هر ساير بدون استفاده از گيره كاملاً مردود و غيراصولي است و بكار گرفتن اين وسيله از واجبات محرز و محترم است. متأسفانه در بعضي از موارد ديده شده است كه جوشكاري بدون استفاده از گيره صورت گرفته است و جوشكار متصور است كه چون ظاهراً نقص و عيبي ملاحظه نمي‌شود پس جوش عاري از اشكال است لكن چنين تصورات خام، هميشه تبعات سوء و فجايع بزرگي در پي داشته است.

هـ - يكي از نكات مهم در جوشكاري الكتروفيوژن رعايت زمان سد شدن (COOLING TIME) مي باشد و عدم رعايت اين مهم، يقيناً كيفيت جوش را تحت الشعاع قرار داده و مخدوش مينمايند. معمولاً مدت زمان سرد شدن (COOLING TIME) متناسب با نوع تنش و نيروي وارده به محل جوشكاري است و نمي‌توان در تمام موارد (انواع تنش‌ها و نيروها) صرفاً به يك زمان ثابت (COOLING TIME) اكتفاء نمود بلكه حسب نوع و مقدار تنش و نيروي وارده ، زمان سرد شدن را مي توان تعيين كرد.

همواره روي اتصالات الكتروفيوژن همانطوريكه مدت زمان جوشكاري ذكر ميشود مدت زمان سرد شدن نيز (COOLING TIME) معين ميشود و اين مدت ذكر شده وي اتصال فقط براي به آرامي بيرون درآوردن اجزاء جوش از گيره (CLAMP) معين مي‌شود و اين مدت ذكر شده روي اتصال فقط براي به آرامي بيرون درآوردن اجزاء جوش از گيره (CLAMP) كافي است و در صورتي كه قرار باشد از گيره بيرون درآورده شود و جابجا و منتقل شود و تحت تنش هاي ديگر قرار بگيرد لزوماً طول مدت سرد شدن تا قبل از جابحائي، حمل و نقل و اعمال نيروهاي وارده بايستي افزايش بيابد.

بنابراين اگر قرار باشد فقط قصد آزاد كردن گيره ( به منظور انجام جوش بعدي) را داشته باشيم و هيچگونه تنش و نيرويي به اجزاء جوش وارد نشود حداقل لازم است مدت زمان سرد شدن قيد شده روي اتصال را رعايت كنيم و در غير اينصورت فراخور انواع و مقدار تنش و نيروي اعمالي، زمان سرد شدن (COOLING TIME) بر طبق جدول صفحه بعد تغيير ميكند:

مثلاً اگر قرار باشد محل جوشكاري را تحت آزمايش فشار (90 Psig= 6 bar) قرار دهيم باستي حداقل 2 ساعت از پايان زمان جوشكاري (FUSION TIME) بگذارد و بعد از آن آزمايش نشتي را شروع كرده و فشار كرده و فشار 90 psig را اعمال كنيم.

و- يكي از اصول اساسي و مهم در جوشكاري الكتروفيوژن رعايت تميزي و پرهيز از هر گونه آلودگي (رطوبت ، چربي، خاك و . . . ) در محل و سطوح جوشكاري است و به همين دليل سازندگان اتصالات الكتروفيوژن عموماً اتصالات را در كيسة پلاستيكي سربسته قرار داده و اين كيسة پلاستيكي بطور منفرد و يا با چند كيسة پلاستيكي ديگر در يك كارتن مقوايي ( كه مانع از ورد نور ميباشد) قرار مي‌گيرد. پرواضح است حكم استفاده از كيسه‌هاي پلاستيكي، آلوده نشدن سطح داخلي اتصال ميباشد و تا ماداميكه به منظور جوشكاري، لوله در داخل اتصال وارد نشده است نبايستي اتصال از درون كيسة پلاستيكي در بيايد. چرا كه امكان آلوده شدن سطح داخلي آن حتي با دست جوشكار وجود دارد. در همين راستا دليل نگهداري كيسه پلاستيكي حاوي اتصال در داخل كارتن يا جعبه (مانع عبور نور) ني ممانعت از تأثيرات مخرب و منفي اشعة ماورابنفش موجود در نور، اجناس پلي اتيلني است و لذا با قرار دادن اتصالات (موجود در كيسة پلاستيكي) درون كارتن مانع از برخورد نور به آنها مي‌شوند. از اينرو اتصالات الكتروفيوژن همواره بايستي در درون مقوا يا جعبه باقي بماند تا اينكه قرار شود مورد استفاده قرار گيرد و هنگام استفاده كه اجباراً از كار تن بيرون آورده مي‌شود لزومي ندارد از كيسة پلاستيكي درآيد تا اينكه كليه مقدمات جوشكاري صورت گرفته و هنگام فرو رفتن لوله در درون اتصال را بدون اينكه دست با سطح داخلي آن تماس پيدا كند از داخل كيسه پلاستيكي بيرون مي‌آورديم و اگر احياناً در حين خارج كردن اتصال از درون كيسة‌ پلاستيكي درآيد تا اينكه كليه مقدمات جوشكاري صورت گرفته و هنگام فرورفتن لوله در درون اتصال اجباراً اتصال را بدون اينكه دست با سطح داخلي آن تماس پيدا كند از داخل كيسه پلاستيكي بيرون مي‌آورديم و اگر احياناً در حين خارج كردن اتصال از درون كيسة پلاستيكي بطور ناخواسته دست با سطح داخلي اتصال تماس پيدا كند لازم است با دستمال پنبه اي (جنس طبيعي) آغشته به حلال مجاز (متيلن كلرايد،‌ استن،‌ الكل سفيد و . . . ) سطح داخلي را تميز كنيم.

در پايان خلاي از لطف نيست كه از تجارب كلية شركتهاي معظم پلي اتيلن،‌ گوشه‌اي مربوط به بحث ارائه شده به عنوان حسن ختام آورده شود. از تحقيقات بعمل آمده توسط متخصصين و شركتهاي دست اندر كار اينگونه بر مي آيد كه اكثر مشكلات در جوشكاري الكتروفيوژن معمولاً زماني رخ مي‌دهد كه جوشكاري قرار است در اوضاع سخت و دشوار صورت گيرد مثل: كانالهاي عميق، كانالهاي خيس، tie- ins ، جوشكاري لوله‌هاي بصورت كلاف (Coil) و . . . معمولاً در چنين شرايطي آلودگي و بروز عوامل مشكل آفرين محتمل است.

بر اساس همين تحقيقات ثابت شده است دلايل اصلي و مؤثر در شكل گرفتن جوشهاي سست و نادرست عبارت از موارد و عوامل ذي است:

1- آلودگي

2- تراشيدن نامناسب و ناكافي لوله

3- عدم استفاده از CLAMPS

4- نفوذ كم يا زياد لوله در اتصال

5- عدم استفاده از تجهيزات ويژه جوش لوله‌هاي كلافي (COIL)

و لذا ر پاية تجارب و شواهد كلي ميتوان اينگونه استنتاج نمود كه در جوشكاري الكتروفيوژن با وجودي كه دستور العمل بسيار ساده و روشن است لكن بي‌دقتي و عدم تبعيت از نكات ابتدائي و آسان جوشكاري ميتواند كيفيت كلي جوش را تحت تأثير قرار داده و آنرا ضايع نمايد. از اينرو ضروري است كليه دستورالعملها (ولو به ظاهر ساده و بي‌ اهميت) را دقيقاً اجراء نمائيم تا به سهولت به كيفيت بالاي جوشكاري الكتروفيوژن دست يابيم.