اتصالات جوش الکتروفیوژن را بیشتر بشناسیم

اتصالات جوش الکتروفیوژن چیست

اتصالات الکتروفیوژن  که در خطوط انتقال نفت، گاز، آب و فاضلاب برای جوشکاری لوله‌های پلی اتیلن مورد استفاده قرار می‌گیرد از جمله اتصالاتی است که به نقطه ذوب و جوش دهنده وابسته است و ضریب اطمینان بالایی دارد,

این روش اتصالات به قدری از اطمینان بالایی برخوردار است که در شبکه گاز رسانی کشور نیز از آن استفاده می‌شود. اگر می‌خواهید بیشتر با اتصالات جوش الکتروفیوژن آشنا شوید پیشنهاد می‌کنیم تا انتهای مطلب با ما همراه باشید.

تفاوت اتصالات جوش الکتروفیوژن با جوشکاری ذوبی حرارتی

تفاوت این اتصالات با جوشکاری‌های ذوبی حرارتی در شیوه گرم کردن آن‌ها است.  در جوشکاری ذوبی حرارتی برای گرم کردن سطح لوله و اتصالات پلی اتیلن از ابزارهای حرارتی استفاده می‌شود.

در حالی که در اتصالات جوش الکتروفیوژن گرما به صورت داخلی و به وسیله جریان الکتریکی ایجاد می‌شود. استحکامی که اتصال الکتروفیوژنی به وجود می‌آورد از جوشکاری ذوبی حرارتی بیشتر است.

مشخصات و ویژگی‌های اتصالات جوش الکتروفیوژن

همان طور که گفتیم اتصالات الکتروفیوژن همان عملیات جوشکاری است که اتصالات دقیقی در لوله‌ های پلی اتیلن به وجود می‌آورد. به علت انعطاف پذیری بالا و طول عمر زیاد این اتصالات از سال 1960 به بعد در خطوط انتقال گاز به کار برده می‌شود.

برای اتصال لوله‌های پلاستیکی نیز این اتصال می‌تواند روشی مطمئن باشد که به تجهیزات زیادی احتیاج ندارد و مقاومت اتصالات آن بسیار زیاد است. در واقع یکی از تفاوت‌های اتصالات جوش الکتروفیوژنی با سایر روش‌های جوشکاری در ایمنی بالای آن است.

این ایمنی بالا به خصوص در خطوط انتقال گاز بسیار اهمیت دارد. علاوه بر این سرعت بالای اتصال و تمیز بودن آن از دیگر ویژگی‌های این نوع جوشکاری است. با این حال محدودیت‌هایی هم در این روش اتصال وجود دارد، از جمله این که هزینه انجام آن بالا است و قطر لوله قابل اتصال به وسیله آن محدودیت دارد.

در اتصالات الکتروفیوژن برق مورد نیاز برای جوشکاری از طریق جعبه‌های کنترل‌‌ گر درونی تامین می‌شود. این جعبه‌ها برق را از منبعی دیگر دریافت کرده و تنظیمات لازم برای استفاده در جوشکاری را روی آن اعمال می‌کنند. عموما از ژنراتورها به عنوان منبع تغذیه در این روش اتصالات استفاده می‌شود.

انواع جوشکاری‌ در اتصالات جوش الکتروفیوژن

جوشکاری عموما با آتش پراکنی همراه است اما در اتصالات جوش الکتروفیوژن شرایط متفاوت است. همان طور که گفتیم در این روش از حرارت داخلی استفاده می‌شود. این حرارت از طریق اتصال برق به مواد رسانا به وسیله دستگاه جوش الکتروفیوژن تامین می‌شود.

در حالی که در جوشکاری‌های معمولی از یک دستگاه حرارت دهنده برای گرم کردن سطوح استفاده می‌شود. در مجموع جوشکاری به روش الکتروفیوژن بازدهی بالایی دارد و استحکام اتصالات در آن بیشتر از روش‌های معمولی است. لازم به ذکر است که ظرفیت و کاربرد لوله‌ های پلی اتیلن نیز در این روش تاثیر گذار است.

نکاتی برای رسیدن به یک جوشکاری خوب

• تمیز بودن سطح جوشکاری
• آزمایش کردن ابزارها و وسایلی که در اتصالات جوش الکتروفیوژن مورد استفاده قرار می‌گیرد.
• بررسی کردن عمود بودن سر لوله و اتصال
• توجه به جا به جا نشدن اجزای جوشکاری
• حذف شدن لایه اکسید به طور کامل از سطح جوشکاری به وسیله تراشنده خودکار
• استفاده کردن از ژنراتور خوب و باکیفیت

روش اتصال در جوشکاری‌ الکتروفیوژن

در گام اول برای اتصالات جوش الکتروفیوژن از انواع کوپلرها یا متصل کننده‌ها استفاده می‌شود. کوپلر قطعه‌ای است از جنس پلی اتلین که از لحاظ ظاهری به اتصالات لوله شناخته می‌شود.

درون این قطعه المنت‌ هایی وجود دارد و دو سر المنت برای اتصال به برق تنظیم شده است. دو طرف لوله‌ مدنظر باید توسط کوپلر پوشیده شود، درواقع کوپلر در اینجا نقش یک غلاف را ایفا می‌کند.

لازم است تا در ابتدا کوپلر به جریان برق متصل شود تا در نهایت بخش پلاستیکی ذوب شود. پس از آن حرارت لازم برای جوشکاری تامین می‌شود و دو سر اتصال شروع به ذوب شدن می‌کند.

سپس لازم است که محل اتصال سرد شود و گیره‌ های فلزی از قطعات جدا شود. برای اتصال الکتروفیوژنی به ابزارهایی مانند متر، نوار و… احتیاج داریم. علاوه بر این تجهیزاتی برای برش دادن لوله، مداد یا خودکار برای علامت گذاشتن، ابزارهایی برای خراش دادن، آچارهای مخصوص و همچنین لوازمی برای نگهداری لوله نیز مورد نیاز است. در فرآیند اتصال وجود یک ژنراتور برق قوی اهمیت بسیاری دارد.

روش ارزیابی کیفیت جوشکاری الکتروفیوژن

شیوه رایج برای بررسی و ارزیابی کیفی و فنی جوشکاری‌ الکتروفیوژن به کار گیری آزمون مخرب و استفاده از یک روش آماری و تصادفی است. اما با توجه به فاکتورهایی مانند فرآیند جوشکاری، متغیرها، مقاومت اتصالات، خطای تجهیزات، عوامل محیطی و… لازم است از یک آزمون غیر مخرب برای بررسی جوشکاری استفاده کرد. می‌توان برای تشخیص اتصالات ضعیف یا ناقص از روش آلتراسونیک فاز آرای استفاده کرد.

استفاده از شیوه‌های غیرمخرب می‌تواند تعداد آزمون‌های مخرب، زمان و هزینه مد نظر را کاهش بدهد و علاوه بر این ضریب اطمینان و دقت عملیات نیز در این شیوه افزایش پیدا می‌کند.

نکاتی برای فرآیند اتصال الکتروفیوژن

• حرارت باید به صورت یکنواخت پخش شود.
• میزان حرارت و فشار باید بررسی و کنترل شود.
• نباید تحت هیچ شرایطی به سیم پیچ کوپلر آسیبی وارد شود.
• زمان مناسب برای جوشکاری باید بررسی شود.
• باید زبری‌های سطح مورد نظر صاف شود و لوله به صورت کاملا عمود بر محور قرار بگیرد.
• لوله‌ها باید کاملا تمیز باشند.
• میزان ولتآژ و زمان جوشکاری باید به طور دقیق کنترل شوند.
• نقطه اتصال باید با دقت بررسی بشود.

برخی از آزمون‌های مخرب برای کنترل کیفیت اتصالات الکتروفیوژن

• آزمون فشار که با اعمال فشار داخلی به لوله‌‌های جوش خورده مقا مت آن‌ها را می‌سنجد.
• تجزیه و تحلیل جدایش نوار که در آن عمل جدایش توسط انبردست و به آهستگی صورت می‌‌گیرد و پلی اتیلن منطقه جوش باید کش بیاید.
• آزمون لایه برداری دوگانه که در آن، نمونه در دستگاه آزمایش کشش قرار می‌گیرد و پس از شکست نمونه میزان تافنس نقطه جوشکاری براساس یک فرمول مخصوص محاسبه می‌شود.
• آزمایش خمکاری نوار جوش که هدف از انجام آن ارزیابی میزان امتزاج اتصالات است.
• آزمایش لایه برداری که در آن از ناحیه جوش خورده لایه برداری می‌شود و جهت آزمایش مورد استفاده قرار می‌گیرد.

آزمایش‌های تجربی و بررسی‌های زیادی در زمینه تغییرات دما، فشار مذاب، تاثیرات زمان، فضای خالی بین لوله و کوپلر انجام شده است که مراحلی به شرح زیر دارد :

1. در این مرحله جوش هیچ استحکامی ندارد.
2. در این مرحله جوش تشکیل شده و اتصال به علت افزایش دمای جوش و نفوذ مولکولی، مستحکم می‌شود.
3. مرحله‌ی ثابت است که در آن استحکام اتصالات و انعطاف پذیری آن بدون تغییر باقی می‌ماند.
4. در مرحله آخر یعنی سرد کردن، پیوند بین اتصالات برقرار می‌شود و مولکول‌ها در دو طرف اتصال قفل می‌شوند تا جوش استحکام پیدا کند.

فاکتورهای تاثیر گذار بر فرآیند جوش الکتروفیوژن

• زمان ذوب که بر استحکام اتصالات جوش الکتروفیوژن موثر است.
• فضای خالی که هرچه کمتر باشد استحکام اتصالات کمتر خواهد بود و با افزایش آن استحکام اتصالات نیز افزایش می‌یابد. پس از این مرحله با افزایش بیشتر فضای خالی استحکام اتصال رو به کم شدن می‌رود.
• جنس لوله در توانایی اتصالات الکتروفیوژنی تاثیر زیادی دارد.

منبع تغذیه در اتصالات الکتروفیوژن

گرمای مورد نیاز برای جوشکاری الکتروفیوژنی از عبور جریان سینوسی از یک سیم پیچ مقاوم و با اعمال ولتاژی برابر با 39.6 ولت تامین می‌شود. پیش از این هم اشاره کردیم که جعبه‌های کنترل الکتروفیوژن تولید کننده جریان نیستند، بلکه جریان را از منبعی دیگر گرفته و آن را برای اتصال تنظیم می‌کنند. منبع اصلی یک اتصال الکتروفیوژن اصولا ژنراتور برق است.

مراحل انجام اتصال الکتروفیوژن

• آماده سازی لوله : بخش‌هایی از لوله که در جوشکاری حضور دارند باید کاملا تمیز شوند و مورد تراش قرار بگیرند.
• علامت گذاری لوله : محل مناسب برای جوش قطعات را روی لوله علامت بزنید.
• هم راستا سازی و مهار لوله: قطعه مد نظر برای اتصال را براساس توصیه‌های کارخانه روی لوله هم راستا و محکم نمایید و سپس روی گیره مهار کننده قرار بدهید.
• برقرار کردن جریان برق: جعبه کنترل گر را به منبع تغذيه وصل کنید تا جریان برق برقرار شود.
• خنک سازی: بعد از خنک شدن نقطه جوش، می‌توانید گیره‌ها را بردارید.
• ثبت اطلاعات: جعبه کنترل‌گر الکتروفیوژن پارامترهای اصلی جوش یعنی زمان، دما و فشار را بررسی می‌کند و به شما نشان می‌دهد. این پارامترها را ثبت کنید.

مزیت‌های اتصالات جوش الکتروفیوژن

• بالا بودن ایمنی در حین جوشکاری
• مقرون به صرفه بودن؛ نصب اتصالات الکتروفیوژن در کمترین زمان و به آسانی صورت می‌گیرد در نتیجه در طول پروژه در روند هزینه‌ها صرفه جویی خواهد شد.
• انعطاف ‌پذیری بالای این اتصالات از تاثیر عوامل جانبی، مانند زلزله می‌کاهد.
• بالا بودن طول عمر مفید
• پایین بودن میزان خطای انسانی در حین عملیات

معایب اتصالات جوش الکتروفیوژن

این اتصالات با وجود تمام مزایایی که بازگو کردیم دو ایراد کلی هم دارند:

اول این که اتصالات الکتروفیوژنی در لوله‌هایی با قطر زیاد هزینه‌های بالایی در پی خواهند داشت.

دوم این که امکان بازیافت قطعات در این اتصالات به دلیل وجود سیم پیچ وجود ندارد.

جمع بندی

در این مقاله به طور کامل به بررسی اتصالات الکتروفیوژن پرداختیم و نکات گوناگونی را پیرامون این شیوه از جوشکاری بازگو کردیم. شما می‌توانید براساس شرایط موجود و پارامترهایی که تاثیرشان را بر جوشکاری برشمردیم و با بررسی مزیت‌ها و معایب این شیوه از جوشکاری اتصال الکتروفیوژنی را برای اتصال لوله‌های پلی اتیلنی انتخاب کنید. اما به خاطر داشته باشید که این شیوه کمی‌ هزینه‌ بر است. از همراهی شما عزیزان سپاسگذاریم.