電気融着溶接技術とプロセス
電気融着は、ポリエチレン配管システムの重要な接続技術であり、さまざまな分野で広く使用されています。その動作原理は主に、電気融着フィッティング内に事前に配置された電熱線に依存しています。-通電により継手の内面とパイプの外面が溶けます。一定の冷却時間の後、溶接が完了します。
電気融着溶接プロセスでは、適切に設計された電気融着継手が特に重要です。-その基本的な動作原理はジュール効果を利用しています。抵抗コイルの加熱により継手の内面の材料が溶け、パイプと継手の融合が実現します。
スリーブ、等径ティー、レジューシングティー、エルボなどの電気融着継手は、ポリエチレン配管システムに不可欠なコンポーネントです。異なる種類のポリエチレン材料やメルトフローレートの異なる材料で作られた主管と分岐管、または栓継手を接続できます。現在、ほとんどの電気融着継手にはデジタル識別システムが装備されており、溶接パラメータやその他の重要な情報が、バーコードや磁気カードなどのデータ キャリア上のコードの形式で保存されています。溶接コントローラはこれらのパラメータを自動的に読み取り、溶接プロセスを正確に制御できます。
次に、電気融着溶接のユニークな機能を探っていきます。
電気融着溶接は、専用の電気融着溶接機が必要なだけでなく、さまざまなサイズや仕様のパイプを接続でき、グレードや材質の異なるパイプや継手に適した幅広い応用性を備えています。その溶接プロセスは環境や人的要因の影響が少なく、施工速度が速く、設備投資とメンテナンスのコストが低く抑えられます。さらに、電気融着溶接はシンプルで操作が簡単で、信頼性の高い溶接品質を実現し、内壁が滑らかで、流量に影響を与えません。
電気融着溶接の特徴を理解した上で、その作業プロセスについてさらに説明します。
まず、溶接する前に、電源電圧が安定していて要件を満たしていることを確認し、電源出力コネクタを清掃して良好な導電性を確保する必要があります。次に、全自動電気融着機、電気融着継手、カッター、ドライバー、マーカー、巻尺など、必要な道具や材料を準備します。パイプ端面が軸に対して垂直になるように、端面の切断誤差を5mm以内に抑えながら必要な長さに切断します。次に、電気融着フィッティングの長さを測定し、パイプ端の対応する位置に印を付けます。その後、溶接面を削り、酸化皮膜や油分、汚れなどを取り除きます。最後に、パイプ表面を無水アルコールまたはメチルエチルケトン (MEK) で洗浄し、最終的なマーキングを行います。これらの準備が完了したら、電気融着溶接を開始できます。
パイプと継手の挿入 パイプ上の線を再描画し、位置を端面から電気融着継手の長さの半分に決定します。次に、洗浄した電気融着継手を溶接するパイプに挿入し、継手の外端が前にマークした線と面一になるようにします。次に、溶接中にパイプが誤って抜けないように、ドライバーを使用して継手の固定ネジを締めます。最後に、電気融着クランプを取り付けて溶接するアセンブリを固定します (正しい電気融着溶接クランプの取り付け方法については、図 5-6 を参照)。電気融着フィッティングに外力がかからないようにしながら、フィッティングとパイプが完全に同軸で、位置ずれが 2% 以内に制御されていることを確認します。
注: 溶接を開始する前に、フィッティングがパッケージから出されていて、清潔で乾燥していることを確認してください。
出力コネクタ接続：溶接機の出力をフィッティング端子にしっかりと接続し、スムーズな接続を保証します。電源が溶接機から遠い場合、低電圧アラームが発生する可能性があります。-この場合は、太いケーブルに交換するか、発電機の使用を検討してください。
溶接作業: 溶接機の操作手順に厳密に従い、周囲の磁場からの干渉を避けてください。溶接中は、溶接機を「自動」モードに設定し、スキャナ（ペン）を使用して溶接データを入力するか、「手動」モードでパラメータを手動で入力する必要があります。パラメータ入力後、溶接スイッチをONにするとタイマーがスタートします。手動モードを選択した場合、継手の製品マニュアルに従って溶接パラメータを決定する必要があります。
溶接機が自動的に時間補正を行うため、パラメータのスキャンには自動モードを使用することをお勧めします。マニュアルモードを使用すると、フィッティング情報カードに従って手動で調整および補正を行うことができます。
自然冷却：溶接タイマーが終了すると、電気融着溶接機は冷却状態になります。冷却時は自然冷却とし、溶接部に外力を加えないようにしてください。冷却後、治具を分解します。
-溶接後の検査
溶接後、穴内の材料が押し上げられているか、溶接部から材料がはみ出していないかを確認してください。適格な溶接では、電気溶融プロセス中に煙、火災、または早期停止が発生してはならず、材料が電気溶融コンポーネントの検査穴から排出される必要があります。
次に、電気融着サドル溶接の作業工程をご紹介します。
正確な穴開けについては、製品の説明書に従ってください。
電気融着溶接の主要パラメータ
電気融着ソケット溶接と電気融着サドル溶接の中心的なパラメータには、電圧、加熱時間、冷却時間、抵抗値が含まれます。これらの主要なパラメータは通常、パイプ コンポーネントの製造元によって提供されます。
電融溶接施工のポイントと注意点
基本的な要件
溶接する前に、溶接する表面に汚れや酸化がないことを確認してください。このような状態が存在する場合には、適切な表面処理が必要です。溶接部分も乾燥した状態に保つ必要があります。さらに、アセンブリが軸方向の圧力をかけずに溶接されるように、はめあいのクリアランス、真円度、挿入深さ、パイプと継手の間の軸方向の位置合わせと位置決めに注意を払う必要があります。--
専門的な位置合わせ治具を使用すると、溶接プロセス中の位置合わせエラーや相対移動を効果的に減らすことができます。パイプを継手に挿入し、同軸に保つと、パイプの外面と継手の内面の間に良好かつ均一な接触が得られます。挿入中にパイプの軸と継手の軸の間に角度がある場合、摩擦が増加し、パイプの外面と継手の内面の間の接触品質に影響を及ぼし、最終的には溶接品質に悪影響を与える可能性があります。さらに、この角度により、溶接後の溶接部位に大きな応力が発生する可能性もあります。
溶接装置と電力要件:
電気融着溶接装置は、関連する国内仕様および規格に準拠する必要があり、定期的な日常メンテナンスが必要です。 CJJ63-2018「ポリエチレンガスパイプライン工事の技術基準」によれば、電気融着突合せ接続装置は、1年を超えない周期で定期的に校正および検証する必要があります。発電機を電源として使用する場合は、誘導負荷に電力を供給できるように、その電力出力と動作特性を考慮する必要があります。
エネルギー入力方法の選択:
溶接機へのエネルギー入力方法は、電流制御、電圧制御、エネルギー制御の3つに分類できます。ほとんどの発熱体は正の抵抗温度係数を示すため、定電圧溶接を使用すると、温度が上昇するにつれて入力エネルギーが徐々に減少します。これにより炭化や過熱を防止し、制御プロセスの安定性を確保します。したがって、この入力方法は広く使用されています。
溶接電圧制御
電気融着溶接では、溶接電圧の制御が重要です。電圧が高すぎても低すぎても、溶接の品質に悪影響を与える可能性があります。したがって、溶接前に電圧設定が適切な範囲内であることを注意深くチェックして確認する必要があります。同時に、スムーズな溶接と高品質の完成を保証するために、溶接中の電圧変化を注意深く監視する必要があります。-
溶接時間
電熱線の抵抗と溶接機の電圧が一定に保たれると、溶接時間は加熱力に影響を与える重要な要素となります。溶接時間が長すぎると、過熱や炭化が発生するだけでなく、特にサドル形のパイプ継手の場合、パイプの内壁が軟化して変形する可能性があります。{1}溶接時間が不十分な場合、過度の溶接電力要件により、溶け込みが不十分になったり、電熱線付属品が過熱したりする可能性があります。
冷却時間
冷却プロセスは、接合部が十分な強度に到達することを目的としています。冷却時間が短すぎると、冷却不完全により溶接継手部に外乱が加わり、溶接強度が低下する場合があります。冷却プロセス中は、外部干渉が溶接強度に影響を与えるのを防ぐために、溶接された部品をクランプしたままにする必要があります。また、冷却段階では強制的な冷却措置をとらないでください。
パイプと継手の剛性 電融溶接では、SDR11 以上の厚いポリエチレン パイプの使用を推奨します。一部のメーカーは SDR33 に適した電気融着継手を提供していますが、サドル{3}}形状の継手の溶接では、一般に SDR11 以上の厚いポリエチレン パイプに限定されます。これらの制限は、フィッティングのパッケージに明確に表示される必要があります。パイプと継手の剛性が高いと、溶融圧力が迅速に高まり、溶接時間が短縮され、溶接強度が向上します。
材料の溶接性 電気融着溶接は幅広い互換性があり、異なる SDR およびグレードのパイプを接合できます。ただし、溶接の品質を確保するには、溶接界面の 2 つの材料が同等の溶接性を備えている必要があります。
周囲温度 周囲温度も電気融着溶接に一定の影響を与えます。低温環境で溶接する場合、溶接品質を向上させるために予熱が必要になる場合があります。-逆に、高温環境も溶接プロセスや結果に悪影響を与える可能性があるため、慎重な予防措置が必要です。
周囲温度の影響:
周囲温度の変化が一定の範囲内にある場合、電気融着溶接では通常、特別な予防措置は必要ありません。ただし、極端な環境では、溶接の品質を確保するために、入力電圧の変更や溶接時間の調整など、パイプ継手へのエネルギー出力の調整が必要になる場合があります。同時に、パイプ（継手）内の温度分布の不均一を防ぐために、直射日光を避ける必要があります。風が強い、粉塵が多い、雨が降っている、または雪が降っている気象条件では、汚染を防ぐために適切な保護措置を講じる必要があります。特に直径の大きなパイプを溶接する場合は、ドラフトを防ぐためにパイプの遠位端にキャップをする必要があります。-
安全性と規格:
溶接作業者は適切な資格を保有し、安全を確保するために作業中は手袋、眼鏡、その他の保護具を着用する必要があります。さらに、ポリエチレン (PE) パイプの溶接装置は GB/T2062-2020 規格に準拠する必要があり、生産、設計、建設の受け入れおよび操作は CJJ63-2018 業界規格および TSGD2002-2006 技術規則に従う必要があります。
