JPH11129330A - ポリエチレン管の突合わせ溶接方法 - Google Patents

ポリエチレン管の突合わせ溶接方法

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JPH11129330A
JPH11129330A JP30183497A JP30183497A JPH11129330A JP H11129330 A JPH11129330 A JP H11129330A JP 30183497 A JP30183497 A JP 30183497A JP 30183497 A JP30183497 A JP 30183497A JP H11129330 A JPH11129330 A JP H11129330A
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JP
Japan
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pressure
polyethylene
butt
less
pipe
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Pending
Application number
JP30183497A
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English (en)
Inventor
Kenji Yamauchi
健司 山内
Hirotsugu Yoshida
博次 吉田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sekisui Chemical Co Ltd
Original Assignee
Sekisui Chemical Co Ltd
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Publication date
Application filed by Sekisui Chemical Co Ltd filed Critical Sekisui Chemical Co Ltd
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Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/70General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material
    • B29C66/71General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the composition of the plastics material of the parts to be joined

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  • Lining Or Joining Of Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】肉厚が20mm未満且つ口径が250mm未満
のポリエチレン管同士を接合したときの、接合部の長期
性能に優れるポリエチレン管の突合わせ溶接方法を提供
する。 【解決手段】肉厚が20mm未満かつ口径が250mm
未満のポリエチレン管の突合わせ溶接方法であって、1
60〜240℃に加熱したポリエチレン管の管端面同士
を、0.06〜0.4Mpaの圧力(P5)で1.5〜
8秒間(T5)突き合わせる第1工程、及び、第1工程
に引き続いて、前記第1工程の圧力(P5)の0.1〜
0.75倍(P6/P5)の圧力(P6)となし、接合
部の表面温度が100℃以下になるまで保持する第2工
程からなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ポリエチレン管の
突合わせ溶接方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】ポリエチレン管は、軽量であり、かつ可
撓性や耐蝕性に優れ、又、地震時の地盤変化にも破壊せ
ずに追随する性質を有する等の理由で、水道用やガス用
管路等に多く使用されている。
【0003】ポリエチレン管は、一般に接着剤によって
接合することができないので、ポリエチレン管を配管材
として用いて配管施工する場合、接合すべきポリエチレ
ン管のそれぞれの管端面を板ヒーターで加熱し、その管
端面同士を突き合わせて溶接したり、電気融着継手を用
いて接合する必要がある。
【0004】このうち、従来の突合わせ溶接方法では、
ポリエチレン管の管端面同士の突き合わせて溶接する際
の圧力は一定に保たれるのが一般的である。しかし、最
近の技術では、例えば、Rev Soudure vo
l.52,No.2,P18〜20(1996)に記載
されているように、肉厚が20mm以上や口径が250
mm以上のポリエチレン管の管端面同士を突合わせて溶
接するとき、圧力一定で溶接した接合部の接合性能が悪
いことが報告された。
【0005】その対策として、肉厚が20mm以上や口
径が250mm以上のポリエチレン管の管端面同士の溶
接は、突合わせ圧力を2段階に管理し、突合わせ圧力を
接合開始10秒後に約1/5に小さくする方法がとられ
ている。しかしながら、肉厚が20mm未満且つ口径が
250mm未満のポリエチレン管の管端面同士の突合わ
せ溶接では、この方法による接合性能向上の効果は見ら
れないという理由から、圧力一定にて接合する方法がと
られている。
【0006】このため、肉厚が20mm未満且つ口径が
250mm未満のポリエチレン管の管端面同士を溶接し
た場合、接合部の長期性能が接合部以外の部分に比べて
悪くなるという問題点は依然未解決のままであった。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記のよう
な従来の問題点を解消し、肉厚が20mm未満且つ口径
が250mm未満のポリエチレン管の管端面同士を溶接
したときの、接合部の長期性能に優れるポリエチレン管
の突合わせ溶接方法を提供することを目的としてなされ
たものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、肉厚が20m
m未満かつ口径が250mm未満のポリエチレン管の突
合わせ溶接方法であって、160〜240℃に加熱した
ポリエチレン管の管端面同士を、0.06〜0.4Mp
aの圧力で1.5〜8秒間突き合わせる第1工程、及
び、第1工程に引き続いて、前記第1工程の圧力の0.
1〜0.75倍の圧力となし、接合部の表面温度が10
0℃以下になるまで保持する第2工程からなるポリエチ
レン管の突合わせ溶接方法である。
【0009】本発明において対象となるポリエチレン管
は、肉厚が20mm未満かつ口径が250mm未満のも
のであり、ポリエチレンの材料は、低密度ポリエチレ
ン、直鎖状低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、
高密度ポリエチレンのいずれであってもよく、必要とす
る管材性能により適宜選択される。
【0010】本発明の第1工程において、ポリエチレン
管は、その相互に突き合わせ溶接する管端部を、ヒータ
ーによりその管端面の表面温度が160〜240℃にな
るまで加熱した後、ヒーターを取り除き、素早く相互の
管端面同士を突き合わせる。このとき、ヒーターを取り
除いたときから相互の管端面同士を接触させる時間が短
ければ短い程よい。上記表面温度が160℃未満ではポ
リエチレン管の溶接が不充分なものとなり、240℃を
超えるとポリエチレン管が酸化してしまうおそれがあ
る。
【0011】第1工程において、接合すべき管端面の樹
脂粘度が低い間に圧力0.06〜0.4Mpaにて1.
5〜8秒間、好ましくは2.5〜6秒間突き合わせる。
圧力が0.06Mpa未満では、界面にボイドが発生
し、ヒーターを管端面を離したときに生じるスキン層を
接合界面外に押し出すことができず、又、0.4Mpa
を超えると、接合部に歪みが強く発生し、接合部の長期
性能が劣る。
【0012】接合時間が1.5秒未満では、圧力が十分
であっても、スキン層等を押し出すことができず、又、
8秒を超えると、樹脂が冷却され、接合部に歪みが発生
し、接合部の長期性能が悪くなってしまう。
【0013】本発明の第2工程においては、接合する圧
力を、第1工程の0.1〜0.75倍に減圧する。好ま
しくは0.2〜0.6倍に減圧する。接合する圧力が第
1工程の0.1未満では、界面にボイドが発生し、ヒー
ターを管端面を離したとき生じるスキン層を接合界面外
に押し出すことができず、又、第1工程の0.75倍を
超えると、接合部の歪みが緩和できないため、接合部の
長期性能が悪くなってしまう。
【0014】第2工程においては、接合部の表面温度が
100℃以下となるまで冷却して、接合を完了する。
尚、冷却が完了するまで、クランプで固定したままま保
持するのが好ましい。100℃になる以前に第2工程の
圧力を開放してしまうと、接合部の歪みが残留して接合
部の長期性能悪化につながる。
【0015】
【作用】本発明のポリエチレン管の突合わせ溶接方法
は、160〜240℃に加熱したポリエチレン管の管端
面同士を、0.06〜0.4Mpaの圧力で1.5〜8
秒間突き合わせる第1工程、及び、第1工程に引き続い
て、前記第1工程の圧力の0.1〜0.75倍の圧力と
なし、接合部の表面温度が100℃以下になるまで保持
する第2工程からなることにより、第1工程における強
い圧力によって、管端面同士の樹脂の混合に悪影響を与
えるスキン層や、ホコリ、ボイド等を接合面外に押し出
す。その圧力によって生ずる接合部の歪みは、第2工程
において圧力を弱めることによって、接合部に残留する
ことがなく、冷却過程で緩和される。そのため、管端面
同士の接合部の歪みの残留を防ぐことができ、信頼性の
高い長期性能に優れた接合が可能となる。
【0016】
【実施例】以下、本発明を実施例により説明する。実施例1〜7、比較例3〜5 ポリエチレン管として、ポリエチレン(SOLVAY社
製、商品名「TUB125」)からなる、肉厚が8.7
mmで口径が75mmのものを準備した。突合わせ接合
機を用いて、それぞれ、表1又は表2に示す同肉厚、同
口径の一対のポリエチレン管をその管端面がそれぞれ平
行となるように面出しした後、ヒーター温度230℃に
て管端面が均等に加熱できるようにそれぞれヒーター板
に表1又は表2に示した圧力0.15Mpa(P1)で
20秒(T1)1次押し付けた後、圧力を0.02Mp
a(P2)に落として60秒(T2)2次押し付けた
(図1参照)。圧力はポリエチレン管にかかる力をロー
ドセルで測定し、これを管断面積で割ることにより算出
した。
【0017】その後、ヒーター板を離して、3秒(T
3)後、一対のポリエチレン管の管端面同士を、立ち時
間2秒(T4)にて表1の圧力P5(Mpa)に上げて
T5(秒)突合わせた。その後、圧力をP6(Mpa)
に落として、接合部の表面温度が60℃になるまでT6
(秒)保持した後、圧力を開放し、接合を完了した(図
1参照)。
【0018】実施例8〜14、比較例6〜8 ポリエチレン管として、ポリエチレン(SOLVAY社
製、商品名「TUB125」)からなる、肉厚が17.
9mmで口径が225mmのものを準備した。突合わせ
接合機を用いて、それぞれ、表1又は表2に示す同肉
厚、同口径の一対のポリエチレン管をその管端面がそれ
ぞれ平行となるように面出しした後、ヒーター温度23
0℃にて管端面が均等に加熱できるようにそれぞれヒー
ター板に表1又は表2に示した圧力0.3Mpa(P
1)で50秒(T1)押し付けた後、圧力を0.02M
pa(P2)に落として160秒(T2)押し付けた
(図1参照)。
【0019】その後、ヒーター板を離して、3秒(T
3)後、一対のポリエチレン管の管端面同士を、立ち上
がり時間2秒(T4)にて表1の圧力P5(Mpa)に
上げてT5(秒)突合わせた。その後、圧力をP6(M
pa)に落として、接合部の表面温度が60℃になるま
でT6(秒)保持した後、圧力を開放し、接合を完了し
た(図1参照)。
【0020】比較例1 接合圧力を図2に示すように一定圧力T5としたこと以
外は、実施例1〜7、比較例3〜5と同様にして、接合
を完了した。
【0021】比較例2 接合圧力を図2に示すように一定圧力T5としたこと以
外は、実施例8〜14、比較例6〜8と同様にして、接
合を完了した。
【0022】長期性能評価 実施例1〜14、比較例1〜8にて得られたポリエチレ
ン管の管端部同士を接合したものについて、幅10mm
で接合面に垂直の試験片を切り出した。この試験片につ
いて、接合界面に、融着部の面積が36mmになるよう
に剃刀でノッチを全周に入れ、80℃の界面活性剤10
%溶液中で、荷重0.5Mpaにて、JIS K 71
15に準じて引張クリープ試験を行った。その結果(破
断時間)を表1及び表2に併せて示した。
【0023】
【表1】
【0024】
【表2】
【0025】表1及び表1からも明らかなように、本発
明の実施例1〜14の場合には、いずれも、接合部の長
期性能が優れているのに対して、比較例1,2のように
接合圧力を一定圧力とした場合、比較例3のようにT5
の接合時間が短かすぎる場合、逆に比較例8のようにT
5の接合時間が長すぎる場合、又、比較例4のようにP
5が接合圧力が低いすぎる場合、逆に比較例7のように
P5の接合圧力が高すぎる場合、又、比較例5のように
P6/P5の値が高すぎる場合、逆に比較例6のように
P6/P5の値が低すぎる場合のいずれも、長期性能が
悪い。
【0026】
【発明の効果】本発明のポリエチレン管の突合わせ溶接
方法は、上記のようにされていることにより、肉厚が2
0mm未満且つ口径が250mm未満のポリエチレン管
同士を接合したときの、接合部の寿命が長く、信頼性の
高い接合を可能にするものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例における圧力と時間との関係を
示すグラフである。
【図2】比較例における圧力と時間との関係を示すグラ
フである。
【符号の説明】
T1 管端面へのヒーターの1次押し付け時間 P1 管端面へのヒーターの1次押し付け圧力 T2 管端面へのヒーターの2次押し付け時間 P2 管端面へのヒーターの2次押し付け圧力 T3 ヒーターを離してから管端面を突き合わせるまで
の時間 T4 立ち上がり時間 T5 第1工程の接合時間 P5 第1工程の接合圧力 T6 第2工程の接合時間 P6 第2工程の接合圧力

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 肉厚が20mm未満かつ口径が250m
    m未満のポリエチレン管の突合わせ溶接方法であって、
    160〜240℃に加熱したポリエチレン管の管端面同
    士を、0.06〜0.4Mpaの圧力で1.5〜8秒間
    突き合わせる第1工程、及び、第1工程に引き続いて、
    前記第1工程の圧力の0.1〜0.75倍の圧力とな
    し、接合部の表面温度が100℃以下になるまで保持す
    る第2工程からなることを特徴とするポリエチレン管の
    突合わせ溶接方法。
JP30183497A 1997-11-04 1997-11-04 ポリエチレン管の突合わせ溶接方法 Pending JPH11129330A (ja)

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JP30183497A JPH11129330A (ja) 1997-11-04 1997-11-04 ポリエチレン管の突合わせ溶接方法

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ID=17901730

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