KR20140032988A - 파이프의 용접을 위한 방법 및 장치 - Google Patents

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티에스씨 이노베이션 에이비
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Abstract

본 발명은 용접 가능한 폴리머 재료의 파이프들(1) 및 용접 가능한 폴리머 재료의 머프(7)의 용접을 위한 방법에 관한 것으로, 상기 파이프는 종단들(1a, 1b)을 가지고, 상기 방법은 상기 머프(7)가 상기 파이프들의 종단들(1a, 1b)에 걸친 중첩부(overlap)를 갖도록 배치되는 단계, 상기 파이프(1) 및 상기 머프(7) 사이에 용융 플라스틱(molten plastic)에 침투 가능한 전도성 밴드(L, 9)를 배치함으로써 상기 파이프들의 종단들(1a, 1b)에 상기 머프(7)가 용접되는 단계, 피드 케이블들(M)을 통해 전력 공급기(PU-DC, PU-AC)가 상기 밴드(L, 9)에 연결되고, 용접을 형성하기 위하여 상기 밴드(L, 9) 및 주변의 폴리머 재료가 상기 밴드(L, 9) 주변에서 함께 녹도록 전류가 공급되는 상기 밴드(L, 9) 및 주변의 폴리머 재료를 가열하기 위하여 전류가 공급되는 단계를 포함하고, 상기 방법은 상기 밴드가 가열되기 이전에 상기 용접의 초기 주변 온도(T0)가 측정되는 단계, 상기 밴드에 걸친 전압(UL)이 측정되는 단계, 상기 밴드에 공급되는 전류(IL)가 측정되는 단계, 상기 밴드가 가열되기 이전에 상기 밴드의 초기 저항(R0)이 계산되고, 상기 밴드에 공급되는 전류가 증가되는 단계, 상기 전압 및 상기 측정된 전류에 기초하여 상기 밴드의 저항(R)이 계산되는 단계, 저항 변화(ΔR)가 계산되는 단계, 상기 저항 변화에 기초하여 상기 밴드의 온도 증가(ΔT)가 계산되고 상기 용접의 초기 주변 온도(T0)와 상기 밴드의 온도 증가(ΔT)를 더함으로써 상기 용접의 온도(TW)가 계산되는 단계를 포함한다. 본 발명은 또한 용접 가능한 폴리머 재료의 파이프(1)의 용접을 위한 장치에 관한 것이다.

Description

파이프의 용접을 위한 방법 및 장치{METHOD AND DEVICE FOR THE WELDING OF PIPES}
본 발명은 용접 가능한 폴리머 재료의 용접을 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
발열 소자(heating element)를 포함하는 용접 가능한 재료의 원통형 파이프 커넥터인 머프(muff)의 사용을 통해 용접 가능한 폴리머 재료의 파이프들을 함께 용접하는 것이 알려져 있다. 파이프들의 종단들(ends)은 머프로 유입되고 머프와 함께 용접 영역을 형성한다. 일반적으로 코일인 발열 소자에는 파이프들의 종단들 및 머프가 함께 용접되는 높은 온도까지 용접 영역 내 파이프들의 종단들 및 머프를 가열하는 전류가 공급된다. 기계적으로 강하고 밀폐된 고품질의 용접 형성을 위하여 용접 영역 내의 온도가 충분히 높아지도록 충분히 긴 주기 동안 열이 공급되어야 한다. 만약 불충분한 열이 공급되면, 용접 영역의 일부는 바람직한 온도에 도달하지 못할 것이고 기대된 멜팅(melting)은 일어나지 않을 것이며, 이는 저품질의 용접으로 귀결될 것이다. 이와 반대로, 지나치게 많은 열이 공급되면 그것은 파이프의 변형을 통해 머프 및 파이프들의 종단들 내 재료가 손상될 위험성이 존재하는 경우가 된다. 따라서 특정 시간 주기 동안 충분한 열이 공급되도록, 파이프들의 종단들 및 머프 사이에 고품질의 용접이 형성되도록 열의 공급을 신중히 제어하는 것이 중요하다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 용접 영역 내 열전소자(thermoelement)의 배치가 이루어진다. 이러한 방법으로 온도가 측정될 수 있고, 이에 기초하여, 용접 내 온도가 어떻게 변화하는지(developing) 그리고 용접 작업이 언제 종료될지가 결정될 수 있다. 그러나, 용접 영역 내에서 열전 소자들이 만족스러운 방법으로 배치되기 어려운 경우, 덧붙여서 열전 소자들이 오직 단일 지점에서만 온도를 나타내는 경우가 드러났다. 또한 측정 오류들로 이어지는 열전 소자 및 발열 소자 간 전기적 접촉이 발생할 것이라는 위험성도 존재한다. 또한, 온도 변화(development)를 제어하기 위하여 외부 측정 기구들이 필요할 수 있는데, 이는 보다 비싼 장비 및 보다 높은 비용으로 이어진다.
열 공급을 제어하는 두 번째 기존 방법은 예컨대 특정한 미리 정해진 시간 주기 이후 용접 작업을 종료하는 것을 통해 경험적 방법, 즉 예측을 사용하는 것인데, 이는 용접 영역 내 특정 온도에 대응하기 위해 의도된다. 그러나 그것은 형성되는 용접의 강도 및 품질이 엄격한 요건들에 대응하는지 여부가 불확실한데, 이는 언제나 외부 요인들이 결과에 직접적으로 영향을 끼칠 것이기 때문이다.
본 발명의 일 목적은 고품질의 용접이 형성되도록, 용접 가능한 재료의 파이프들의 용접 중에 용접 영역에 대한 신뢰할 수 있는 온도 제어 및 열 공급의 제어를 단순하고, 효율적이며 확실한 방법으로 가능하게 하는 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
이러한 목적은 용접 가능한 폴리머 재료의 파이프들 및 용접 가능한 폴리머 재료의 머프의 용접을 위한 방법으로 달성되는데, 여기서 상기 파이프는 종단들(ends)을 갖는다. 상기 방법은 상기 머프를 상기 파이프들의 상기 종단들과 중첩되도록 배치하는 단계, 및 용융 플라스틱(molten plastic)에 침투할 수 있는 전도성 밴드를 상기 파이프 및 상기 머프 사이에 배치함으로써 상기 머프를 상기 파이프들의 상기 종단들에 용접하는 단계, 및 공급 케이블들에 의해 상기 밴드에 전력 공급기(power supply)를 연결하는 단계를 포함한다. 상기 밴드 및 주변의 폴리머 재료를 가열하기 위하여 전류가 공급됨으로써 상기 밴드 및 주변의 폴리머 재료는 상기 밴드 주변에서 함께 녹아 용접을 형성한다. 상기 방법은 상기 밴드가 가열되기 전에 상기 용접의 초기 주변 온도가 측정되는 단계, 상기 밴드에 걸친 전압(UL)이 측정되는 것, 상기 밴드에 공급되는 전류(IL)이 측정되는 단계, 상기 밴드가 상당히 가열되기 전에 상기 밴드의 초기 저항(R0)이 측정되는 단계, 상기 밴드에 공급되는 전류가 증가되는 단계, 상기 밴드의 저항(R)이 상기 전압(UL) 및 상기 측정된 전류(IL)에 기초하여 계산되는 단계, 상기 밴드의 저항 변화가 계산되는 단계, 상기 밴드의 온도 증가(ΔT)가 상기 저항 변화에 기초하여 계산되는 단계, 및 상기 용접의 상기 초기 주변 온도 및 상기 밴드의 온도 증가(ΔT)를 더함으로써 상기 용접의 온도(TW)가 계산되는 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 방법의 일 장점은 계산된 저항(R)이 완전한 전도성인 밴드의 저항에 대응한다는 것이다. 완전한 밴드의 저항 변화에 기초하여 계산되는 용접의 온도 증가는 그에 따라 완전한 용접의 평균 온도 증가에 대응한다.
상기 방법은 파이프의 용접 작업 중 온도가 모니터링됨을 의미한다. 이는 형성된 용접이 균질성, 기계적 강도 및 밀폐성에 대한 엄격한 요건들을 만족시키기에 용접에 대한 열 제공이 충분한지에 대한 매우 신뢰할 수 있는 정보를 제공한다. 그에 따라, 본 발명에 따른 상기 방법은 용접 작업 및 그에 따른 용접을 모니터링하는 효율적인 방법이다.
본 발명에 따른 방법의 다른 장점은 용접 온도(TW)의 결정 및 용접 온도 증가의 모니터링이 완전한 용접 작업 동안 밴드에 걸친 전압(UL) 및 공급되는 전류(IL)의 직접적인 측정에 기초한 저항 변화의 계산을 통해 이루어진다는 점이다. 오류 소스들의 영향이 최소화되는 이러한 방법으로 신뢰할 수 있고 확실한 결과가 획득된다.
온도 증가에 따라 금속의 저항이 높아지는 점이 알려져 있다. 저항의 온도 계수는 이러한 상관 관계를 나타내며 잘 알려진 특유의 재료 속성이다.
본 방법의 다른 장점은 밴드 저항의 상대적인 변화가 계산될 수 있다는 점이고, 그에 따라 밴드 저항의 절대값이 특정한 미리 정해진 레벨에 놓일 필요가 없다는 점이며 단지 그것이 연속적으로 결정될 수 있다는 점이다. 용접 온도의 변화는 저항의 상대적인 변화 및 저항의 온도 계수에 기초하여 계산된다. 이는 용접 온도의 결정이 파이프의 치수(dimension) 및 밴드의 치수와 무관하다는 것을 의미한다.
용접의 계산된 온도는 용접의 미리 정해진 최종 온도와 비교된다. 용접의 온도가 용접의 미리 정해진 최종 온도를 이룰 때까지 그리고 용접의 온도가 안정적으로 유지되고 미리 정해진 시간 주기 동안 용접의 미리 정해진 최종 온도로 유지될 때까지 용접은 계속된다. 미리 정해진 시간 주기의 종료 후 용접 작업은 종료된다. 용접의 온도가 미리 정해진 최종 온도를 이룰 때, 그리고 이 온도에서 미리 정해진 시간 주기 동안 안정적으로 유지될 때 용접 작업은 종료된다.
대안적으로, 용접 작업은 밴드의 미리 정해진 저항 변화가 이루어지면 종료될 수 있다. 용접 작업은 물론 특정 시간 주기 이후에 종료될 수도 있다.
전류를 얻기 위하여 그리드 전압과 같은 전압 소스에 연결되는 적어도 하나의 전력 공급기가 사용된다. 전력 공급기는 직류 공급기 또는 교류 공급기일 수 있다. 낮은 비용 및 무게로 인해 높은 주파수에서 동작하는 교류 공급기가 선호된다.
특히 높은 주파수에서, 교류의 공급을 위하여, 본 발명에 따른 저항의 계산은 전력 공급기, 피드 케이블들(feed cables) 및 밴드를 포함하는 회로에 대하여 임피던스가 계산되도록 적응되어야 한다. 임피던스는 복소수이기 때문에, 피드 케이블들의 인덕턴스 및 저항에 대한 보상과 함께 회로의 임피던스에 기초하여 밴드의 저항이 계산되는 것이 유리하다.
본 발명은 또한 용접 가능한 폴리머 재료의 파이프 및 용접 가능한 폴리머 재료의 머프의 용접을 위한 장치에 관한 것으로, 상기 파이프는 종단들을 가지고, 상기 머프는 상기 파이프의 상기 종단들과 겹치도록 배치되고, 상기 장치는 용융 플라스틱에 침투할 수 있고 상기 파이프의 상기 종단들 및 상기 머프 사이에 배치되는 전도성 밴드 및, 용접을 형성하기 위하여 상기 밴드와 주변의 폴리머 재료가 함께 녹도록 상기 밴드와 주변의 폴리머 재료를 가열하기 위하여 피드 케이블들을 통해 상기 밴드에 연결되는 전류의 공급을 위한 파워 공급기(PU-DC, PU-AC)를 포함하고, 상기 장치는 상기 밴드에 공급되는 전류를 측정하고 조절하는 수단(CS) 및 상기 밴드에 걸친 전압(UL)을 측정하고 조절하는 수단(VS)을 갖는 제어 및 조절 유닛(SR), 상기 용접의 초기 주변 온도(T0)의 측정을 위한 열전소자(TS), 및 상기 밴드(L, 9)의 저항(R)과 상기 용접의 온도(TW)의 계산을 위한 계산기 유닛(CU)를 포함한다.
본 발명에 따른 상기 장치는 전술한 방법과 마찬가지로 대응하는 장점들 및 기술적 특성들을 나타낸다.
그에 따라 본 발명은 온도 제어하에서 용접 가능한 폴리머 재료의 파이프들의 용접을 위한 방법 및 장치를 정의한다.
예시들로 주어진 실시예들은 종속 청구항들에 나타난다.
본 발명의 다른 독특한 특징들 및 장점들은 본 발명의 이어지는 상세한 기술에서 분명해질 것인데, 이 기술은 예시를 구성하며 따라서 상기 특징들 및 장점들이 본 발명의 보호 범위에 대하여 제한되는 방식으로 해석되지 않는다. 첨부되는 도면들에 대한 참조는 이해를 용이하게 하기 위하여 텍스트 내에 포함되는데, 동등한 또는 유사한 부분들에는 동일한 참조 기호가 부여된다.
도 1a는 용접 영역에 배치된, 본 발명의 일 실시예에 따른 장치를 개략적으로 나타낸다.
도 1b는 용접 영역에 배치된, 본 발명의 두 번째 실시예에 따른 장치를 개략적으로 나타낸다.
도 2는 용접 영역에 배치된, 본 발명의 다른 실시예에 따른 장치를 개략적으로 나타낸다.
도 3은 도 2에 도시된 본 발명에 따른 장치에서 사용될 수 있는 전력 공급기에 대한 회로도이다.
도 4는 도 2에 나타난 본 발명에 따른 장치에서 사용될 수 있으며 직렬로 연결되는 도 3에 나타난 타입의 두 가지 전력 공급기들에 대한 회로도이다.
도 5는 본 발명에 따른 방법 및 장치로 용접될 수 있는 파이프라인의 예시를 나타낸다.
도 6은 도 5에 나타난 파이프 정션(junction)의 분리된 부분들을 포함하는 개략적인 투시도를 나타낸다.
도 7은 도 5에 나타난 머프 및 전도성 밴드를 나타낸다.
도 8은 밴드를 횡단면도로 나타낸다.
본 발명에 따른 방법 및 장치는 용접 가능한 폴리머 재료의 파이프라인들의 모든 타입의 용접을 위한 사용에 훌륭하게 적합하다. 본 방법은 지역 난방(district heating) 라인들, 지역 냉방(district cooling) 라인들, 및 폴리우레탄 폼(PUR)의 절연체에 내장되는 강철로 일반적으로 구성되는 내부 파이프와 PEHD로 알려진 폴리에틸렌과 같은 용접 가능한 폴리머 재료의 외부 파이프로 구성되는 오일을 위한 파이프라인들과 같은 절연된 파이프라인들의 설치 및 수리 중의 사용에 특히 유리하다.
도 1a는 용접 영역에 배치되는, 본 발명의 일 실시예에 따른 용접 장비, 장치(A1)를 개략적으로 나타낸다. 장치는 피드 케이블들(M) 및 전도성 밴드를 포함하는 로드(L) 및 전력 공급기(PU-DC)를 포함한다.
전력 공급기(PU-DC)는 예컨대 하드-스위치드(hard-switched) 전력 공급기 전자장치들(electronics) 및 정류기들을 포함하는 50 Hz 변압기를 갖는 전통적인 특성의 직류 공급기이다. 그러한 전력 공급기는 일반적으로 75-150 kHz 범위의 주파수에서 동작하며 EMC Directive의 요건들이 충족되도록 출력 전압이 정류되고 필터링되어야 한다. 전력 공급기(PU-DC)는 피드 케이블들(M)에 의해 전도성 밴드인 로드(L)에 연결되고 그에 따라 전기 회로를 형성한다.
장치(A1), 즉 용접 장비는 또한 전압 센서(VS) 및 전류 센서(CS)를 포함하는 제어 및 조절 유닛(SR)을 포함한다. 전압 센서(VS)는 밴드에 걸친 전압(UL) 측정을 위해 로드(L), 즉 밴드에 인접하게 배치되는 연결 지점들(K1, K2)에 연결된다.
용접 영역은 이하에서 기술되며 용접 가능한 폴리머 재료의 머프(7) 및 파이프의 두 종단들(1a, 1b) 사이에 전기적 밴드(9)가 도입되는 도 5-8에 나타난다.
로드(L), 즉 밴드는 네트(net) 또는 표면에 걸쳐 규칙적으로 배치되는 개구들을 포함하는 스테인리스 스틸 확장기(expander) 금속의 네트의 성질을 갖는 다른 몸체를 포함할 수 있다. 이는 예컨대 뚜렷한 네트 구조가 형성되도록 작은 직사각형 구멍들이 뚫린 얇은 스테인레스 스틸 시트(sheet)일 수 있다. 저항의 온도 계소와 같은 해당 재료의 파라미터들은 그에 따라 알려져 있다. 허용되는 정확성과 함께 온도의 상승을 계산하는 것이 가능하도록, 상대적으로 좁은 범위 내에서 저항의 온도 계수를 갖는 밴드, 즉 네트를 선택하는 것이 유리하다.
용접을 형성하기 위하여 밴드 주변에서 밴드를 통해 밴드 및 주변의 용접 영역이 함께 녹도록, 폴리머 재료, 즉 플라스틱 재료를 녹이는 온도까지 밴드 및 주변의 용접 영역을 가열하기에 충분한 전류(IL)를 공급하는 것이 가능하도록, 로드(L), 즉 밴드는 피드 케이블들(M)을 통해 전력 공급기(PU-DC)에 연결된다.
예컨대 컴퓨터 유닛과 같은 제어 및 조절 유닛(SR)은 용접 작업을 제어, 조절 및 모니터링하기 위하여 사용된다.
제어 및 조절 유닛(SR)은 예컨대 전류 미터(current meter), 전류계(ammeter), 전류 센서 또는 변류기(current transformer)와 같은, 밴드에 공급되는 전류(IL)의 측정 및 조절을 위한 수단(CS)을 포함한다.
제어 및 조절 유닛은 또한 밴드에 공급되는 전압(UL)의 측정 및 조절을 위한, 에컨대 전압계(voltmeter) 또는 전압 센서와 같은 수단(VS)을 포함한다.
전압 센서(VS)는 로드(L), 즉 밴드에 인접하게 배치되는 연결 지점들(K1, K2)에서 밴드에 걸친 전압(UL)을 측정할 수 있다. 피드 케이블들(M)에서의 전압 강하와 같은 측정에서의 오류 소스들은 이러한 식으로 방지된다. 피드 케이블들(M)에서의 전압 강하는 피드 케이블들의 길이에 따라 변화하고, 그에 따라 로드, 즉 밴드에 바로 인접하여 전압을 측정하는 것이 유리하다.
제어 및 조절 유닛(SR)은 또한 열전소자 또는 온도 센서와 같은, 용접의 초기 주변 온도 측정을 위한 수단(TS)를 포함한다. 온도 센서(TS)는 파이프 및 머프에 인접한 설치 장소의 주변 온도가 측정될 수 있도록 배치된다.
제어 및 조절 유닛(SR)은 또한 예컨대 저항(R) 및 밴드 내 저항의 변화(ΔR), 저항의 상대적인 변화(Rrel), 밴드의 온도 및 온도 변화(ΔT), 및 용접의 온도(TW)의 연속적인 계산을 위한 계산 유닛(CU)을 포함한다.
제어 및 조절 유닛(SR)은 또한 저항의 온도 계수 및 용접 작업 동안 사용되는 다양한 타입의 밴드 또는 네트에 대한 다른 재료 고유의 파라미터들에 대한 공장 교정된(factory-calibrated) 정보, 및 용접의 온도계산을 위한 재료 고유의 전환 계수(conversion factor)에 관한 정보를 갖는 메모리 유닛(MEM)을 포함한다. 전환 계수는 저항의 온도 계수에 대한 직접적인 함수(direct function)이다. 예를 들어 만약 200℃의 온도에서 밴드의 저항(R)이 20% 증가한다면, 셀시우스(Celsius) 온도에서 실제 변화를 획득하기 위한 전환 계수는 10이 될 것이다.
메모리 유닛(MEM)은 또한 밴드의 온도 변화 및 저항 변화 사이의 상관관계에 대한 정보, 및 용접의 온도 및 파이프의 치수 사이의 관계 그리고 다른 동작 조건들에 관한 정보를 갖는다. 메모리 유닛(MEM)은 또한 계산 유닛에서 계산에 필요한 함수들에 대한 정보를 포함한다. 메모리 유닛은 예컨대 지속 시간, 온도, 밴드에 공급되는 전류(IL) 및 그것에 걸친 전압(UL), 밴드의 초기 저항(R) 및 용접 프로세스 동안 밴드의 저항과 같은 용접 작업에 관한 정보를 연속적으로 저장한다.
도 1b는 전력 공급기(PU-DC)의 출력에서 직접적으로 배치되는 연결 지점들(K1, K2)에서 전압 센서(VS)가 전압(UL)을 측정하는 본 발명에 따른 장치(A2)의 두 번째 실시예를 개략적으로 나타낸다. 전압 센서(VS)는 피드 케이블에 따른 전압 강하에 대한 보상을 포함하도록 설게된다.
도 2는 본 발명에 따른 장치(A3)의 다른 실시예를 개략적으로 나타낸다. 장치(A3), 즉 용접 장비(A3)는 피드 케이블들(M)과 함께 전도성 밴드를 포함하는 로드(L) 및 전력 공급기(PU-AC)를 포함한다. 전력 공급기(PU-AC)는 피드 케이블들(M)에 의해 전도성 밴드, 즉 로드에 연결되고 그에 따라 전기 회로를 형성한다.
전력 공급기(PU-AC)는 사이리스터(thyristor) 동작을 수반하는 전통적인 특성의 교류 공급기이다.
대안적으로 교류 공급기(PU-AC)는 이하에서 기술되고 도 3 및 4에 나타나는 타입의 유사 공진(quasiresonant) 전력 변환기(B)를 포함할 수 있다. 그러한 전력 변환기 기능은 간격 20-50 kHz의 주파수들에서 특히 효율적이고, 그것은 최적화된 크기 및 무게를 갖는다. 이 전력 공급기는 전력 아울렛(power outlet)에서 정류기들 또는 필터 회로들을 전혀 포함하지 않는 강건한 설게를 가지며, 이는 매우 유리하다. 이는 감소된 비용, 보다 높은 효율성 및 전력 공급기의 낮은 체적 및 무게로 이어진다. 유사 공진 변환기(B0는 전력 반도체 및 변환기와 함께 설계되는데, 이는 사인파 형태의 전류를 제공한다. 종래 기술의 변형인, 보다 높은 주파수들 및 DC 출력에서 전력 변환이 일어나는 경우와는 대조적으로, 낮은 양의 오버톤(overtones) 및 필터될 필요 없는 오버톤과 함께 20-50 kHz 범위의 주파수에서 유리한 전압 특성이 획득된다.
용접 장비(A3)의 제어 및 조절 유닛(SR)은 또한 임피던스에 대한 제어 유닛(CUI)를 포함한다. 전력 공급기(PU-AC)가 로드(L), 즉 밴드에 대한 교류를 측정하기 때문에, 임피던스에 대한 제어 유닛(CUI)은 전력 공급기, 피드 케이블들 및 밴드를 포함하는 회로에 대한 임피던스를 계산한다. 로드(L)는 고 주파수와 함께 교류를 측정하는 동안 복합 임피던스로 다루어진다. 밴드의 저항 계산 시, 그에 따라 저항은 피드 케이블들의 저항 및 인덕턴스에 대한 보상과 함께 회로의 임피던스에 기초하여 계산되어야 한다.
용접 프로세스
용접 작업 이전의 용접 영역의 초기 온도는 설치 장소의 주변 온도에 대응하는 것으로 가정될 수 있다. 주변 온도는 설치 장소 및 계절에 의존하며, 일반적으로 간격 -30℃에서 +40℃ 내에 놓인다.
전류가 밴드에 연결되고 밴드가 가열되기 이전에, 용접의 초기 주변 온도(T0)는 제어 및 조절 유닛(SR) 내 온도 센서(TS)로 측정된다.
용접 프로세스는 용접 도구, 즉 밴드에 대한 감소된 전류의 공급에 의해 시작된다. 전로는 직류 또는 교류일 수 있다. 매우 초기의 시간에, 용접 프로세스의 시작의 약 1초 내에, 용접이 가열되기 이전에, 밴드에 공급되는 전류(IL)는 전류 측정기에 의해 측정되고 그것에 걸친 전압(UL)은 전압 측정기에 의해 측정된다. 전류 및 전압에 기초하여, 제어 및 조절 유닛은 가열되기 전에 밴드의 초기 저항(R0)을 계산한다. 전압 및 측정된 전류에 기초하여 저항(R)이 계산 유닛(CU)에서 계산되고, 그것은 U/I 비율에 대응한다. 초기 저항(R0)에 대한 정보는 메모리 유닛에 저장된다. 완전한 용접 작업 동안, 제어 및 조절 유닛은 연속적으로 공급되는 전류(IL)를 전류 측정기(CS)로 측정하고 전압 측정기로 밴드에 걸친 전압(UL)을 측정한다.
제어 및 조절 유닛(SR)은 그 후 밴드에 공급되는 전류가 증가하게 한다. 밴드에 대한 초기 전류는 예컨대 약 15-18 A일 수 있고 용접 작업 동안 25-30 A로 상승할 수 있다. 이는 밴드의 저항(R)에 대응하는 U/I 비율이 온도가 서서히 증가함에 따라 증가하게 한다. 밴드의 저항(R) 및 저항 변화(ΔR)는 완전한 용접 작업 동안 계산 유닛(CU)에 의해 계산된다. 저항(R)은 완전한 전도성인 밴드의 저항에 대응한다.
계산 유닛(CU)은 그 후 저항 변화(ΔR) 및 재료 고유의 변환 계수에 기초하여 밴드의 온도 증가(ΔT)를 계산한다.
용접의 온도(TW)는 오직 밴드의 온도와 거의 다르지 않은 것으로 가정될 수 있다. 따라서 용접의 온도(TW)는 용접의 초기 주변 온도(T0) 및 밴드의 온도 증가(ΔT)를 더함으로써 계산된다.
계산된 용접의 온도 증가가 완전한 밴드의 저항 변화에 기초하기 때문에, 계산된 용접의 온도 증가는 완전한 용접의 평균 온도 증가에 대응한다.
용접의 온도(TW) 결정 및 용접의 온도 증가에 대한 모니터링은 완전한 용접 작업 동안 공급되는 전류(IL) 및 밴드에 걸친 전압(UL)에 기초한 저항(R) 및 저항 변화(ΔR)의 계산을 통해 이루어질 수 있다. 오류 소스들의 영향이 최소화되는 이러한 방법으로 신뢰할 수 있고 확실한 결과가 획득된다.
용접의 순간 온도(TW)는 파이프의 치수 및 동작 조건들에 의존하는 미리 정해진 커브(curve)에 따라 제어된다. 용접의 온도가 상승할 때 그리고 용접의 온도가 이 커브들에 따른 완전한 궤적을 따를 때 용접 작업이 완료된다.
용접 작업 동안, 계산된 용접의 온도(TW)는 용접의 미리 정해진 최종 온도(Tf)와 비교된다. 예를 들어, 폴리에틸렌, 예컨대 고밀도의 PEHD의 폴리에틸렌으로 구성되는 파이프의 용접은 고품질의 용접을 얻기 위하여 약 250℃로 가열되어야 함이 증명되었다.
밴드의 저항의 상대적인 변화(Rrel)는 용접 작업 동안 계산될 수 있다. 저항의 상대적인 변화는 초기 저항(R0)으로부터의 퍼센트 변화로 나타낸다. 저항의 상대적인 변화(Rrel) 및 저항의 알려진 온도 계수에 기초하여, 용접의 온도 변화 또한 계산될 수 있다. 용접의 온도(TW) 결정이 파이프의 치수 및 밴드의 치수와 무관하기 때문에 이는 유리하다.
용접의 온도(TW)가 달성될 때까지, 미리 정해진 최종 온도(Tf)가 달성되고 안정적으로 유지되고, 미리 정해진 시간 주기 동안 용접의 미리 정해진 최종 온도(Tf)가 유지될 때까지 용접은 계속된다. 미리 정해진 시간 주기 이후 용접은 종료된다. 용접의 온도가 달성될 때, 그리고 미리 정해진 시간 주기 동안 용접의 미리 정해진 최종 온도(Tf)로 안정적으로 유지될 때 용접 작업은 종료된다. 예컨대 파이프 벽의 두께와 같은 작업 조건들에 의해 시간 주기가 결정된다.
대안적으로, 용접 작업은 밴드의 미리 정해진 변화(ΔR)가 달성될 때 종료될 수 있다. 미리 정해진 저항 변화가 이루어질 때 용접 작업을 종료하는 것의 장점은 밴드가 파이프 및 머프와 연결되는 용접 영역의 온도 상승과 필수적으로 동일한, 완전한 밴드의 특정한 온도 상승과 저항 변화가 대응한다는 점이다. 이러한 방식으로 열 공급이 효율적이고 정확하게 제어될 수 있다.
본 방법은 그에 따라 파이프의 용접 중의 온도가 결정된 완전한 용접의 평균 온도를 통해 제어된다는 점을 의미한다. 용접 작업 중 연속적으로 결정되는 완전한 용접의 평균 온도를 통해, 열 공급이 정확하게 제어되고 모니터링될 수 있다.
밴드의 온도는 용접의 다양한 부분들의 실제 온도들보다 초기에 보다 더 빠르게 상승한다. 예를 들어 파이프 벽들 및 머프 벽들의 재료의 온도들은 용접 작업 중 서서히 상승한다. 용접의 초기 단계 동안 머프 및 파이프의 벽 내의 온도 변화도(gradients)는 이러한 이유로 발생한다. 일 주기 동안 용접 작업이 수행된 후, 온도 변화도는 안정화되고 머프 및 파이프의 벽 내 재료는, 해당 재료를 통해 그리고 해당 재료 주변에서, 바람직한 용융 온도에 도달하고 고품질의 용접이 형성된다.
밴드의 온도 및 용접의 실제 온도 간 차이를 보상하기 위하여, 용접 작업의 가열 단계 동안 밴드의 온도가 온도의 제1 상승(elevated) 목표 값(T1)에 도달하도록 전류가 공급된다. 온도의 제1 목표 값은 그것이 파이프의 실제 치수에 의존하는 용접의 미리 정해진 최종 온도(Tf)를 초과하도록 선택된다.
미리 정해진 시간 주기 동안 가열 단계가 계속된다. 용접의 온도 증가는 가열 단계 동안 시작되고, 밴드, 파이프 및 머프 간 충분한 연결이 형성된다.
그 후 재료의 온도 변화도의 온도 등화를 가능하게 하기 위하여, 동질의 용접이 형성되도록 용접 작업의 등화(equalisation) 단계가 이어진다. 이 등화 단계 동안 파이프 및 머프는 용접의 바람직한 미리 정해진 최종 온도(Tf)에 도달하게 된다. 등화 단계 동안 전류는 서서히 감소하여 밴드의 온도는 온도의 제1 목표 값(T1)보다 다소 낮은 온도의 제2 목표 값(T2)에 도달하게 된다. 온도의 제1 목표 값(T1)은 그에 따라 온도의 제2 목표 값(T2)보다 높다. 온도의 제2 목표 값(T2)은 그것이 용접의 미리 정해진 최종 온도(Tf)에 매우 가깝도록 선택된다. 등화 단계 동안 용접의 온도(TW)는 용접의 미리 정해진 최종 온도(Tf)에서 안정화되고, 파이프 벽 및 머프의 재료의 온도 변화도는 등화되며, 완전한 재료는 용접의 미리 정해진 최종 온도(Tf)에 도달한다. 용접의 온도(TW)가 용접의 미리 정해진 최종 온도(Tf)에 도달하고 특정한 미리 정해진 시간 주기동안 등화 단계가 지속될 때 용접 작업은 종료된다. 시간 주기는 재료의 두께 및 특성과 같은 작업 조건들에 의해 결정된다. 이는 용접이 바람직한 품질을 갖고 재료의 온도 변화도가 등화되는 것을 더 보장하기 위하여 수행된다.
용접 작업이 이루어지는 한, 공급되는 전류(IL) 및 전압(UL)의 측정은 연속적으로 이루어지는 것이 바람직하다. 또한 용접에 공급되는 열의 좋은 제어를 달성하기 위하여 밴드의 저항(R), 밴드의 저항 변화(ΔR), 밴드의 저항의 상대적인 변화(Rrel), 밴드의 온도 변화(ΔT) 및 용접의 온도(TW)의 계산이 연속적으로 수행되는 것이 유리하다.
도 3은 그리드 전압에 연결되며 유사 공진 전력 변환기(B)를 갖는 전력 공급기(PU) 및, 용접 장비 및 전극들(21)에 연결되는 변환기(32)에 대한 회로도를 나타낸다. 유사 공진 변환기(B)는 전파 정류(full wave rectification)을 위한 다이오드들(33), 결합된 FET-드라이버(34) 및 오실레이터(35), 및 반도체들을 수반하는 하프 브리지(half-bridge)(36, 37)를 갖는다. 전력 변환기(B)는 또한 변환기의 1차 코일(32)과 직렬로 연결되는 두 개의 콘덴서(39, 40)를 수반하는 용량성(capacitive) 전압 분배기 및 초크(38)를 갖는다. 이 연결은 공명 주파수보다 높은 주파수에서, 초크(38)가 업-슬로프(up-slope)를 형성하고 콘덴서들(39, 40)이 변환기를 통해 전류의 다운-슬로프(down-slope)를 형성하는 부분적인 사인파 형태를 갖는 전류 및 제로(zero) 전압 스위칭을 생성한다(그로부터 명칭 "유사 공명"이 유래됨). 이는 낮은 양의 오버톤이 획득되기 때문에, 그리고 광범위한 필터링 없이 전자기 간섭(EMC)에 대한 요건들이 완전한 구성을 이루기 용이하기 때문에 유리하다.
유사 공명 전력 변환기(B)는 바람직하게는, 이전에 언급된 바와 같이, 간격 20-50 kHz의 주파수에서 동작한다. 상기 주파수 간격은 상업적으로 "IGBT 모듈들"(이는 "insulated gate bipolar transistor modules"의 약자임)로 알려진 특별한 소자들이 본 발명에 따른 유사 공명 전력 변환기의 설계에서 사용되는데 특히 적합하다는 것을 의미한다.
또한 상업적으로 이용 가능한 작고 가벼운 변환기들이 전력 변환기(B)에서의 사용에 특히 적합하다. 그러한 변환기는 낮은 체적 및 무게에 기여한다.
전력 출력이 정류기들 및 종래의 출력 필터들을 갖지 않으며 그에 따라 출력 전압이 완전히 필터링되지 않음에도 불구하고, 이러한 방식의 전력 유닛 설계를 통해 고효율 및 추가적인 필터에 대한 낮은 요건이 달성된다.
현장에서 절연된 파이프들의 설치 및 수리 그리고 설치 장소에서 용접에 사용되는 전력 공급기(PU)는 가볍고 사용하기 용이하다는 점이 중요하다. 동시에, 용접을 위한 전력 공급기가 고출력의 전력을 제공해야 하는 요건들이 발생한다. 이러한 목적을 위하여, 동일 유닛 내에 유사 공명 전력 변환기들(B)을 수반하는 두 개의 전력 공급기들(PU-AC)가 제공되는데, 이 유닛은 하나의 용접 각각을 용접하는 동안 개별적인 작업을 위하여 사용될 수 있거나 2미터에 달하는 직경을 갖는 대형 용접을 용접할 때 최대 전력을 위하여 직렬로 연결될 수 있다.
도 4는 출력 전압의 전력 값에 영향을 주고 그것을 증가시키기 위하여 출력단에 전력 공급기들이 직렬로 연결되는 유사 공명 전력 변환기들(B)을 포함하는 두 개의 전력 공급기들(PU)에 대한 회로도이다. 이는 예컨대 2미터에 달하는 대형 용접의 용접 중에 고출력의 전압이 요구될 때 유리하다. 두 개의 유사 공명 전력 변환기들(B)은 동시에 동작하고 출력 전압의 합계(summation), 즉 합계 함수를 수행하는데, 이는 각 출력에 대한 이전의 수정, 정류 또는 필터링이 이루어질 필요가 없다는 사실로 귀결된다. 이는 효율적인 전력 변환 및 전류 공급으로 이어지는데, 이는 에너지 손실 없이 이루어진다. 각각의 전력 공급기는 각자의 전압 소스에 연결될 수 있으나, 도 4에 나타난 바와 같이 각각의 전력 공급기들을 동일한 전압 소스의 각 페이즈(L1 및 L2)에 연결하는 것이 매우 유리하다. 최대 전력 아웃테이크(outtake)가 두 배가 되는 반면에, 이러한 방식의 전력 아웃테이크는 3-페이즈 공급기에 대하여 페이즈 당 16 A로 효율적으로 제한되는데, 이는 3-페이즈 공급기에 대한 일반적인 퓨즈드(fused) 레벨이다.
각 변압기의 2차(secondary) 측면을 연결함으로써 직렬 연결이 이루어진다. 출력 전압의 유효 값(effective value)을 두 배로 만드는 것을 가능하게 하기 위하여, 예컨대 옵토커플러(optocouplers)와 같은 신호 변환기들을 통한 절연된 신호 전송 연결(41) 또는 유사한 절연된 신호 전송 부품들을 통해 오실레이터들이 동기화된다. 유사 공진 변환기들은 이러한 방식으로 완전히(100%) 동시에(synchronously) 동작하도록 강제된다. 이것은 출력 전압의 유효 값이 두 배가 되게 하는데, 이는 하프-브리지들의 스위칭 주파수에 대하여 변압기들의 출력 전압이 100% 동일 위상에 존재하기 때문이다. 유사 공진 변환기들에 대한 입력 전압은 120도 위상에 존재하나, 이는 출력 전압의 유효 값을 두 배로 만드는 것에 영향을 끼치지 않는다.
도 5-8은 본 발명에 따른 장치에 용접될 수 있는 파이프라인의 예시이다. 파이프라인은, 예컨대, 지역 냉방 파이프라인, 지역 난방 파이프라인 또는 폴리우레탄 폼(PUR)의 절연체에 내장되는 강철로 일반적으로 구성되는 내부 파이프와 PEHD(polyethylene high density) 타입의 폴리에틸렌과 같은 용접 가능한 폴리머 재료의 외부 파이프로 구성되는 오일을 위한 파이프라인이다.
파이프라인들의 새로운 설치 중에 그리고 파이프라인들의 수리 중에 높은 품질 및 강도의 설치, 결합을 달성하는 것이 가장 중요하다. 신뢰할 수 없는 품질, 또는 최악의 경우 조립체 내의 시스템적인 오류들은 장기적으로 지역 난방 네트워크의 전체 경제에 재난이 될 수 있다.
도 5는 용접 가능한 폴리머 재료의 외부 파이프(1) 및 강철로 된 내부 파이프(2)를 포함하는 파이프라인을 나타낸다.
새로운 파이프라인들을 설치할 때 적어도 두 개의 지역 난방 파이프들을 차례로 배치함으로써 일반적으로 작업이 시작된다. 일반적으로 강철인 두 개의 돌출된 내부 파이프들(2.1, 2.2)은 서로 마주보며 그 후 함께 용접되어 용접(3)을 형성한다.
두 개의 외부 파이프들(1.1, 1.2)을 서로 연결하기 위하여 용접 가능한 폴리머 재료의 머프(7)의 장착이 이루어진다. 각 측면 상의 용접의 원하는 너비에 대한 머프의 중첩부(6)에 대응하는 길이의 부가와 함께 머프의 길이(5)는 외부 파이프들의 단부들(1a, 1b) 사이의 거리(A)와 동일한 것이 바람직하다. 머프(7)와 함께 외부 파이프들(1.1, 1.2)을 용접하는 주변 용접에 중첩부(6)가 관여할 수 있도록 머프의 중첩부(6)는 충분히 긴 것이 적절하다. 일 실시예에서 주변 용접의 너비는 40mm이고 머프의 각 종단에서 중첩부(6)는 100mm이다.
세로 방향의 슬릿(8)이 형성되도록 머프(7)는 그것의 세로 방향을 따라 잘린다. 내부 파이프(2)가 온전하더라도, 슬릿(8)은 외부 파이프들의 종단들(1a, 1b)의 중첩과 함께 내부 파이프(2), 즉 내부 파이프들(2.1, 2.2)의 노출 부분(A)에 걸쳐 잘린 머프(7)가 배치되는 것이 가능하게 한다.
외부 파이프들의 종단들(1a, 1b)의 중첩과 함께 머프(7)는 내부 파이프(2), 즉 내부 파이프들(2.1, 2.2)의 노출 부분(A)에 걸쳐, 즉 결합부(join)에 걸쳐 배치된다.
전도성이고 용융 플라스틱(molten plastic)에 침투할 수 있는 밴드(9)는 외부 파이프의 원주를 초과하는 길이로 잘린다. 밴드(9)는 구멍이 뚫린 얇은 스테인레스 스틸 시트(sheet)와 같은, 그 표면에 걸쳐 규칙적으로 배열되는 스테인레스 스틸 확장기(expander) 금속으로 된 개구를 갖는 네트(9a)를 포함할 수 있다.
밴드의 종단들(10)이 반대 방향으로부터 들어오는 위쪽 방향으로 슬릿(8)을 통해 밴드의 자유 종단들(10)이 돌출되도록, 외부 파이프들(1.1 또는 1.2) 및 머프(7) 사이에 밴드(9)가 도입된다. 슬릿(8) 내 종단들(10) 사이에 분리 지점(separatoin)이 형성되도록, 밴드의 종단들(10)은 그 후 슬릿의 관련된 모서리에 걸쳐 뒤쪽으로 접힌다. 밴드(9), 즉 네트(9a)는 폴리머 재료(9b)와 함께 적층될 수 있다. 폴리머 재료(9b)는 네트(9a)의 일 측면 상에 배열되고, 밴드의 종단들(10)이 슬릿의 모서리들에 걸쳐 그리고 슬릿의 모서리들 주변에서 접힐 때 네트(9a)가 위쪽 방향을 향하도록 밴드(9)가 외부 파이프(1) 및 머프(7) 사이에 배열될 때 네트(9a)는 외부 파이프(1)와 마주본다. 본 발명의 기능들 또는 장점들에 영향을 받지 않고 적층되지 않는 밴드(9), 즉 네트(9a)를 사용하는 것 또한 완전히 가능하다.
밴드(9)의 너비는 중첩부(6)의 크기보다 작다. 용접은 대응하는 너비를 획득하는데, 이는 그에 따라 또한 중첩부의 크기보다 작다.
용접 열을 전달하는 밴드(9)의 부착 이전에, 머프 및 파이프들의 폴리머 표면들, 즉 플라스틱 표면들 상의 산화물 층은 그라인딩되어 제거된다(ground away). 용접의 강도 및 밀폐 특성들에 부정적인 영향을 미칠 수 있는 산화물들 및 먼지는 이러한 방식으로 제거된다.
또한, 용접될 표면들 사이의 가열을 위한 네트(9a), 또는 적어도 네트와 유사한 구성의 사용은 용접의 전체 길이 및 너비에 걸쳐 열의 매우 고른 분포로 이어지는데, 그에 따라 매우 높은 품질을 갖는 동질의 용접이 만들어질 것이다.
그 후 전도성 부분들, 즉 네트(9a)를 포함하는 밴드의 접힌 종단들(10)은, 용접을 형성하기 위하여 밴드 주변 및 밴드를 통해 밴드(9) 및 주변 용접 영역이 함께 녹을 수 있도록, 폴리머 재료, 즉 플라스틱 재료를 녹이는 온도까지 밴드(9) 및 주변 용접 영역을 가열하는 데 충분한 전류를 공급하는 것이 가능한 전력 공급기(PU)에 피드 케이블들을 통해 연결될 수 있는 전극(21)에 각각 연결된다.
도 5는 외부 파이프를 내부 파이프 상에 부착하기 위한 클램프(20)를 포함하는 장치, 특히 지역 난방 파이프들 및 지역 냉방 파이프들을 위하여 사용되는 타입의 파이프로 된 외부 파이프라인(1) 상에 부착되는 슬릿 파이프 머프(7)를 나타낸다. 클램프(20)는 루프(23)에 배열되는 유연한 클램프 밴드(22)를 포함하며 이에 따라 클램프 밴드의 자유 종단들(22.1, 22.2)은 부착 텐션(apply tension) 수단(24-30)에 연결될 수 있다. 클램프 밴드(22), 즉 루프(23)는, 그것이 머프(7) 주변, 즉 머프의 원주 주변에 배열될 때, 부착 텐션 수단의 영향을 통해 머프(7)를 파이프(1)와 접촉하도록 배치할 수 있다. 루프(23)를 부착, 즉 팽팽하게 조일 수 있는 부착 텐션 수단(24-30)은 머프(7)에 의해 받쳐지도록 의도되는 일 종단에 존재하는 지지부(24)를 포함한다. 또한, 머프의 직경보다 상당히 더 작은 상호 분리 지점을 갖는 두 개의 평행한 브레이크 휠들(25)은 지지부(24)와 접촉하도록 배열된다. 브레이크 휠들(25)의 위치들은 조절 수단의 도움으로 머프의 크기, 즉 직경에 의존하여 조절될 수 있는데, 관련 브레이크 휠(25)의 각 종단에 스크류가 배열되는 것이 적절하며, 스크류의 회전은 브레이크 휠(25)의 종단을 머프(7) 쪽으로 또는 머프(7)에서 멀어지는 쪽으로 이동시킨다. 지지부(24)는 클램프 밴드(22)와 상호작용하며 머프의 완전한 원주 주변에 기본적으로 클램핑 힘(clamping force)을 가한다.
안정적인 접촉을 위하여 머프의 굴곡진 표면을 따라 지지부(24)는 오목한 것이 바람직하다. 지지부(24), 적어도 머프(7)와 접촉하는 표면의 일부는 용접이 수반하는 상승된 온도 또한 견딜 수 있는 전도성 재료로 만들어지는 것이 더욱 바람직하다. 또한, 상이한 직경의 파이프들에 알맞는 피트(fit)를 보장하기 위하여 해당 도구의 지지부(24)가 교체될 수 있거나, 그것이 파이프의 관련 직경에 접촉 표면을 적응시키는 유연한 재료로 구성된다면 유리하다. 루프(23) 내의 클램프 밴드(22)는 또한 상승된 온도를 견딜 수 있는 유연한 재료로 만들어진다. 클램프 밴드는 케블라(kevlar) 및 테프론(teflon)을 포함하는 밴드인 것이 적절하다. 클램프 밴드(22)는 예컨대 케블라로 제조되고 그 후 테프론이 스며들거나 적층된 것일 수 있다.
지지부(24)는 전기적으로 절연성인 돌출부(26)를 포함한다. 완전한 원주 주변의 용접 중의 단락 및 손상의 위험을 줄이기 위하여 돌출부(26)는 열 저항성 절연체를 포함하는 것이 유리하다. 예컨대 열에 상대적으로 견딜 수 있는 세라믹 재료 또는 유사 재료가 사용될 수 있고, 존재하는 형상의 임의의 변형물을 면밀하게 따르는 유연한 재료가 사용되는 것이 유리하다. 돌출부(26)가 슬릿(8)으로 삽입되고 거기서 슬릿의 모서리들에 걸쳐 접히는 전도성 밴드들(9), 즉 밴드(10)의 종단들 사이의 분리 벽으로서 유입되는 것이 의도된다. 돌출부(26)는 립(lip) 또는 리지(ridge)로 설계될 수 있다. 머프의 벽 두께에 따라 슬릿으로 들어가는 돌출부 위치의 깊이가 변화하도록, 돌출부(26)는 이동 가능, 즉 돌출되도록 바깥으로 미끄러져 나올(be slid out) 수 있다.
전기적 밴드(9)에 대한 전류의 연결을 위하여 지지부(24) 내에, 돌출부(26)의 각 측면 상에 하나씩 전극들(21)이 포함되는데, 전술한 바와 같이 전기적 밴드(9)의 종단들은 슬릿(8)의 각 측면 상에 하나씩 접혀 포개져 있다. 밴드(9)와의 최대 접촉을 제공하기 위하여 전극들(21)에는 스프링이 장착되어 있다. 전극들(21)은 제어된 지속시간 동안 전극들(21)에 조절되고 제어된 전류를 공급할 수 있는 전력 공급기(PU)와 피드 케이블들(M)에 의해 접촉되도록 배치된다.
주어진 부착 텐션 수단(24-30)의 설계 예시는 물론 본 발명의 혁신적인 범위 내에서 변형될 수 있는데, 여기서 부착은 레버들 또는 롤러들 또는 밴드에 부착 텐션을 제공하는 다른 선형 또는 비선형 방법들로 이루어질 수 있다.
밴드(9)가 가열되기 전에, 클램프(20)는 머프(7) 및 외부 파이프(1)와 접촉하게 되는데, 클램프가 외부 파이프에 대하여 머프(7)를 누름으로서 그들의 표면 사이에서 밴드(9)가 유지된다.
전류가 적용되기 전 모든 부품들이 그들의 정확한 위치에 있는지, 예컨대 밴드(9)가 정확한 위치에 있는지 그리고 머프(7)가 원하는 정도까지 외부 파이프의 종단들(1a, 1b)과 중첩되는지, 그리고 피드 케이블들 및 전극들(21)이 밴드(9)와 정확히 연결되었는지에 대한 검사가 수행된다.
밴드(9) 전체가 가열되고 밴드(9) 내에 포함되고 밴드 주변에 있는 폴리머 재료(9b) 및 무산소 플라스틱 표면들은 함께 녹는다. 전류 공급이 차단되고 밴드(9) 주변에는 넓고 완전히 녹은 용접이 형성된다.
클램프(20)는 제거되고 머프의 두 번째 종단에서 동일한 용접 작업이 수행된다. 만약 본 발명에 따른 두 개의 장치가 사용 가능하다면, 동일한 시간에 머프의 각 종단에서 주변의 용접들 모두가 당연히 수행될 수 있다.
머프(7)의 주변 용접들이 수행되고 클램프(20)가 탈거될 때, 밴드의 종단들(10)은 라우터와 함께 U 형상 용접의 밀링(milling)을 통해 제거된다. 그 후 머프의 완전한 길이(5)를 따라 용접을 생성하기 위하여 슬릿(8)의 용접이 이루어진다. 슬릿(8)의 완전한 길이를 따라 연속적인 용접 스트링이 존재하게 된다. 용융 용접(extrusion welding)을 위하여 "용융 용접기(extrusion welder)"로 알려진 것이 사용되는 것이 바람직한데, 이는 또한 용접에 재료를 제공한다.
본 발명에 따른 장치는 적은 수의 부품들을 포함한다는 사실로 인해 낮은 무게를 가지며, 이는 설치 작업자의 작업 환경을 매우 개선시키는데, 이는 접근이 어려운 다소 복잡한 상황들에서 이러한 성질의 작업이 수행되는 것이 드물지 않기 때문이다. 앞서 기술된 부분들 및 부품들의 형태에 있어서 기술적으로 독특한 특징들은 그 결과가 청구항들에 기술된 설계에 대응하는 한 본 발명의 혁신적인 범위 내에서 자유롭게 결합될 수 있다.

Claims (23)

  1. 용접 가능한 폴리머 재료의 파이프들(1) 및 용접 가능한 폴리머 재료의 머프(7)의 용접을 위한 방법에 있어서,
    상기 파이프는 종단들(1a, 1b)을 가지고,
    상기 방법은
    상기 머프(7)가 상기 파이프들의 종단들(1a, 1b)에 걸친 중첩부(overlap)를 갖도록 배치되는 단계,
    상기 파이프(1) 및 상기 머프(7) 사이에 용융 플라스틱(molten plastic)에 침투 가능한 전도성 밴드(L, 9)를 배치함으로써 상기 파이프들의 종단들(1a, 1b)에 상기 머프(7)가 용접되는 단계, 및
    피드 케이블들(M)을 통해 전력 공급기(PU-DC; PU-AC)가 상기 밴드(L, 9)에 연결되고, 용접을 형성하기 위하여 상기 밴드(L, 9) 및 주변의 폴리머 재료가 상기 밴드(L, 9) 주변에서 함께 녹도록 전류가 공급되는 상기 밴드(L, 9) 및 주변의 폴리머 재료를 가열하기 위하여 전류가 공급되는 단계를 포함하고,
    상기 밴드가 가열되기 이전에 상기 용접의 초기 주변 온도(T0)가 측정되고,
    상기 밴드에 걸친 전압(UL)이 측정되고,
    상기 밴드에 공급되는 전류(IL)가 측정되고,
    상기 밴드가 가열되기 이전에 상기 밴드의 초기 저항(R0)이 계산되고,
    상기 밴드에 공급되는 전류가 증가되고,
    상기 전압 및 상기 측정된 전류에 기초하여 상기 밴드의 저항(R)이 계산되고,
    저항 변화(ΔR)가 계산되고,
    상기 저항 변화에 기초하여 상기 밴드의 온도 증가(ΔT)가 계산되고 상기 용접의 초기 주변 온도(T0)와 상기 밴드의 온도 증가(ΔT)를 더함으로써 상기 용접의 온도(TW)가 계산되는 것을 특징으로 하는
    방법.
  2. 제1항에 있어서,
    계산된 상기 용접의 온도는 상기 용접의 미리 정해진 최종 온도(Tf)와 비교되는 것을 특징으로 하는
    방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 용접의 온도(TW)가 상기 용접의 미리 정해진 최종 온도(Tf)에 도달할 때 상기 밴드에 대한 전류의 공급이 종료되는 것을 특징으로 하는
    방법.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 밴드의 미리 정해진 저항 변화(ΔR)가 달성될 때 상기 밴드에 대한 전류의 공급이 종료되는 것을 특징으로 하는
    방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 용접의 온도(TW)가 상기 용접의 미리 정해진 최종 온도(Tf)에 도달하고 미리 정해진 시간 주기 동안 상기 용접의 미리 정해진 최종 온도(Tf)에서 안정적으로 유지될 때 상기 밴드에 대한 전류의 공급이 종료되는 것을 특징으로 하는
    방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전류는 직류인 것을 특징으로 하는
    방법.
  7. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전류는 교류인 것을 특징으로 하는
    방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 밴드(9)에 연결되는 전류를 획득하기 위하여 유사 공진 전력 변환기(B)를 포함하는 적어도 하나의 전력 공급기(PU-AC)가 사용되는 것을 특징으로 하는
    방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 유사 공진 전력 변환기(B)는 간격 20-50 kHz의 주파수에서 동작하는 것을 특징으로 하는
    방법.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전력 공급기(PU-AC), 상기 피드 케이블(M) 및 상기 밴드(L, 9)를 포함하는 회로에 대하여 임피던스가 계산되는 것을 특징으로 하는
    방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 피드 케이블(M)의 인덕턴스 및 저항에 대한 보상과 함께 상기 회로의 임피던스에 기초하여 상기 밴드의 저항(R)이 계산되는 것을 특징으로 하는
    방법.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 밴드의 상대적인 저항 변화(Rrel)가 계산되고 상기 밴드의 상대적인 저항 변화(Rrel)에 기초하여 상기 용접의 온도 증가가 계산되는 것을 특징으로 하는
    방법.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    가열 단계 동안 상기 밴드의 온도가 온도의 제1 목표 값(T1)에 도달하도록 전류가 공급되는 것을 특징으로 하는
    방법.
  14. 제13항에 있어서,
    등화 단계 동안 상기 밴드의 온도가 온도의 제2 목표 값(T2)에 도달하도록 전류가 공급되는 것을 특징으로 하는
    방법.
  15. 제13항 또는 제14항에 있어서,
    상기 온도의 제1 목표 값(T1)은 상기 온도의 제2 목표 값(T2)보다 높은 것을 특징으로 하는
    방법.
  16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전압(UL)은 상기 밴드에 인접하게 배치되는 연결 지점들(K1, K2)에서 측정되는 것을 특징으로 하는
    방법.
  17. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전압(UL)은 상기 전력 공급기의 출력에서 직접적으로 배치되는 연결 지점들(K1, K2)에서 측정되는 것을 특징으로 하는
    방법.
  18. 용접 가능한 폴리머 재료의 파이프(1) 및 용접 가능한 폴리머 재료의 머프(7)의 용접을 위한 장치에 있어서,
    상기 파이프(1)는 종단들(1a, 1b)을 가지고,
    상기 머프(7)는 상기 파이프들의 종단들(1a, 1b)에 걸친 중첩부를 갖도록 배치되고,
    상기 장치는
    용융 플라스틱에 침투 가능하고 상기 파이프들의 종단들(1a, 1b) 및 상기 머프(7) 사이에 배치되는 전도성 밴드(L, 9), 및
    용접을 형성하기 위하여 상기 밴드와 주변의 폴리머 재료가 상기 밴드(L, 9) 주변에서 함께 녹도록 상기 밴드(L, 9)와 주변의 폴리머 재료를 가열하기 위하여 상기 밴드(L, 9)에 연결되는 전류를 획득하기 위한 전력 공급기(PU-DC, PU-AC)를 포함하고,
    상기 장치는
    상기 밴드에 공급되는 전류를 측정하고 조절하는 수단(CS) 및 상기 밴드(L, 9)에 걸친 전압(UL)을 측정하고 조절하기 위한 수단(VS)을 갖는 제어 및 모니터링 유닛(SR),
    상기 용접의 초기 주변 온도(T0)의 측정을 위한 열전소자(TS), 및
    상기 밴드(L, 9)의 저항(R) 및 상기 용접의 온도(TW)의 계산을 위한 계산 유닛(CU)을 포함하는 것을 특징으로 하는
    장치.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 밴드(L, 9)는 스테인리스 스틸 확장기(expander) 금속을 포함하는 것을 특징으로 하는
    장치.
  20. 제18항 또는 제19항에 있어서,
    상기 전력 공급기(PU-AC)는 상기 밴드(L, 9)에 연결되는 전류를 획득하기 위한 유사 공진 전력 변환기(B)를 포함하는 것을 특징으로 하는
    장치.
  21. 제18항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전력 공급기(PU-DC)는 직류 전력 공급기인 것을 특징으로 하는
    장치.
  22. 제18항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전력 공급기(PU-AC)는 교류 전력 공급기인 것을 특징으로 하는
    장치.
  23. 제18항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전력 공급기(PU) 및 상기 밴드(L, 9)를 포함하는 회로는 상기 밴드(L, 9)에 걸친 전압(UL)의 측정을 위한 수단(VS)의 연결을 위하여 상기 밴드와 관련된 연결 지점들(K1, K2)을 갖는
    장치.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210059761A (ko) * 2019-05-22 2021-05-25 아그루 쿤스트스토프테크닉 게젤샤프트 엠.베.하. 용접 연결을 생성하는 방법 및 용접 장치

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20160123514A1 (en) * 2013-05-08 2016-05-05 Tsc Innovation Ab Method and apparatus for installtion and repair of pipe systems
CN104070673B (zh) * 2014-07-16 2017-05-03 必诺机械（东莞）有限公司 一种塑料产品焊接系统和焊接方法
PL409403A1 (pl) 2014-09-08 2016-03-14 Newtech Spółka Z Ograniczoną Odpowiedzialnością Sposób zgrzewania dyfuzyjnego na wolnym powietrzu różnych metali
PL409405A1 (pl) 2014-09-08 2016-03-14 Newtech Spółka Z Ograniczoną Odpowiedzialnością Sposób zgrzewania rur ze stali nierdzewnej w fazie twardej
PL409404A1 (pl) 2014-09-08 2016-03-14 Newtech Spółka Z Ograniczoną Odpowiedzialnością Sposób zgrzewania rur
EP3575662B1 (de) * 2018-05-29 2021-09-29 Georg Fischer Rohrleitungssysteme AG Elektroschweissband
CN109140103A (zh) * 2018-09-05 2019-01-04 浙江伟星新型建材股份有限公司 一种熔断式电熔管件
DE102019116326A1 (de) * 2019-06-14 2020-12-17 Theodor WÜST Rohrverbindungs-Applikator und Verfahren zur Herstellung einer Verbindung
CN111304432B (zh) * 2020-03-20 2021-11-09 中国石油大学(华东) 大型压力容器t型接管焊缝局部热处理加热带布置方法
CN112576856A (zh) * 2020-12-16 2021-03-30 华能海南发电股份有限公司电力检修分公司 一种新型的电磁式管道堵漏工具及其使用方法
US11598472B2 (en) * 2021-04-15 2023-03-07 Halliburton Energy Services, Inc. Clamp on seal for water leaks

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2091428B (en) 1981-01-21 1984-11-14 Payne Nicholas John Measuring temperature electrically while welding plastics
US4684789A (en) * 1986-04-17 1987-08-04 Central Plastics Company Thermoplastic fitting electric welding method and apparatus
IT8648290A0 (it) * 1986-07-22 1986-07-22 Bonazelli Paolo Tubo in polietilene con sistema di termosaldatura a resistenza elettrica incorporato
DK162588C (da) * 1986-08-28 1992-04-06 Tarco As Fremgangsmaade til sammenfoejning af plastroerender med en plastsvejsemuffe
US4833584A (en) * 1987-10-16 1989-05-23 Wisconsin Alumni Research Foundation Quasi-resonant current mode static power conversion method and apparatus
FR2654977B1 (fr) * 1989-11-29 1992-03-13 Gaz De France Procede et piece de raccordement utilisant une resistance electrique pour le soudage d'elements en matiere plastique.
US5160396A (en) * 1991-02-11 1992-11-03 Engineering & Research Associates, Inc. Low thermal inertia heater
CH688887A5 (de) * 1993-09-07 1998-05-15 Fischer Georg Rohrleitung Verfahren und Einrichtung zur Zufuehrung eines elektrischen Stromes zu einem Heizelement eines Kuns tstoff-Formteiles.
CA2179165A1 (en) * 1993-12-15 1995-06-22 Masaru Kumagai Electrofusion fastening apparatus
US5500510A (en) * 1994-11-02 1996-03-19 Toua Kokyu Tugitevarubu Seizo Co. Method of automatically controlling the fusion process between thermoplastic articles
JP2819010B2 (ja) * 1995-09-04 1998-10-30 平田機工株式会社 電気溶融着装置
US6441352B1 (en) * 2000-01-05 2002-08-27 Ef Technologies, Inc. Apparatus for electrically heat welding thermoplastic fittings and method of using the same
US6680464B1 (en) * 2000-07-28 2004-01-20 Zurn Industries, Inc. Electrofusion joining control device
GB0114640D0 (en) * 2001-06-15 2001-08-08 Glynwed Pipe Systems Ltd Improvements in and relating to electrofusion operations
CN1393652A (zh) * 2001-06-29 2003-01-29 天津市河西区平江电热电器厂 电热熔焊密封塑管接头及新工艺
JP4370494B2 (ja) * 2001-12-13 2009-11-25 株式会社エヌケービー 地下鉄車内放送システム
CN101644366B (zh) * 2009-06-25 2011-03-30 王宝根 弹簧伸缩管内外层塑料的熔接方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210059761A (ko) * 2019-05-22 2021-05-25 아그루 쿤스트스토프테크닉 게젤샤프트 엠.베.하. 용접 연결을 생성하는 방법 및 용접 장치
US11987010B2 (en) 2019-05-22 2024-05-21 Agru Kunststofftechnik Gesellschaft M.B.H. Method for producing a welded connection, and welding device

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