KR20150119764A - Joining Method for Polyethylene Pipes Using Butt Fusion - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a method for connecting two polyethylene pipes with each other by using butt fusion, the method comprising: a cleaning step (S200) of cleaning inner and outer circumferential surfaces of ends of first and second pipes (10 and 20); a pipe clamping step (S300) of forming and fixing the first and second pipes (10 and 20) on a fusion device by clamping; a pipe finely arranging step (S500) of finely adjusting and arranging an installation position of ends of the first and second pipes (10 and 20); a pipe end dissolving step (S600) of dissolving both ends of the first and second pipes (10 and 20) by using an electric plate; and a pipe jointing step (S700) of contacting ends of the first and second pipes (10 and 20), applying pressure to the first and second pipes (10 and 20) until the contacting part is cooled to an appropriate temperature, making the first and second pipes (10 and 20) maintained while being pressed, and contacting with dissolved ends. Pressure applied to the second pipe (20) in the pipe jointing step (S700) is controlled to follow a change of a specific volume in a joint part of the first and second pipes (10 and 20). According to the configuration of the method of the present invention, polyethylene pipe fusion that is mechanically stronger and can block growth of cracks is performed.

Description

맞대기 열융착을 이용한 폴리에틸렌 파이프 연결방법{Joining Method for Polyethylene Pipes Using Butt Fusion}Technical Field [0001] The present invention relates to a method of joining a polyethylene pipe using butt joints,

본 발명은 폴리에틸렌 파이프 연결방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 원자력 발전소 냉각수 인입관, 도시가스 이송관 등과 같은 대구경의 폴리에틸렌 파이프를 맞대기(butt joining) 열융착 방식에 의해 견고하게 연결하는 폴리에틸렌 파이프 연결방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a polyethylene pipe connecting method, and more particularly, to a polyethylene pipe connecting method for connecting a large diameter polyethylene pipe such as a cooling water inlet pipe of a nuclear power plant, a city gas transfer pipe and the like by a butt joining heat sealing method .

원자력 발전소나 도시가스 저장소 등에서 다량의 냉각수나 도시가스를 필요한 곳에 공급할 때에는 배관을 통해 공급하는데, 이때 배관재로서 주로 금속관이 사용된다.When a large amount of cooling water or city gas is supplied from a nuclear power plant or a city gas reservoir to a required place, it is supplied through a pipe. At this time, a metal pipe is mainly used as a piping material.

그러나 원자력 발전소의 예를 들면, 원자력 발전소에서는 1차 냉각재를 냉각시키기 위해서는 다량의 냉각수가 필요하며, 이에 따라 대구경의 냉각수 인입관을 바다에 매설하여 이를 통해 바닷물을 취출하여 냉각수로서 사용하는데, 이때 냉각수 인입관으로서 금속관을 사용하게 되면 해수에 의해 인입관이 쉽게 부식되는 문제가 있으며, 이에 따라 최근에는 냉각수 인입관으로서 금속관 대신 폴리에틸렌관 등의 합성수지관을 사용하고 있다.However, for example, in a nuclear power plant, a large amount of cooling water is required to cool a primary coolant in a nuclear power plant. Accordingly, a large-diameter cooling water inlet pipe is buried in the sea, and seawater is taken out through it to be used as cooling water. When a metal pipe is used as a lead-in pipe, there is a problem that the lead pipe is easily corroded by seawater. Therefore, recently, a synthetic pipe such as a polyethylene pipe is used instead of a metal pipe as a coolant intake pipe.

특히 폴리에틸렌은 다른 재질에 비해 내화학성, 위생성, 유연성, 경량성 등이 우수하고, 특히 전식 및 부식이 전혀 없어 반영구적으로 사용 가능하고, 유지 관리가 쉽고 경제성 등의 이점이 있기 때문에 냉각수 인입관용으로 뿐만 아니라 상·하수도용 및 가스 이송용으로도 사용되고 있다.
In particular, polyethylene has excellent chemical resistance, hygienic properties, flexibility, light weight, and the like compared with other materials. Particularly, since polyethylene is semi-permanently usable without any corrosion or corrosion and has advantages such as easy maintenance and economical efficiency, It is also used for water, sewage and gas transportation.

이와 같은 폴리에틸렌 파이프를 이용하여 배관할 때에는 폴리에틸렌 파이프를 서로 연결하여야 하는데, 이러한 폴리에틸렌 파이프를 연결하는 방식에는 금속제 커플링 등을 이용하는 기계적 연결방식과 열을 이용하여 연결하는 방식이 있으며, 기계적 연결방식은 커플링과 이에 소요되는 연결 부자재 등이 금속으로 이루어져 있기 때문에 여전히 부식의 우려가 있어 폴리에틸렌 파이프를 연결할 때에는 주로 열을 이용하여 연결하는 방식이 사용되고 있다.When such a polyethylene pipe is used for piping, it is necessary to connect the polyethylene pipes to each other. In the method of connecting the polyethylene pipes, there are a mechanical connection method using a metal coupling and a method of connecting using a heat. Since the coupling and the connecting material used for it are made of metal, there is still a possibility of corrosion. In the case of connecting the polyethylene pipe, a method of connecting using mainly heat is used.

열을 이용하여 폴리에틸렌 파이프를 연결하는 방식에도 열융착(heat fusion)방식과 전기융착(electro fusion) 방식이 있으며, 열융착 방식은 다시 융착 형태별로 맞대기 융착(butt fusion), 소켓 융착(socket fusion) 및 새들 융착(saddle fusion)으로 분류되고, 전기 융착은 전기소켓 융착과 전기새들 융착으로 구분되고, 이때 열융착 방식은 외부 열원(heater)을 이용하여 연결하고자 하는 부위를 용융시킨 다음 압착하여 접합하는 방식이고, 전기융착은 전열선(heating coil)을 이음관 내부에 삽입하여 전원을 이음관의 열선에 가함으로 발생하는 저항열을 이용하여 연결하고자 하는 부위를 용융시켜 연결하는 융착 방식으로서 소켓 융착이나 전기소켓 융착은 별도의 이음관(소켓)을 사용하여야 하는 불편이 있기 때문에 냉각수 인입관, 가스이송배관 등을 연결할 때에는 주로 이음관이 필요 없는 열융착에 의한 맞대기 융착방식이 사용된다.
Heat fusion method and electro fusion method are also used for the connection of polyethylene pipe by using heat. Butfusion method, socket fusion method, And saddle fusion, and electric fusion is divided into electric socket fusion and electric saddle fusion. In this case, the heat fusion method is a method of melting a portion to be connected by using an external heat source, And electric fusion is a fusion method in which a part to be connected is melted and connected by inserting a heating coil into a joint pipe and applying a power source to the heat wire of the joint pipe to generate a connection, Since there is an inconvenience to use a separate connecting pipe (socket) for socket welding, when connecting the cooling water inlet pipe and the gas transfer pipe, The butt-welding method by heat fusion pipe does not need to be used.

폴리에틸렌 파이프를 맞대기 융착 방식에 의해 서로 연결할 때에는 먼저 연결하고자 하는 2개의 파이프 단부를 클리닝 과정을 통해 파이프 생산시 외피에 형성된 산화피막과 보관이나 운반시 흙이나 먼지 등을 제거한 다음, 연결하고자 하는 2개의 폴리에틸렌 파이프를 융착장치에 의해 클램핑하여 일정 간격을 두고 일렬로 배열한 후, 연결하고자 하는 양 파이프의 마주보는 단면이 정확히 서로 일치되도록 파이프를 정렬한다.When polyethylene pipes are connected to each other by the butt welding method, first, the two pipe ends to be connected are cleaned through the process of removing an oxide film formed on the outer surface of the pipe during the production of the pipe, and then the soil or dust is removed. After the polyethylene pipes are clamped by a fusing device and arranged in a line at regular intervals, the pipes are aligned so that the opposite cross sections of the pipes to be connected exactly match each other.

상기와 같은 과정에 의해 2개의 파이프가 융착장치 상에 정확히 정렬되고 나면, 2개의 파이프 단부 사이에 플레이트 형태의 히터를 삽입하여 파이프의 단부를 용융시킨 다음, 히터를 제거한 상태에서 2개의 파이프를 서로 맞댄 후 용융부분이 냉각될 때까지 적절한 압력을 가하여 접합을 완성한다.
After the two pipes are accurately aligned on the fusing device by the above process, a plate-shaped heater is inserted between the two pipe ends to melt the end of the pipe, and then the two pipes are connected to each other The joint is completed by applying a suitable pressure until the molten part is cooled after it is left.

상기와 같은 과정에 의해 폴리에틸렌 파이프를 연결하고 나면, 도 1에 도시된 바와 같이 일직선 형태의 접합면이 생성되게 되는데, 이와 같이 파이프 접합면이 일직선 형태로 형성되는 경우 굳힘 응력(bending stress)이나 충격에 약할 뿐만 아니라, 외력이나 충격 등에 의해 접합부위에 크랙이 형성되는 경우 크랙이 접합면을 타고 쉽게 성장하게 되고, 이 경우 파이프에 누설이 생기거나 종국에는 파단이 발생될 우려가 있다.
When the polyethylene pipe is connected by the above process, a straight joint surface is formed as shown in FIG. 1, and when the pipe joint surface is formed in a straight line, if the bending stress or shock When cracks are formed on the joint portion due to an external force, impact, or the like, cracks easily grow on the joint surface, and in this case, there is a fear that leakage occurs in the pipe or eventually breakage occurs.

한편, 금속의 강재와 달리 결정성 고분자인 폴리에틸렌의 비체적(specific volume)은 융점(Tm, melting point)을 기준으로 급격한 변화를 보이는데, 위에서 설명한 바와 같이 히터가 제거된 상태에서 파이프를 가압하여 용융된 단부를 서로 접합하게 되면 파이프의 단부면 간의 접합이 이루어지면서 접합면의 온도가 서서히 낮아지고, 접합면의 온도가 융점에 이르게 되면 이 융점(Tm)을 경계로 상변화가 일어나면서 급격한 부피의 변화(축소)가 일어난다.On the other hand, unlike the steel material, the specific volume of polyethylene, which is a crystalline polymer, shows a rapid change based on the melting point (Tm). As described above, when the heater is removed, The temperature of the bonding surface is gradually lowered. When the temperature of the bonding surface reaches the melting point, a phase change occurs at the boundary of the melting point (Tm), and a sharp volume Change (reduction) occurs.

일반적으로 열융착 방식에 의해 폴리에틸렌 파이프를 맞대기 연결할 때에는 도 2에 도시된 그래프와 같은 압력 프로파일을 추종하도록 히터의 표면 온도와 파이프에 가하는 압력 및 시간 등이 제어되는데, 이때 접합강도를 향상시키기 위해 접합공정(도 2에서 T4, T5 기간)에서 압력을 계속 승압시켜 접합하는데, 본 발명자 등은 이와 같이 파이프에 가해지는 압력을 계속 승압시키면서 접합을 행하게 되면 실제로는 융점 주위에서의 비체적의 급격한 변화로 인해 압력을 승압시키는 것만큼의 접합강도의 향상이 이루어지지 않다는 사실을 연구 및 실험을 통해 알게 되었다.
Generally, when a polyethylene pipe is butt-connected by a heat fusion bonding method, the surface temperature of the heater, the pressure and time to be applied to the pipe, and the like are controlled so as to follow the pressure profile as shown in the graph shown in FIG. 2. At this time, In the process (T4 and T5 in FIG. 2), the pressure is continuously increased. The inventors of the present invention have found that when the pressure applied to the pipe is continuously increased while the pressure is applied, the abrupt change of the specific volume around the melting point And it was found through researches and experiments that the bonding strength was not improved as much as the pressure was increased.

JPJP 2001-1628982001-162898 AA USUS 81288538128853 B2B2 USUS 2006-00323492006-0032349 A1A1

본 발명은 상기와 같은 종래의 폴리에틸렌 파이프 연결방법이 가지는 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 파이프에 높은 압력을 가하지 않고도 굽힘응력이나 충격 등에 충분히 강건하며, 크랙의 성장을 효과적으로 저지할 수 있는 폴리에틸렌 파이프 연결방법을 제공하는 데에 그 목적이 있다.
Disclosure of Invention Technical Problem [8] The present invention has been made in order to solve the problems of the conventional polyethylene pipe connecting method as described above, and it is an object of the present invention to provide a polyethylene pipe capable of effectively preventing growth of cracks, The purpose of the connection method is to provide.

상기와 같은 본 발명의 목적은 폴리에틸렌 파이프 연결방법을, 제1,2파이프 단부의 내외주면을 청소하는 클리닝 단계와; 제1,2파이프를 클램핑에 의해 융착장치에 설치 고정하는 파이프 클램핑 단계와; 제1,2파이프의 단부의 설치위치를 미세 조정하여 정렬하는 파이프 미세 정렬 단계와; 전열판을 이용하여 제1,2파이프의 양 단부를 용융시키는 파이프 단부 용융 단계 및; 용융 부분을 서로 맞댄 다음, 맞대어진 부분이 적절한 온도로 냉각될 때까지 제2파이프에 압력을 가하여 제1,2파이프가 가압된 상태로 계속 유지되도록 함으로써 용융된 단부가 접합되도록 하는 파이프 접합 단계로 이루어지고, 파이프 접합 단계에서 제2파이프에 가해지는 압력을 제1,2파이프의 접합부분에서의 비체적의 변화를 추종하도록 제어하는 것에 의해 달성된다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of connecting a polyethylene pipe, the method comprising: a cleaning step of cleaning the inner and outer peripheral surfaces of the first and second pipe ends; A pipe clamping step of fixing the first and second pipes to the fusing device by clamping; Aligning the mounting positions of the ends of the first and second pipes by fine adjustment; A pipe end melting step of melting both ends of the first and second pipes using a heat transfer plate; And the first and second pipes are kept in a pressurized state by applying pressure to the second pipe until the molten portions are turned back to each other until the butted portion is cooled to an appropriate temperature so that the molten ends are joined together And controlling the pressure applied to the second pipe in the pipe joining step to follow the change in volume at the joining portion of the first and second pipes.

그리고 본 발명은 클리닝 단계가 행해지기 전에 상기 제1,2파이프를 접합하였을 때 접합면의 형상이 "┌┘" 형상이 되도록 제1파이프의 단부에는 홈부와 수직부가 형성되도록 하고, 제2파이프의 단부에는 돌출부와 수직부가 형성되도록 파이프의 단부를 절삭하는 파이프 단부 절삭 단계가 행해지고, 파이프 단부 용융 단계에서 사용되는 전열판은 단면의 형상이 "┌┘" 형상에 적합한 형상을 가지도록 제작된 전열판이 사용되는 것을 특징으로 한다.According to the present invention, when the first and second pipes are joined together before the cleaning step is performed, grooves and vertical portions are formed at the end of the first pipe so that the shape of the joint surface is " The end portion of the pipe is subjected to a pipe end cutting step for cutting the end portion of the pipe so as to form the protruding portion and the vertical portion, and the heat transfer plate used in the pipe end melting step is used as a heat transfer plate .

또한 본 발명은 파이프 클램핑 단계와 파이프 미세 정렬 단계 사이에는 제1,2파이프 사이에 면가공장치를 설치하여 제1,2파이프의 서로 마주보는 단부 표면을 각각 가공하는 파이프 단부 표면가공 단계가 추가되는 것을 또 다른 특징으로 한다.Further, between the pipe clamping step and the pipe micro-aligning step, a surface finishing device is provided between the first and second pipes to add a pipe end surface machining step for machining the opposite end surfaces of the first and second pipes, respectively Another feature.

이에 더하여 본 발명은 홈부와 수직부, 돌출부와 수직부를 각각 연결하는 부분에는 수평선을 기준으로 5∼20°의 경사면이 형성되는 것을 또 다른 특징으로 한다.
In addition, the present invention is characterized in that a slope of 5 to 20 degrees is formed on a horizontal line as a connecting portion between the groove portion and the vertical portion and between the protruding portion and the vertical portion.

본 발명은 폴리에틸렌 재질의 물리적 특성(비체적의 변화)에 맞추어 융착 압력을 제어함으로써 큰 압력을 사용하지 않고서도 폴리에틸렌 파이프를 견고하게 융착 연결할 수 있다.According to the present invention, by controlling the fusing pressure in accordance with the physical properties (specific volume change) of the polyethylene material, the polyethylene pipe can be firmly fused and connected without using large pressure.

또한 본 발명은 2개의 폴리에틸렌 파이프 단부에 각각 홈부와 돌출부를 형성하여 이들을 맞댐 융착에 의해 "┌┘" 형상을 가지도록 서로 연결함으로써 기계적 성능이 우수한 연결부위가 제공된다.Further, according to the present invention, grooves and protrusions are formed at the end portions of two polyethylene pipes, and these are connected to each other so as to have a shape of "┌┘" by abutting fusion, thereby providing a connecting portion having excellent mechanical performance.

그리고 본 발명은 융착부가 일직선이 아닌 "┌┘" 형상으로 형성되기 때문에 접합부위에 크랙이 생성되는 경우에도 생성된 크랙의 성장이 파이프 모재에 의해 저지되어 더 이상 성장하지 못하게 되므로 크랙의 성장을 효과적으로 저지할 수 있다.
In the present invention, since the fused portion is formed not in a straight line but in a shape of "┌┘", even when a crack is generated on the joint portion, the growth of the generated crack is blocked by the pipe base material, can do.

도 1은 종래의 폴리에틸렌 파이프를 맞대기 열융착한 예를 보인 단면도,
도 2는 종래 맞대기 열융착을 이용하여 폴리에틸렌 파이프를 연결할 때 파이프에 가해지는 압력을 진행시간에 따라 나타낸 압력 프로파일,
도 3은 본 발명에 따른 맞대기 열융착을 이용한 폴리에틸렌 파이프 연결방법을 나타낸 순서도,
도 4는 본 발명에 따른 폴리에틸렌 파이프를 맞대기 열융착하는 예를 보인 공정도이다.
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example in which a conventional polyethylene pipe is heat-
FIG. 2 is a view showing a pressure profile showing the pressure applied to the pipe when the polyethylene pipe is connected using the conventional butt joint,
FIG. 3 is a flowchart showing a method of connecting a polyethylene pipe using butt welding according to the present invention.
Fig. 4 is a process diagram showing an example of thermally fusing a polyethylene pipe according to the present invention.

이하에서는 바람직한 실시예를 도시한 첨부 도면을 통해 본 발명의 구성과 작용을 더욱 상세히 설명한다.
Hereinafter, the structure and operation of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings, which show preferred embodiments.

본 발명은 폴리에틸렌 파이프 연결방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 폴리에틸렌 파이프 연결방법은 도 3에 도시된 바와 같이 파이프 단부 절삭 단계(S100), 클리닝 단계(S200), 파이프 클램핑 단계(S300), 파이프 단부 표면가공 단계(S400), 파이프 미세 정렬 단계(S500), 파이프 단부 용융 단계(S600) 및 파이프 접합 단계(S700)로 이루어지며, 이하에서는 각각의 단계에 대해 상세히 설명한다.
As shown in FIG. 3, the method for connecting a polyethylene pipe according to the present invention includes a pipe end cutting step S100, a cleaning step S200, a pipe clamping step S300, A surface finishing step S400, a pipe fine aligning step S500, a pipe end melting step S600, and a pipe joining step S700. Hereinafter, each step will be described in detail.

(1) 파이프 단부 절삭 단계(S100)(1) Pipe end cutting step (S100)

이 단계는 후술하는 파이프 접합 단계(S700)에 의해 양 파이프를 접합하였을 때 접합면의 형상이 "┌┘" 형상이 되도록 도 4에 도시된 바와 같이 양 파이프의 단부를 절삭 가공하는 단계로서, 본 발명의 파이프 연결방법은 주로 직경이 300 mm 이상인 대구경의 폴리에틸렌 파이프에 대해 적용되기 때문에 본 단계는 통상 절삭공장에서 이루어지지만, 상황에 따라서는 작업현장에서 이루어질 수도 있다.
This step is a step of cutting the end portions of both pipes as shown in Fig. 4 so that the shape of the joint surface becomes "┌┘" when both pipes are joined by a pipe joining step (S700) Since the pipe connection method of the invention is mainly applied to large diameter polyethylene pipes having a diameter of 300 mm or more, this step is usually performed at a cutting plant, but it may be performed at a work site depending on the situation.

앞서 설명한 바와 같이 맞대기 열융착 방식에 의해 폴리에틸렌 파이프를 일직선 형태의 접합면이 생기도록 연결하게 되면 굳힘 응력이나 충격에 약하고, 크랙이 쉽게 성장하는 문제가 있으며, 이에 따라 본 발명에서는 이러한 문제를 해소할 수 있도록 접합면의 형상을 일직선 형태가 아닌 형상을 가지도록 하는데, 이를 위해 2개의 파이프 중 한 개의 파이프 단부에는 홈부가 형성되도록 절삭하고, 다른 파이프의 단부에는 홈부의 깊이와 동일한 길이를 가지는 돌출부가 형성되도록 절삭하여 이들 2개의 파이프를 맞대었을 때 접합면의 형상이 전체적으로 "┌┘" 형상이 되도록 하며, 이때 홈부와 돌출부의 두께는 이들 홈부와 돌출부에 각각 이어지는 수직부의 두께와 동일하도록 형성하는 것이 바람직하다.As described above, if a polyethylene pipe is connected by a butt joint fusion method so as to form a straight joint surface, there is a problem that it is weak against a hardening stress or an impact and a crack easily grows. Accordingly, in the present invention, To achieve this, a cutout is formed in the pipe end of one of the two pipes to form a groove, and a protrusion having a length equal to the depth of the groove is formed at the end of the other pipe So that when the two pipes are brought into contact with each other, the shape of the joining surface is made to be an overall shape, and the thickness of the groove and the protrusion is formed to be equal to the thickness of the vertical portion desirable.

또한 홈부와 돌출부를 형성할 때 이들 홈부와 돌출부에 각각 이어지는 수직부를 이루는 면의 표면도 미세 절삭하여 수직부의 표면이 매끄러운 상태로 하는 것이 바람직하다.Further, when forming the groove portion and the projection portion, it is preferable that the surface of the surface constituting the vertical portion continuing to each of the groove portion and the projection portion is also finely cut so that the surface of the vertical portion is smooth.

그리고 상기와 같이 접합면의 형상을 "┌┘" 형상이 되도록 파이프 단부를 절삭한 다음, 후술하는 파이프 접합 단계(S700)에 의해 양 파이프를 서로 가압하여 접합하는 경우 홈부와 돌출부가 서로 맞닿는 부분과 수직부에는 각각 적절한 압력이 가해지기 때문에 이들이 접합된 면은 적절한 강도가 확보되지만, 홈부와 수직부를 연결하는 면과, 돌출부와 수직부를 연결하는 부분은 면은 수평으로서 서로 평행하기 때문에 이들 면은 가압되지 않고 용융된 폴리에틸렌의 결합에 의해서만 연결되기 때문에 이 부분에서의 강도가 다른 부분에 비해 낮을 수 있다.When the ends of the pipe are cut so that the shape of the joining surface is shaped like the above and then the pipes are pressed together by the pipe joining step (S700) to be described later, portions where the grooves and the projections come into contact with each other Since appropriate pressure is applied to the vertical portions, appropriate strength is ensured for the joined surfaces. However, since the surfaces connecting the groove portion and the vertical portion and the portions connecting the projecting portion and the vertical portion are parallel to each other as horizontal, But the strength at this part can be lower than that of the other part because it is connected only by the bonding of the melted polyethylene.

이에 따라 홈부와 수직부, 돌출부와 수직부를 각각 연결하는 부분을 수평으로 절삭하지 않고 수평선을 기준으로 5∼20°로 경사지도록 형성하는 것이 바람직한데, 이는 위의 각도 범위로 경사면을 형성하는 경우에도 충분한 접합 강도를 확보할 수 있으며, 이 범위보다 더 큰 각도로 경사면을 형성하는 경우 크랙의 진전을 저지하는 효과가 크지 않게되는데 따른 것이다.
Accordingly, it is preferable to form the groove portion, the vertical portion, and the portion connecting the projecting portion and the vertical portion so as to be inclined at 5 to 20 degrees with respect to the horizontal line without horizontally cutting. Sufficient joining strength can be ensured, and when the inclined surface is formed at an angle larger than this range, the effect of inhibiting the progress of the crack is not so large.

상기와 같은 과정에 의해 제1,2파이프(10, 20)의 단부에 각각 홈부와 돌출부가 형성되고 나면, 가공된 폴리에틸렌 파이프는 작업현장으로 운반되며, 이때 가공된 파이프의 양 단부에는 보호캡이 설치되는 것이 바람직하다.
When the grooves and protrusions are formed on the ends of the first and second pipes 10 and 20 by the above process, the processed polyethylene pipe is transported to a work site. At this time, .

(2) 클리닝 단계(S200)(2) Cleaning step (S200)

폴리에틸렌 파이프를 생산할 때에는 통상 외피에 산화피막이 형성되고, 파이프 보관이나 운반시에 파이프의 외면이 내면에 흙이나 먼지 등의 이물질이 부착되는데, 이 단계는 폴레에틸렌 파이프를 융착하기 전에 연결하고자 하는 2개의 파이프(제1파이프(10), 제2파이프(20)) 단부의 내외주면을 깨끗이 청소하는 단계이다.
When producing a polyethylene pipe, an oxide film is usually formed on the outer surface of the pipe. When the pipe is stored or transported, the outer surface of the pipe adheres to the inner surface of the pipe with foreign matter such as soil or dust. The inner and outer peripheral surfaces of the ends of the pipes (the first pipe 10 and the second pipe 20) are cleaned.

(3) 파이프 클램핑 단계(S300)(3) Pipe Clamping Step (S300)

이 단계는 상기 클리닝 단계(S200)에 의해 연결하고자 하는 제1,2파이프(10, 20)의 단부가 각각 깨끗하게 청소되고 나면, 이들 제1,2파이프(10, 20)를 융착장치에 설치하여 고정하는 단계로서, 이때 융착장치는 좌우에 각각 한 쌍씩, 4개의 클램핑 조(clamping jaw)와, 좌우 2쌍의 클램핑 조 중에서 우측에 설치된 한 쌍의 클램핑 조를 좌우로 이동시키는 구동수단과, 좌우 한 쌍씩의 클램핑 조 사이에 설치되면서 힌지에 의해 회동 가능한 구조의 전열판 및, 구동수단의 이동과 전열판의 동작 등을 제어하는 제어기를 포함하는 구조이다.In this step, after the ends of the first and second pipes 10 and 20 to be connected are cleaned by the cleaning step S200, the first and second pipes 10 and 20 are installed in the fusing device Wherein the fusing device comprises four clamping jaws, one pair of left and right clamping jaws, a pair of right and left clamping jaws, a pair of right and left clamping jaws, And a controller for controlling the movement of the driving means and the operation of the heat transfer plate, and the like, which are installed between the pair of clamping tanks and are rotatable by the hinge.

그리고 4개의 클램핑 조는 각각 하부쪽에 위치하는 하부조와, 하부조의 상부에 위치하면서 힌지에 의해 회동 가능한 구조의 상부조로 이루어지고, 이들 상하부조가 서로 결합되면 파이프와 같이 원형을 형성하며, 이때 각각의 클램핑 조에는 상하부조를 결합하는 조절볼트가 구비되고, 클램핑 조의 내부에는 설치되는 파이프의 크기에 따라 필요한 경우 적절한 크기의 인서트가 설치된다.The four clamping jaws are composed of a lower jaw located at the lower side and a upper jaw located at the upper side of the lower jaw and rotatable by the hinge. When these upper and lower jaws are coupled to each other, a circular shape is formed like a pipe, An adjusting bolt for joining the upper and lower tanks is provided, and an insert of an appropriate size is provided, if necessary, depending on the size of the pipe provided inside the clamping tank.

또한, 한 쌍의 클램핑 조를 좌우 방향으로 이동시키는 구동수단은 유압실린더와 유압펌프 등이 구비된 유압장치로 이루어지며, 이들 한 쌍의 클램핑 조는 하나의 유압실린더에 결합되어 유압실린더의 동작에 따라 동시에 좌우 방향으로 이동된다.The driving means for moving the pair of clamping jaws in the left and right direction is constituted by a hydraulic device having a hydraulic cylinder and a hydraulic pump, and the pair of clamping jaws are coupled to one hydraulic cylinder, At the same time, it is moved in the left and right direction.

상기와 같은 구조로 이루어진 융착장치에 연결하고자 하는 2개의 파이프(제1,2파이프(10, 20))를 설치하여 고정할 때에는 먼저, 전열판을 회동시켜 전열판을 들어 올리고, 4개의 클램핑 조에 설치된 조절너트를 풀어 상부조를 들어 올려 클램핑 조의 상부를 개방한 상태에서 개방된 한 쌍의 좌측 클램핑 조에는 제1파이프(10)에 위치되도록 하고, 한 쌍의 우측 클램핑 조에는 제2파이프(20)가 위치되도록 한 후, 클램핑 조의 상부조를 닿고 조절너트를 이용하여 파이프를 고정하며, 이에 의해 제1,2파이프(10, 20)가 적정 간격을 두고 융착장치 상에 축방향을 따라 일직선으로 배열되게 된다. 이때 조절너트의 결합력을 조절하여 좌우 각각 한 쌍의 클램핑 조의 외측에 위치하는 2개의 클램핑 조는 상대적으로 견고하게 고정되도록 하고, 내측에 위치하는 2개의 클램핑 조는 상대적으로 느슨하게 고정되도록 한다.
When the two pipes (first and second pipes 10 and 20) to be connected to the fusing apparatus having the above structure are installed and fixed, the heat transfer plate is first rotated to lift the heat transfer plate, and the adjustment in the four clamping tanks The pair of left clamping jaws are placed in the first pipe 10 and the pair of right clamping jaws are provided with the second pipe 20 in the pair of right clamping jaws So that the first and second pipes 10 and 20 are arranged linearly along the axial direction on the fusing device at an appropriate interval do. At this time, by adjusting the coupling force of the adjusting nut, the two clamping jaws located outside the pair of right and left clamping jaws are fixed relatively firmly, and the two clamping jaws located inside are relatively loosely fixed.

또한, 필요한 경우에는 융착장치의 외측에 설치높이를 조절할 수 있는 지지롤러를 설치하여 설치높이가 적절히 조절된 이들 지지롤러 상에 파이프를 설치함으로써 이에 의해 2개의 파이프가 일직선을 유지되도록 하는 동시에 파이프의 좌우 이동이 원활하도록 한다.
In addition, if necessary, a support roller capable of adjusting the installation height can be provided on the outside of the fusing device, and a pipe is provided on these support rollers whose installation height is appropriately adjusted to thereby maintain the two pipes in a straight line, Make sure that the left and right movement is smooth.

(4) 파이프 단부 표면가공 단계(S400)(4) Step of machining the pipe end surface (S400)

이 단계는 상기 파이프 클램핑 단계(S300)에 의해 제1,2파이프(10, 20)가 융착장치 상에 서로 적절한 간격을 두고 고정되고 나면, 이들 파이프 사이에 면가공장치를 설치하여 서로 마주보는 제1,2파이프(10, 20) 각각의 단부면을 절삭 또는 연삭함으로써 가공하는 단계로서, 위의 파이프 단부 절삭 단계(S100)에서 제1,2파이프(10, 20) 단부 절삭과 함께 각각의 수직부 단면에 대한 절삭도 이루어진 경우에는 다시 본 단계가 행해질 필요가 없지만, 파이프의 단면 상태가 접합 품질에 크게 영향을 미치기 때문에 운반과정 또는 파이프 설치과정에서 파이프의 단부에 이물질 등이 부착되거나, 또는 파이프 단부 절삭 단계(S100)에서 제1,2파이프(10, 20) 각각의 수직부 단면이 절삭되지 않은 경우 본 단계가 수행되며, 따라서 본 단계는 필요에 따라 이루어지는 선택적인 단계이다.
In this step, if the first and second pipes 10 and 20 are fixed on the fusing device at appropriate intervals by the pipe clamping step (S300), a face machining device is installed between the pipes, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, However, since the cross-sectional state of the pipe significantly affects the quality of the joint, foreign substances or the like may be adhered to the end of the pipe during the transportation process or the pipe installation process, In the end cutting step S100, if the vertical section of each of the first and second pipes 10 and 20 is not cut, this step is performed, so that this step is performed in an optional step to be.

본 단계에서 파이프의 단부 표면을 가공할 때에는 제1,2파이프(10, 20) 사이에 면가공장치를 설치한 상태에서 융착장치의 제어기를 제어하여 제1,2파이프(10, 20)의 양 단면이 면가공장치의 측면에 맞닿도록 한 다음, 면가공장치를 동작시켜 파이프의 단부 표면을 미세 절삭하거나 연삭하며, 이에 의해 파이프 단부의 수직부는 각각 파이프의 중심선에 대해 수직을 이루면서 매끈하게 된다.When processing the end surface of the pipe in this step, the controller of the fusing device is controlled in a state in which the surface machining device is installed between the first and second pipes 10 and 20 so that the amount of the first and second pipes 10 and 20 The end face of the pipe is finely cut or ground by operating the face machining device so that the end face of the face end faces the side face of the face finishing machine so that the vertical portions of the pipe end become smooth and perpendicular to the center line of the pipe respectively.

그리고 파이프 단부 표면의 가공은 1개의 면가공장치에 의해 이루어질 수도 있으나, 2개의 면가공장치에 의해 이루어질 수도 있으며, 이때 파이프 단부 표면의 가공은 돌출부, 홈부 및 수직부 전체에 대해 이루어진다.
The processing of the pipe end surface may be performed by one surface processing apparatus, but may also be performed by two surface processing apparatuses, in which processing of the pipe end surface is performed for the entire projections, grooves and vertical portions.

(5) 파이프 미세 정렬 단계(S500)(5) Pipe fine alignment step S500

이 단계는 상기와 같은 과정에 의해 2개의 파이프가 클램프에 의해 일직선으로 배열되거나, 또는 파이프의 단부 표면이 가공되고 나면 제1,2파이프(10, 20)를 맞대어 접합하였을 때 단부면의 위치 어긋남이 최소화될 수 있도록 서로 마주보는 파이프의 단부의 설치위치를 미세하게 조정하여 정렬하는 단계로서, 이러한 위치 정렬은 4개의 클램핑 조에 각각 설치된 위치 조정볼트의 결합력을 조정함으로써 이루어지는데, 특히 내측에 위치하는 2개의 클램핑 조에 부착된 조절너트를 조절함으로써 이루어지며, 이러한 정렬 작업은 구동수단을 이용하여 연결되는 파이프(제2파이프(20))를 좌우로 이동시켜가면서 조절볼트의 조이는 과정을 반복함으로써 더욱 정교하고 정확하게 이루어질 수 있다.
In this step, the two pipes are arranged in a straight line by the above-mentioned process, or after the end surfaces of the pipes are processed, the positional deviation of the end faces when the first and second pipes 10, The position of the end of the pipe facing each other is finely adjusted and aligned so that the position of the end of the pipe facing each other can be minimized. Such positioning is achieved by adjusting the coupling force of the position adjusting bolts respectively provided in the four clamping jaws. This is accomplished by repeating the tightening process of the adjusting bolt while moving the pipe (second pipe 20) connected by using the driving means to the left and right, And can be done accurately.

(6) 파이프 단부 용융 단계(S600)(6) Melting step of pipe end (S600)

이 단계는 파이프 미세 정렬 단계(S500)에 의해 제1,2파이프(10, 20)의 양 단부가 정확히 일치되도록 설치되고 나면, 융착장치의 전열판을 이들 제1,2파이프(10, 20) 사이에 위치시킨 상태에서 구동장치를 동작시켜 제2파이프(20)를 이동시켜 제1,2파이프(10, 20)의 단부가 전열판의 측면에 접촉되도록 한 다음, 전열판에 전원을 공급하여 파이프의 양 단부를 용융시키는 단계로서, 이때 전열판의 단면 형상은 양 단부가 접합되었을 때의 형상, 즉 "┌┘" 형상에 적합한 형상을 가지도록 제작된다.
This step is performed so that both end portions of the first and second pipes 10 and 20 are precisely matched by the pipe fine alignment step S500 and the heat transfer plate of the fusing device is interposed between the first and second pipes 10 and 20 The second pipe 20 is moved so that the ends of the first and second pipes 10 and 20 are brought into contact with the side surface of the heat transfer plate. Then, power is supplied to the heat transfer plate, Wherein the cross-sectional shape of the heat transfer plate is formed so as to have a shape suitable for the shape when the both ends are joined, that is, the shape of "shape ".

그리고 전열판에 전원을 가하여 제1,2파이프(10, 20)의 단부를 용융시킬 때에는 구동장치를 동작시켜 용융이 진행됨에 따라 파이프의 길이가 짧아지는 만큼 제2파이프(20)를 이동시키면서 작업이 이루어지며, 이때 파이프 축방향으로 과도한 힘이 가해지게 되면 자칫 용착면의 단면에 "V"자의 형의 몰입(concave)이 형성되는 등의 융착 불량이 발생될 수 있기 때문에 구동장치를 이용하여 파이프를 이동시킬 때에는 파이프가 가압되지 않도록 하는데, 이를 위해 융착장치에는 파이프 단부에 가해진 압력을 측정하기 위한 압력 측정장치가 구비되어 그 측정결과가 제어기에 입력되고, 제어기는 이러한 입력된 측정결과에 따라 구동장치의 스트로크를 적절히 제어함으로써 파이프가 가압되지 않도록 하며, 이러한 융착장치의 구조와 제어방법은 이미 알려져 있으므로 이에 대한 더 이상의 상세한 설명은 생략한다.When the ends of the first and second pipes 10 and 20 are melted by applying power to the heat transfer plate, the driving device is operated to move the second pipe 20 as the length of the pipe becomes shorter as the melting progresses, At this time, if an excessive force is applied to the pipe axis direction, fusion defects such as formation of a concave of a "V " shape on the end face of the welded surface may occur. In order to achieve this, the fusing device is provided with a pressure measuring device for measuring the pressure applied to the end of the pipe. The result of the measurement is inputted to the controller, So that the pipe is not pressurized. The structure and control method of such a fusing device are already known And thus a further detailed description thereof will be omitted.

그리고 전열판에 의해 용융되는 부분의 길이는 전열판의 측면으로 돌출되는 비드의 크기를 통해 확인할 수 있으며, 이때 비드의 크기는 파이프의 직경과 두께에 따라 다르고, 따라서 용융작업은 연결하고자 하는 파이프의 직경과 두께에 따라 적절한 크기의 비드가 형성될 때까지 진행되며, 이를 위해 파이프의 직경과 두께에 따른 적절한 비드의 크기를 적시한 룩업 테이블이 사전에 준비된다.
The length of the portion melted by the heat transfer plate can be confirmed by the size of the bead protruding to the side of the heat transfer plate. The size of the bead differs depending on the diameter and thickness of the pipe, A suitable look-up table is prepared in advance to form a bead having an appropriate size according to the thickness of the pipe.

(7) 파이프 접합 단계(S700)(7) Pipe joining step (S700)

이 단계는 상기 파이프 단부 용융 단계(S600)에 의해 제1,2파이프(10, 20)의 단부가 적절한 길이로 용융되고 나면 구동장치를 이용하여 제2파이프(20)를 후퇴시켜 제1,2파이프(10, 20) 사이에 설치된 전열판을 제거한 상태에서 용융된 단부가 평평한지 또는 흠결이 없는지 등을 신속하게 검사한 다음, 단부의 용융상태가 양호한 것으로 판단되면 제2파이프(20)를 제1파이프(10) 쪽으로 전진시켜 제2파이프(20)의 단부를 제1파이프(10)의 단부에 맞대어 제1,2파이프(10, 20)를 고정한 상태에서 제2파이프(20)에 적절한 압력을 가함으로써 파이프 융착부위가 가압된 상태로 계속 유지되도록 하여 용융 부분의 결합에 의해 파이프가 일체로서 접합되도록 하는 단계로서, 이러한 가압 상태는 용착 부분이 적절한 온도로 냉각될 때까지 지속되며, 냉각이 완료되고 나면 파이프의 융착작업이 종료된다. 이때 냉각시간(가압 유지시간)은 파이프 융착 부분의 가동에 상당한 영향을 미치며, 따라서 냉각시간은 통상 파이프 두께 1인치(inch)당 최소 11분 이상 소요된다.In this step, after the ends of the first and second pipes 10 and 20 are melted to an appropriate length by the pipe end melting step S600, the second pipe 20 is retracted by using the driving device, If the molten end of the pipe 10 or 20 is removed and the end of the molten end is checked for flatness or defect, then if the molten state of the end portion is judged to be good, The first pipe 10 is advanced to the pipe 10 so that the end of the second pipe 20 is brought into contact with the end of the first pipe 10 and the proper pressure is applied to the second pipe 20 in a state where the first and second pipes 10 and 20 are fixed So that the welded portion of the pipe continues to be maintained in a pressurized state so that the pipe integrally joins by the engagement of the molten portion. This pressurized state continues until the welded portion is cooled to an appropriate temperature, Once the pipe The fusion welding operation is terminated. At this time, the cooling time (pressurization holding time) has a considerable influence on the operation of the pipe fusion part, so that the cooling time usually takes a minimum of 11 minutes per inch of pipe thickness.

그리고 위 검사과정에서 검사결과 용융된 단부가 불량한 것으로 판단되는 경우 용융 부분을 절삭하여 제거한 다음, 위의 절차를 반복한다.
If it is judged that the melted end is bad in the above inspection process, cut off the melted part and then repeat the above procedure.

위에서 설명한 바와 같이 파이프가 접합될 때 접합부위의 온도가 융점 부분이 되면 비체적이 급격히 줄어들게 되고, 이 상태에서 압력을 계속 승압하더라도 접합부분의 강도가 크게 향상되지 않고, 오히려 비드의 크기가 과도하게 커지게 되는 등의 문제가 있기 때문에 본 발명에서는 이러한 폴리에틸렌 재질의 물리적 특성에 맞추어 파이프에 가하는 압력을 제어하는데, 이를 위해 융착장치에는 파이프에 가해지는 압력을 검출하는 압력센서와, 접합부분의 온도를 검출하는 온도센서 및 파이프의 가압에 따른 파이프의 이송량을 측정하는 엔코더가 구비되어 제어기와 연결되고, 융착장치의 제어기에는 융점을 입력하는 수단과 타이머 등이 구비된다.As described above, when the temperature of the joining portion becomes the melting point portion when the pipe is joined, the bulkiness is sharply reduced. Even if the pressure is continuously increased in this state, the strength of the joining portion is not greatly improved. On the contrary, In the present invention, the pressure applied to the pipe is controlled according to the physical properties of the polyethylene material. To this end, the fusing device includes a pressure sensor for detecting the pressure applied to the pipe, A temperature sensor for measuring the temperature of the pipe, and an encoder for measuring the feed amount of the pipe in accordance with the pressure of the pipe, and is connected to the controller, and the controller of the fusing apparatus is provided with means for inputting a melting point and a timer.

상기와 같은 구성에 의해, 접합을 행할 때에는 제어기에 융점을 입력한 상태에서 파이프에 가해지는 압력을 계속 승압시켜가면서 접합을 행하고, 이와 동시에 온도센서에 의해 접합부분의 온도를 검출하여 접합부분의 온도가 융점에 이르면 구동수단의 피스톤에 가해지는 압력을 조절함으로써 파이프의 이동속도를 제어하여 비체적의 변화량에 추종하도록 제어되는데, 이때 파이프 이동속도는 파이프의 직경과 두께와 온도별 비체적 등에 의해 산출되고, 산출된 파이프의 이동속도는 제어기에 미리 제어프로그램으로서 입력되며, 이 입력된 파이프 이동속도에 맞추어 파이프가 실제로 이동되는지는 타이머와 엔코더에 의해 검출된 이송거리에 의해 확인할 수 있으며, 실제의 파이프 이송거리는 파이프의 정확한 이송을 위한 피드백 값으로 사용될 수 있다.
According to the above-described configuration, when joining is performed, the joining is performed while the pressure applied to the pipe is continuously increased while the melting point is inputted to the controller. At the same time, the temperature of the joining portion is detected by the temperature sensor, The pipe moving speed is controlled by controlling the moving speed of the pipe by controlling the pressure applied to the piston of the driving means so that the pipe moving speed is calculated by the pipe diameter and thickness, The calculated moving speed of the pipe is input to the controller as a control program in advance. Whether the pipe is actually moved in accordance with the inputted pipe moving speed can be confirmed by the timer and the moving distance detected by the encoder. The feed distance can be used as a feedback value for accurate feed of the pipe. The.

이상 설명한 바와 같이 본 발명은 폴리에틸렌 파이프의 양 단부에 각각 홈부와 돌출부를 형성하고, 폴리에틸렌 재질의 물리적 특성에 맞추어 융착과정을 제어함으로써 기계적으로 더욱 강건하면서도 크랙의 성장을 저지할 수 있는 폴리에틸렌 파이프 융착 연결이 제공된다.
As described above, according to the present invention, the grooves and the projections are formed at both ends of the polyethylene pipe, and the fusion process is controlled according to the physical properties of the polyethylene material. Thus, / RTI >

10: 제1파이프 20: 제2파이프10: first pipe 20: second pipe

Claims (4)

제1,2파이프(10, 20)로 이루어진 2개의 폴리에틸렌 파이프를 맞대기 융착에 의해 서로 연결하는 파이프 연결방법에 있어서,
상기 제1,2파이프(10, 20) 단부의 내외주면을 청소하는 클리닝 단계(S200)와;
상기 제1,2파이프(10, 20)를 클램핑에 의해 융착장치에 설치 고정하는 파이프 클램핑 단계(S300)와;
상기 제1,2파이프(10, 20)의 단부의 설치위치를 미세 조정하여 정렬하는 파이프 미세 정렬 단계(S500)와;
전열판을 이용하여 상기 제1,2파이프(10, 20)의 양 단부를 용융시키는 파이프 단부 용융 단계(S600) 및;
상기 제1,2파이프(10, 20)의 단부를 서로 맞댄 다음, 맞대어진 부분이 적절한 온도로 냉각될 때까지 상기 제2파이프(20)에 압력을 가하여 상기 제1,2파이프(10, 20)가 가압된 상태로 계속 유지되도록 함으로써 용융된 단부가 접합되도록 하는 파이프 접합 단계(S700)로 이루어지고,
상기 파이프 접합 단계(S700)에서 상기 제2파이프(20)에 가해지는 압력은 상기 제1,2파이프(10, 20)의 맞댄 부분에서의 비체적의 변화를 추종하도록 제어되는 것을 특징으로 하는 맞대기 열융착을 이용한 폴리에틸렌 파이프 연결 방법.

A pipe connecting method for connecting two polyethylene pipes made up of first and second pipes (10, 20) by butt welding,
A cleaning step (S200) of cleaning inner and outer peripheral surfaces of the ends of the first and second pipes (10, 20);
A pipe clamping step (S300) of fixing the first and second pipes (10, 20) to the fusing device by clamping;
(S500) for finely adjusting and aligning the installation positions of the ends of the first and second pipes (10, 20);
A pipe end melting step (S600) for melting both ends of the first and second pipes (10, 20) using a heat transfer plate;
After the end portions of the first and second pipes 10 and 20 are turned back to each other, a pressure is applied to the second pipe 20 until the butted portion is cooled to an appropriate temperature, (S700) for allowing the molten ends to be joined to each other,
Wherein the pressure applied to the second pipe (20) in the pipe joining step (S700) is controlled so as to follow a change in specific volume in the butted portion of the first and second pipes (10, 20) Connection method of polyethylene pipe using thermal welding.

청구항 1에 있어서,
상기 클리닝 단계(S200) 전에 상기 제1,2파이프(10, 20)를 접합하였을 때 접합면의 형상이 "┌┘" 형상이 되도록 상기 제1파이프(10)의 단부에는 홈부와 수직부가 형성되도록 하고, 상기 제2파이프(20)의 단부에는 돌출부와 수직부가 형성되도록 파이프의 단부를 가공하는 파이프 단부 절삭 단계(S100)가 행해지고,
상기 파이프 단부 용융 단계(S600)에서 사용되는 전열판은 단면의 형상이 "┌┘" 형상에 적합한 형상을 가지도록 제작된 전열판이 사용되는 것을 특징으로 하는 맞대기 열융착을 이용한 폴리에틸렌 파이프 연결 방법.
The method according to claim 1,
When the first and second pipes 10 and 20 are joined before the cleaning step S200, the groove and the vertical portion are formed on the end of the first pipe 10 such that the shape of the joint surface is " A pipe end cutting step S100 is performed in which an end portion of the pipe is machined so as to form a protrusion and a vertical portion at the end of the second pipe 20,
Wherein the heat transfer plate used in the pipe end melting step (S600) is a heat transfer plate manufactured to have a shape suitable for the shape of a cross section.
청구항 2에 있어서,
상기 파이프 클램핑 단계(S300)와 상기 파이프 미세 정렬 단계(S500) 사이에는 상기 제1,2파이프(10, 20) 사이에 면가공장치를 설치하여 상기 제1,2파이프(10, 20)의 서로 마주보는 단부 표면을 각각 가공하는 파이프 단부 표면가공 단계(S400)가 추가되는 것을 특징으로 하는 맞대기 열융착을 이용한 폴리에틸렌 파이프 연결 방법.
The method of claim 2,
A surface machining device is installed between the first and second pipes 10 and 20 between the pipe clamping step S300 and the pipe fine aligning step S500, And a pipe end surface machining step (S400) for machining the facing end surfaces, respectively, is added to the pipe end surface machining step (S400).
청구항 2에 있어서,
상기 홈부와 수직부, 상기 돌출부와 수직부를 각각 연결하는 부분에는 수평선을 기준으로 5∼20°의 경사면이 형성되는 것을 특징으로 하는 맞대기 열융착을 이용한 폴리에틸렌 파이프 연결 방법.

The method of claim 2,
Wherein the groove and the vertical portion, and the portion connecting the projecting portion and the vertical portion, respectively, have inclined surfaces of 5 to 20 degrees with respect to a horizontal line.

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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106956438A (en) * 2017-03-21 2017-07-18 鹤山联塑实业发展有限公司 The equipment and Electric thermal smelting belt installation method of Electric thermal smelting belt are installed for conduit insert
CN106903894A (en) * 2017-05-08 2017-06-30 四川理工学院 A kind of plastic pipe hot-melt welding equipment and its welding method
KR102265638B1 (en) 2020-08-12 2021-06-21 주식회사 사이몬 Polyethylene composition with excellent pressure and scratch resistance, added slip agent, and pipe using the same
CN114919184A (en) * 2022-04-24 2022-08-19 南通博鎏机电科技有限公司 PVC pipeline hot melting butt joint machine tool control method

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR0130947B1 (en) * 1994-04-29 1998-04-13 문수창 Auto-welding apparatus for plastic pipe
JP2001162898A (en) 1999-12-14 2001-06-19 Casio Comput Co Ltd Printer and method for printing
JP2002045977A (en) * 2000-08-07 2002-02-12 Japan Steel & Tube Constr Co Ltd Method for joining hollow pipes
JP2004243657A (en) * 2003-02-14 2004-09-02 Nichias Corp Method for joining heat sealable tube
US20060032349A1 (en) 2002-03-08 2006-02-16 Pe Fusion, Llc Beveled cutter
KR100712646B1 (en) * 2005-11-16 2007-05-02 이남훈 Welding method for air gap pipe, connecting pipe and welding machine for air gap pipe
US8128853B2 (en) 2003-06-13 2012-03-06 Underground Solutions Technologies Group, Inc. Fusion process for conduit

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR0130947B1 (en) * 1994-04-29 1998-04-13 문수창 Auto-welding apparatus for plastic pipe
JP2001162898A (en) 1999-12-14 2001-06-19 Casio Comput Co Ltd Printer and method for printing
JP2002045977A (en) * 2000-08-07 2002-02-12 Japan Steel & Tube Constr Co Ltd Method for joining hollow pipes
US20060032349A1 (en) 2002-03-08 2006-02-16 Pe Fusion, Llc Beveled cutter
JP2004243657A (en) * 2003-02-14 2004-09-02 Nichias Corp Method for joining heat sealable tube
US8128853B2 (en) 2003-06-13 2012-03-06 Underground Solutions Technologies Group, Inc. Fusion process for conduit
KR100712646B1 (en) * 2005-11-16 2007-05-02 이남훈 Welding method for air gap pipe, connecting pipe and welding machine for air gap pipe

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