RU2209137C2 - Способ сварки встык труб из сшитого полиэтилена (труб пэ-х) - Google Patents

Способ сварки встык труб из сшитого полиэтилена (труб пэ-х) Download PDF

Info

Publication number
RU2209137C2
RU2209137C2 RU2001118840/12A RU2001118840A RU2209137C2 RU 2209137 C2 RU2209137 C2 RU 2209137C2 RU 2001118840/12 A RU2001118840/12 A RU 2001118840/12A RU 2001118840 A RU2001118840 A RU 2001118840A RU 2209137 C2 RU2209137 C2 RU 2209137C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
pipes
heating element
teeth
welding
pipe
Prior art date
Application number
RU2001118840/12A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2001118840A (ru
Inventor
Вольфганг ТОБИАС
Гунтер БЕРНШТАЙН
Original Assignee
Кунстштофф-Центрум Ин Лейпциг Ггмбх
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Кунстштофф-Центрум Ин Лейпциг Ггмбх filed Critical Кунстштофф-Центрум Ин Лейпциг Ггмбх
Publication of RU2001118840A publication Critical patent/RU2001118840A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2209137C2 publication Critical patent/RU2209137C2/ru

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/90—Measuring or controlling the joining process
    • B29C66/92—Measuring or controlling the joining process by measuring or controlling the pressure, the force, the mechanical power or the displacement of the joining tools
    • B29C66/929—Measuring or controlling the joining process by measuring or controlling the pressure, the force, the mechanical power or the displacement of the joining tools characterized by specific pressure, force, mechanical power or displacement values or ranges
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C65/00—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
    • B29C65/02—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure
    • B29C65/18—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure using heated tools
    • B29C65/20—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure using heated tools with direct contact, e.g. using "mirror"
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/01—General aspects dealing with the joint area or with the area to be joined
    • B29C66/05—Particular design of joint configurations
    • B29C66/10—Particular design of joint configurations particular design of the joint cross-sections
    • B29C66/11—Joint cross-sections comprising a single joint-segment, i.e. one of the parts to be joined comprising a single joint-segment in the joint cross-section
    • B29C66/114—Single butt joints
    • B29C66/1142—Single butt to butt joints
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/50—General aspects of joining tubular articles; General aspects of joining long products, i.e. bars or profiled elements; General aspects of joining single elements to tubular articles, hollow articles or bars; General aspects of joining several hollow-preforms to form hollow or tubular articles
    • B29C66/51—Joining tubular articles, profiled elements or bars; Joining single elements to tubular articles, hollow articles or bars; Joining several hollow-preforms to form hollow or tubular articles
    • B29C66/52—Joining tubular articles, bars or profiled elements
    • B29C66/522—Joining tubular articles
    • B29C66/5221—Joining tubular articles for forming coaxial connections, i.e. the tubular articles to be joined forming a zero angle relative to each other
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/70—General 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
    • B29C66/71—General 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/70—General 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
    • B29C66/73—General 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 intensive physical properties of the material of the parts to be joined, by the optical properties of the material of the parts to be joined, by the extensive physical properties of the parts to be joined, by the state of the material of the parts to be joined or by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset
    • B29C66/737—General 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 intensive physical properties of the material of the parts to be joined, by the optical properties of the material of the parts to be joined, by the extensive physical properties of the parts to be joined, by the state of the material of the parts to be joined or by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the state of the material of the parts to be joined
    • B29C66/7375—General 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 intensive physical properties of the material of the parts to be joined, by the optical properties of the material of the parts to be joined, by the extensive physical properties of the parts to be joined, by the state of the material of the parts to be joined or by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the state of the material of the parts to be joined uncured, partially cured or fully cured
    • B29C66/73753—General 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 intensive physical properties of the material of the parts to be joined, by the optical properties of the material of the parts to be joined, by the extensive physical properties of the parts to be joined, by the state of the material of the parts to be joined or by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the state of the material of the parts to be joined uncured, partially cured or fully cured the to-be-joined area of at least one of the parts to be joined being partially cured, i.e. partially cross-linked, partially vulcanized
    • B29C66/73754—General 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 intensive physical properties of the material of the parts to be joined, by the optical properties of the material of the parts to be joined, by the extensive physical properties of the parts to be joined, by the state of the material of the parts to be joined or by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the state of the material of the parts to be joined uncured, partially cured or fully cured the to-be-joined area of at least one of the parts to be joined being partially cured, i.e. partially cross-linked, partially vulcanized the to-be-joined areas of both parts to be joined being partially cured
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/70—General 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
    • B29C66/73—General 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 intensive physical properties of the material of the parts to be joined, by the optical properties of the material of the parts to be joined, by the extensive physical properties of the parts to be joined, by the state of the material of the parts to be joined or by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset
    • B29C66/737—General 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 intensive physical properties of the material of the parts to be joined, by the optical properties of the material of the parts to be joined, by the extensive physical properties of the parts to be joined, by the state of the material of the parts to be joined or by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the state of the material of the parts to be joined
    • B29C66/7375—General 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 intensive physical properties of the material of the parts to be joined, by the optical properties of the material of the parts to be joined, by the extensive physical properties of the parts to be joined, by the state of the material of the parts to be joined or by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the state of the material of the parts to be joined uncured, partially cured or fully cured
    • B29C66/73755—General 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 intensive physical properties of the material of the parts to be joined, by the optical properties of the material of the parts to be joined, by the extensive physical properties of the parts to be joined, by the state of the material of the parts to be joined or by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the state of the material of the parts to be joined uncured, partially cured or fully cured the to-be-joined area of at least one of the parts to be joined being fully cured, i.e. fully cross-linked, fully vulcanized
    • B29C66/73756—General 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 intensive physical properties of the material of the parts to be joined, by the optical properties of the material of the parts to be joined, by the extensive physical properties of the parts to be joined, by the state of the material of the parts to be joined or by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the state of the material of the parts to be joined uncured, partially cured or fully cured the to-be-joined area of at least one of the parts to be joined being fully cured, i.e. fully cross-linked, fully vulcanized the to-be-joined areas of both parts to be joined being fully cured
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/70—General 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
    • B29C66/73—General 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 intensive physical properties of the material of the parts to be joined, by the optical properties of the material of the parts to be joined, by the extensive physical properties of the parts to be joined, by the state of the material of the parts to be joined or by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset
    • B29C66/739—General 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 intensive physical properties of the material of the parts to be joined, by the optical properties of the material of the parts to be joined, by the extensive physical properties of the parts to be joined, by the state of the material of the parts to be joined or by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset
    • B29C66/7394—General 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 intensive physical properties of the material of the parts to be joined, by the optical properties of the material of the parts to be joined, by the extensive physical properties of the parts to be joined, by the state of the material of the parts to be joined or by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the material of at least one of the parts being a thermoset
    • B29C66/73941—General 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 intensive physical properties of the material of the parts to be joined, by the optical properties of the material of the parts to be joined, by the extensive physical properties of the parts to be joined, by the state of the material of the parts to be joined or by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the material of at least one of the parts being a thermoset characterised by the materials of both parts being thermosets
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/80—General aspects of machine operations or constructions and parts thereof
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/80—General aspects of machine operations or constructions and parts thereof
    • B29C66/81—General aspects of the pressing elements, i.e. the elements applying pressure on the parts to be joined in the area to be joined, e.g. the welding jaws or clamps
    • B29C66/814—General aspects of the pressing elements, i.e. the elements applying pressure on the parts to be joined in the area to be joined, e.g. the welding jaws or clamps characterised by the design of the pressing elements, e.g. of the welding jaws or clamps
    • B29C66/8141—General aspects of the pressing elements, i.e. the elements applying pressure on the parts to be joined in the area to be joined, e.g. the welding jaws or clamps characterised by the design of the pressing elements, e.g. of the welding jaws or clamps characterised by the surface geometry of the part of the pressing elements, e.g. welding jaws or clamps, coming into contact with the parts to be joined
    • B29C66/81433—General aspects of the pressing elements, i.e. the elements applying pressure on the parts to be joined in the area to be joined, e.g. the welding jaws or clamps characterised by the design of the pressing elements, e.g. of the welding jaws or clamps characterised by the surface geometry of the part of the pressing elements, e.g. welding jaws or clamps, coming into contact with the parts to be joined being toothed, i.e. comprising several teeth or pins, or being patterned
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/80—General aspects of machine operations or constructions and parts thereof
    • B29C66/81—General aspects of the pressing elements, i.e. the elements applying pressure on the parts to be joined in the area to be joined, e.g. the welding jaws or clamps
    • B29C66/814—General aspects of the pressing elements, i.e. the elements applying pressure on the parts to be joined in the area to be joined, e.g. the welding jaws or clamps characterised by the design of the pressing elements, e.g. of the welding jaws or clamps
    • B29C66/8141—General aspects of the pressing elements, i.e. the elements applying pressure on the parts to be joined in the area to be joined, e.g. the welding jaws or clamps characterised by the design of the pressing elements, e.g. of the welding jaws or clamps characterised by the surface geometry of the part of the pressing elements, e.g. welding jaws or clamps, coming into contact with the parts to be joined
    • B29C66/81433—General aspects of the pressing elements, i.e. the elements applying pressure on the parts to be joined in the area to be joined, e.g. the welding jaws or clamps characterised by the design of the pressing elements, e.g. of the welding jaws or clamps characterised by the surface geometry of the part of the pressing elements, e.g. welding jaws or clamps, coming into contact with the parts to be joined being toothed, i.e. comprising several teeth or pins, or being patterned
    • B29C66/81435—General aspects of the pressing elements, i.e. the elements applying pressure on the parts to be joined in the area to be joined, e.g. the welding jaws or clamps characterised by the design of the pressing elements, e.g. of the welding jaws or clamps characterised by the surface geometry of the part of the pressing elements, e.g. welding jaws or clamps, coming into contact with the parts to be joined being toothed, i.e. comprising several teeth or pins, or being patterned comprising several parallel ridges, e.g. for crimping
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/90—Measuring or controlling the joining process
    • B29C66/91—Measuring or controlling the joining process by measuring or controlling the temperature, the heat or the thermal flux
    • B29C66/914—Measuring or controlling the joining process by measuring or controlling the temperature, the heat or the thermal flux by controlling or regulating the temperature, the heat or the thermal flux
    • B29C66/9141—Measuring or controlling the joining process by measuring or controlling the temperature, the heat or the thermal flux by controlling or regulating the temperature, the heat or the thermal flux by controlling or regulating the temperature
    • B29C66/91421—Measuring or controlling the joining process by measuring or controlling the temperature, the heat or the thermal flux by controlling or regulating the temperature, the heat or the thermal flux by controlling or regulating the temperature of the joining tools
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/90—Measuring or controlling the joining process
    • B29C66/91—Measuring or controlling the joining process by measuring or controlling the temperature, the heat or the thermal flux
    • B29C66/919—Measuring or controlling the joining process by measuring or controlling the temperature, the heat or the thermal flux characterised by specific temperature, heat or thermal flux values or ranges
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/90—Measuring or controlling the joining process
    • B29C66/94—Measuring or controlling the joining process by measuring or controlling the time
    • B29C66/949—Measuring or controlling the joining process by measuring or controlling the time characterised by specific time values or ranges
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2105/00—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped
    • B29K2105/24—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped crosslinked or vulcanised
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2023/00—Tubular articles
    • B29L2023/22—Tubes or pipes, i.e. rigid

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Lining Or Joining Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)

Abstract

Изобретение относится к способу сварки встык труб из сшитого полиэтилена (труб ПЭ-X) для использования этих труб в промышленном и подземном сооружении трубопроводов. В способе сварки торцевые поверхности труб пространственно сплавляют посредством рабочих поверхностей профилированного нагревательного элемента, снабженных радиальными зубцами. Температура нагревательного элемента больше 420, но меньше 450oС. При этом образуются увеличенные зубчатые торцевые поверхности труб, непрерывные плавящиеся слои которых проходят все возможные фазы состояния плавления от паровой или газовой фазы до фазы термоэластичности. Зубчатые поверхности труб входят в зацепление друг с другом во время последующего процесса соединения под давлением от 0,10 до 0,40 Н/мм2 таким образом, что концы зубцов торцевой поверхности одной трубы входят в контакт с основаниями зубцов торцевой поверхности другой трубы. При этом фаза плавления этих слоев вызывает эффект смешения расплава посредством турбулентных движений в находящихся в контакте торцевых участках зубцов с образованием пространственно распределенного сварного шва с увеличенной поверхностью сцепления. Давление в процессе сварки сохраняют до тех пор, пока зона соединения не охладится до температуры окружающего воздуха. Изобретение позволяет сваривать встык трубы из сшитого полиэтилена с образованием непрерывного сварного шва высокой прочности. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Description

Изобретение относится к способу сварки встык труб из сшитого полиэтилена (труб ПЭ-X) для использования этих труб в промышленном и подземном сооружении трубопроводов.
Трубы из полиэтилена высокой плотности (трубы ВП-ПЭ) характеризуются выдающимися свойствами. В частности, при сооружении трубопровода для газа и воды они приобретают доминирующее значение. Это гибкость, эластичность, устойчивость к коррозии и электроизоляционные свойства, а также возможность их сварки без проблем. Однако вследствие того что такие трубы подвержены образованию поперечных просечек и истиранию, они должны укладываться в землю, не имеющую камней и, возможно, нуждающуюся в песочной засыпке. Часто эта песочная засыпка обходится дороже, чем труба. Поэтому бестраншейная укладка и обновление труб их протяжкой в существующие изношенные трубопроводы экономически невозможно. Вместе с тем эти требования и ограничения в конечном счете определяют стоимость сооружения трубопровода.
Трубы из сшитого полиэтилена (трубы ПЭ-X) даже превосходят свойства труб из полиэтилена высокой плотности (труб ВП-ПЭ), поскольку их устойчивость к высоким температурам достигает +100oС, они устойчивы к абразивным твердым веществам и средам, они сохраняют хорошую прочность в течение долгого периода времени, имеют низкий коэффициент трения, не растрескиваются под воздействием напряжений и не подвержены медленному или быстрому распространению трещин. Эти положительные свойства, особенно относительно высокое сопротивление износу и сохранение прочности труб ПЭ-Х в течение длительного времени, могут быть выгодно использованы в гражданском секторе для газа, воды, сточных вод и кабелей. Устойчивость к просечкам труб ПЭ-Х означает, что отпадает необходимость в трудоемкой и дорогостоящей песочной засыпке и обеспечивается возможность бестраншейной укладки труб с соответствующей глубокой закладкой. Кроме того, это позволяет заново укладывать стальные трубопроводы для питьевой воды и сточных вод, которые протягиваются в гибкую и устойчивую к царапинам трубу ПЭ-X. Это приводит к значительной экономии вследствие упрощения технологии укладки и возможному уменьшению толщины стенки трубы благодаря повышенной прочности труб ПЭ-X.
Однако в производстве систем трубопроводов главной проблемой является технология соединений. Насколько упомянутые ранее свойства труб ПЭ-Х являются целесообразными, настолько отрицательным является невозможность их свариваемости. Межмолекулярная связь способствует утрате термопластичности исходного материала полиэтилена. Это означает, что согласно общепринятому мнению сшитый полиэтилен (ПЭ-X) не способен образовать сам по себе непрерывное сцепление.
Традиционные способы сварки (сплавления) позволяют получить лишь сварные швы неудовлетворительной прочности. Способы сварки, которые отличаются высокой экономичностью при традиционном сооружении полиэтиленового трубопровода, осуществляются с помощью нагревательных элементов для труб диаметром более 110 мм и электросваркой плавлением с использованием сварной втулки (в промышленном сооружении трубопровода также сваркой плавлением сварной втулки с использованием нагревательного элемента), главным образом для меньших диаметров труб.
Кроме электросварки плавлением с использованием сварной втулки, эти способы сварки не могут использоваться для труб из сшитого полиэтилена, поскольку вследствие его молекулярной структуры сшитый полиэтилен (ПЭ-Х) представляет собой термоэластичный материал и под воздействием тепла в диапазоне температур сварки для полиэтилена высокой плотности не только прекращает плавиться, но и просто становится эластомерным.
Начиная с середины 1970 годов, трубы из сшитого полиэтилена (трубы ПЭ-X) диаметром до 63 мм использовались для нужд санитарии и для использования в секторе горячей воды и отопления, а также для газовых трубопроводов под давлением и магистралях для сжатого воздуха. В этих случаях обычно длинные трубы соединяются друг с другом с помощью механических соединительных устройств из латуни или высококачественной стали (периодический журнал специалиста "specialist periodical gwf-Gas-Erdgas, 131, год 1990 издание 10/11, с.477-482).
Недостатком этих решений является высокая стоимость и трудоемкость монтажа, которые увеличиваются с увеличением диаметра трубы. Помимо этого, соединительные устройства нарушают диапазон присущих материалу свойств сшитого полиэтилена. Огромный интерес конструкторов трубопроводов, в частности, в газовой промышленности и водном хозяйстве к использованию выдающихся свойств труб ПЭ-Х привели к исследованию возможных соединений и надежности этих соединений.
Существовало общепринятое мнение, что сварка ПЭ-Х является невозможной. Исследования, которые были предприняты институтами и трубостроительными компаниями в Германии и в других странах, показали, однако, что можно сваривать сшитый полиэтилен с несшитым полиэтиленом. Также было установлено, что ПЭ-Х не может быть сварен с ПЭ-X.
Соединительные устройства, сваренные с использованием нагревательного элемента, между трубопроводами ПЭ-Х и ПЭ-ВП (полиэтилен высокой плотности) достигали коэффициента сварки >0,5 ("Einsatz des Rohrwerkstoffes PE-X in der Gasversorgung" { использование материала труб ПЭ-X для подачи газа], Mitgiiederinformation [информация для членов] , ноябрь 1987, Kunststoffrohrverbandes e. V [Германская ассоциация пластмассовых труб, Бонн). Однако соединение трубы ПЭ-Х/трубы ПЭ-ВП (высокой плотности) не характерно в коммерции. Кроме того, использование сварных муфт для электросварки, выполненных из полиэтилена высокой плотности (ПЭ-ВП), для соединения труб ПЭ-Х успешно прошло испытание. В процессе сварки полиэтилен высокой плотности (ПЭ-ВП) плавится, а ПЭ-Х просто становится эластомерным. Определения прочности показали, что это соединение подходит для сектора подачи газа и воды. Несколько трубопроводов уже работают. ("Der Rohrleitungswerkstoff RE-X; Rohrwerkstoffeigenschaften, Qualitatssicherung und Haupteinsatzgebiete" [материал трубопроводов из ПЭ-X; свойства материала труб, гарантия качества и основные районы использования] из записок и основного доклада для международной конференции по пластмассовым трубам в Вейсбадене 27 и 28 апреля 1998 года и "Entscheidungskriterien bei der Auswahl von Rohrwerkstoffen in der Gasversorgung" [решающие критерии выбора материалов труб для подачи газа], также из упомянутых записок конференции.
Этот способ соединения труб электросваркой приварными фитингами является дорогостоящим, поскольку диаметр труб увеличивается и не подходит для переукладки систем труб, поскольку сварные втулки мешают прохождению при протяжке трубы из ПЭ-Х.
В патентной литературе, DD-WP 139544, описан способ соединения сшитых продуктов (полуфабрикатов), в частности труб из сшитого полиэтилена. Согласно этому источнику соединяющиеся поверхности торцов свариваемых труб нагреваются плоским нагревательным элементом по меньшей мере до 450oС в течение времени нагрева, составляющего 8 секунд и после удаления нагревательного элемента, соединяются под высоким давлением, при этом давление сохраняется до тех пор, пока зона соединения не охладится до температуры окружающего воздуха. Этот способ не был принят в практическом строительстве трубопроводов, поскольку не было получено устойчивой удовлетворительной прочности сварного шва.
Кроме того, в публикации GB-А-2 246318 описывается способ сварки встык для соединения труб, фиттингов, патрубков и тому подобного из полиэтилена средней или высокой плотности, в котором соединяемые концы труб нагреваются до температуры сплавления в сварочном устройстве нагревательным элементом в форме пластины, затем соединяются вместе и остаются в сварочном устройстве до тех пор, пока зона соединения не остынет. При сварке встык труб относительно большого диаметра требуется продолжительный период времени для разогрева концов труб до температуры сплавления. Этот период разогрева должен быть сокращен и, соответственно, необходимо обеспечить экономию времени всего процесса сварки. Для этой цели устройство сварки встык снабжено нагревательным элементом (нагревательной пластиной), который имеет выемки или контурный профиль с обеих сторон, так что перенос теплоты от нагревательного элемента к концам труб улучшается вследствие увеличивающейся таким образом поверхности нагревательного элемента. Профилированные участки могут быть выполнены множеством способов и иметь форму концентрических колец или пирамидальную конструкцию (контур ребристого железа) или могут быть выполнены как радиальные выемки/радиальные зубцы. Подходящая глубина профиля составляет от 1 до 10 мм.
Целью изобретения является создание способа сварки встык труб из сшитого полиэтилена, предпочтительно для диаметров больше 90 мм, который отличается соединением, образующим непрерывный стык, высокой прочностью сварного шва, экономичностью и практичностью.
Изобретение основано на способе сварки встык посредством нагревательного элемента, уже известном для труб с диаметром больше 90 мм. Согласно изобретению торцевые поверхности труб из сшитого полиэтилена (труб ПЭ-X) пространственно сплавляются нагревательным элементом, снабженным радиальными зубцами, температура которого составляет от 420 до 450oС, с периодом времени для разогрева более 60 сек, в зависимости от толщины стенки трубы таким образом, что локальное тепловое расщепление структуры материала сшитого полиэтилена создает увеличенные и зубчатые торцевые поверхности труб, непрерывные плавящиеся слои которых, проходящие все возможные фазы состояния плавления от паровой или газовой фазы до фазы термоэластичности, входят в зацепление друг с другом во время последующего процесса соединения под давлением во время процесса сварки от 0,10 до 0,40 Н/мм2 таким образом, что концы зубцов торцевой поверхности одной трубы входят в контакт с основаниями зубцов торцевой поверхности другой трубы, что фаза плавления этих слоев, которая способна входить в соединение, вызывает эффект смешения расплава посредством турбулентных движений в находящихся в контакте торцевых участках зубцов и образуется пространственно распределенный сварной шов с увеличенной поверхностью сцепления. Давление в процессе сварки сохраняется до тех пор, пока зона соединения не охладится до температуры окружающего воздуха.
Радиальные зубцы нагревательного элемента, имеющего форму пластины, начинаются от периферии нагревательного элемента и сходятся к центральной точке, причем каждое ребро радиального зубца образует равнобедренный треугольник с боковым углом 60o.
В процессе разогрева центральная точка радиальных зубцов и ось трубы должны находиться на одной оси.
Преимуществами, достигаемыми этим изобретением, являются, в частности, то, что, используя предложенный способ сварки встык, можно соединять трубы из сшитого полиэтилена (трубы ПЭ-X) непосредственно друг с другом постоянно и на длительное время, и без вспомогательных средств сварки или дополнительного материала.
Прежде всего, техническое решение согласно изобретению позволяет удешевить использование труб из сшитого ПЭ относительно большого диаметра. Результаты могут быть использованы во всех видах промышленного и подземного сооружения труб.
Пример реализации изобретения представлен на чертежах и описан более подробно ниже.
Посредством сварки встык выполняется соединение между двумя трубами из сшитого полиэтилена размером 110х10 мм.
На фиг.1 показано соединение, полученное сваркой встык между трубами 1 и 2 - фрагмент соединения обозначен позицией 3.
Фиг.2 - увеличенный фрагмент 3 соединения сварным швом согласно фиг.1.
На фиг.3 показана геометрия торцевой поверхности нагревательного элемента, снабженной радиальными зубцами.
Согласно фиг.1 трубы ПЭ-Х 1 и 2 соединяются друг с другом сваркой встык посредством нагревательного элемента. Для этой цели торцевые поверхности 4 и 5 труб ПЭ-Х 1 и 2 плавятся нагревательным элементом 6, снабженным радиальными зубцами, температура которого составляет 435oС, с временем подогрева 180 сек, таким образом, что на торцевых поверхностях 4 и 5 обеих труб получается увеличенная и зубчатая поверхность с непрерывным расплавленным слоем (фиг.2).
В процессе соединения, следующем сразу после удаления нагревательного элемента 6, при давлении во время сварки, равном 0,2 Н/мм2, возникает обратный поток расплава на участке контакта поверхности сцепления 7, что вызывает турбулентные движения смешения 8, а также дополнительное механическое смешивающее действие и увеличение поверхности сцепления.
Давление сварки, составляющее 0,2 Н/мм2, сохраняется до тех пор, пока зона соединения не охладится до температуры окружающего воздуха. После охлаждения сварка встык завершается и между трубами ПЭ-Х образуется единое непрерывное соединение. Полученные коэффициенты сварки составляют 1, и при испытании на длительное воздействие деформации под внутренним гидростатическим давлением согласно стандарту DIN 8075 обнаружено полное соответствие требованиям.
Согласно фиг.3 нагревательный элемент 6 в форме пластины имеет на своих торцевых поверхностях радиальный зубчатый профиль 9, причем зубцы представляют собой в поперечном сечении равнобедренный треугольник с боковым углом 60o и высотой зубца в диапазоне диаметра трубы 110 мм, составляющей 4 мм.

Claims (2)

1. Способ сварки встык труб из сшитого полиэтилена (труб ПЭ-X) с использованием сварочного приспособления в виде профилированного нагревательного элемента для увеличения соединительных поверхностей, отличающийся тем, что торцевые поверхности (4,5) труб пространственно сплавляют посредством рабочих поверхностей нагревательного элемента (6), снабженных радиальными зубцами, температура которого составляет больше 420, но меньше 450oС, таким образом, что образуются увеличенные зубчатые торцевые поверхности (4,5) труб, непрерывные плавящиеся слои которых, проходящие все возможные фазы состояния плавления от паровой или газовой фазы до фазы термоэластичности, входят в зацепление друг с другом во время последующего процесса соединения под давлением от 0,10 до 0,40 Н/мм2 таким образом, что концы зубцов торцевой поверхности (4) одной трубы входят в контакт с основаниями зубцов торцевой поверхности (5) другой трубы, и при этом фаза плавления этих слоев, которая способна входить в соединение, вызывает эффект смешения расплава посредством турбулентных движений в находящихся в контакте торцевых участках зубцов с образованием пространственно распределенного сварного шва с увеличенной поверхностью сцепления, причем давление в процессе сварки сохраняют до тех пор, пока зона соединения не охладится до температуры окружающего воздуха.
2. Способ сварки встык труб из сшитого полиэтилена по п.1, отличающийся тем, что профили зубцов нагревательного элемента начинаются от периферии и сходятся к центральной точке соответствующей торцевой поверхности нагревательного элемента, а поперечное сечение профилей зубцов соответствует равнобедренному треугольнику с боковым углом 60o.
RU2001118840/12A 1998-12-09 1999-12-04 Способ сварки встык труб из сшитого полиэтилена (труб пэ-х) RU2209137C2 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19856718A DE19856718B4 (de) 1998-12-09 1998-12-09 Verfahren zum Stumpfschweißen vernetzter Polyethylenrohre (PE-X-Rohre)
DE19856718.9 1998-12-09

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2001118840A RU2001118840A (ru) 2003-06-10
RU2209137C2 true RU2209137C2 (ru) 2003-07-27

Family

ID=7890458

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2001118840/12A RU2209137C2 (ru) 1998-12-09 1999-12-04 Способ сварки встык труб из сшитого полиэтилена (труб пэ-х)

Country Status (7)

Country Link
US (1) US6524425B1 (ru)
EP (1) EP1144179B1 (ru)
AT (1) ATE230668T1 (ru)
DE (2) DE19856718B4 (ru)
ES (1) ES2191491T3 (ru)
RU (1) RU2209137C2 (ru)
WO (1) WO2000034028A2 (ru)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2818188B1 (fr) * 2000-12-14 2003-08-15 Solvay Procede de soudage de tubes en pe reticule
FR2818577B1 (fr) * 2000-12-22 2003-08-15 Solvay Objets tridimensionnels a assembler par soudage thermique comprenant au moins une couche en polymere reticulable et procede de soudage
NL1020044C2 (nl) * 2002-02-22 2003-08-25 Gastec Nv Werkwijze en inrichting voor het stuiklassen van polyetheen buizen en/of hulpstukken.
ES2388410B1 (es) * 2012-02-01 2013-05-28 Plastic Repair System 2011, S.L. Procedimiento de reparación de productos de plástico
US8741091B2 (en) 2012-04-26 2014-06-03 Richard Hardy Method for thermoplastic welding and welded composite structures
CN113048312B (zh) * 2021-03-09 2022-09-16 北京市公用工程设计监理有限公司 小口径pe天然气管道超声波焊接施工方法
CN113102907B (zh) * 2021-04-19 2022-03-18 北京热力装备制造有限公司 电热熔机的加热控制方法和装置

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE139544C (ru) *
DD106590A1 (ru) * 1973-10-01 1974-06-20
SE390802B (sv) * 1973-11-27 1977-01-24 Atomenergi Ab Forfarande for sammanfogning av detaljer av fornetade polymerer
US3927233A (en) * 1974-01-25 1975-12-16 Raychem Corp Welded polymeric articles and process
DD139544A1 (de) * 1978-11-09 1980-01-09 Werner Colditz Verfahren zum verbinden von vernetztem polyaethylen
JPS59101326A (ja) * 1982-11-30 1984-06-11 Dainichi Nippon Cables Ltd 水架橋性ポリオレフインパイプの接続方法
GB2214862B (en) * 1988-02-19 1991-09-04 British Gas Plc Joining polyolefinic members by fusion
GB2246318B (en) * 1990-07-27 1993-12-15 Victaulic Plc Abutment welding of plastic pipes and fittings and apparatus therefor

Also Published As

Publication number Publication date
ATE230668T1 (de) 2003-01-15
EP1144179B1 (de) 2003-01-08
DE19856718B4 (de) 2004-04-01
EP1144179A3 (de) 2002-03-27
ES2191491T3 (es) 2003-09-01
WO2000034028A3 (de) 2000-09-21
EP1144179A2 (de) 2001-10-17
DE59904006D1 (de) 2003-02-13
US6524425B1 (en) 2003-02-25
DE19856718A1 (de) 2000-06-21
WO2000034028A2 (de) 2000-06-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8906188B2 (en) Fusion process for conduit
US5836621A (en) Method of and joint for electrofusion coupling of thermoplastic pipes
RU2209137C2 (ru) Способ сварки встык труб из сшитого полиэтилена (труб пэ-х)
JP2010162898A5 (ru)
JP2013506800A (ja) 管接合装置
CN110657305A (zh) 塑料管组合式密封连接方法
JP2002539398A (ja) 高圧搬送用強化熱可塑性樹脂パイプ（ｒｔｐ）の結合技術
US20060182954A1 (en) Joining metal and plastics surfaces
CA2431459C (en) Welded joint for metal pipes
US20100320745A1 (en) Method for coupling corrugated pipe segments
RU2503873C1 (ru) Сварное соединение труб с внутренним антикоррозионным покрытием
CN211599878U (zh) 塑料管组合式密封连接装置
RU2380603C1 (ru) Способ соединения многослойных композиционных труб и устройство для его осуществления
EA022823B1 (ru) Способ и узел соединения трубы с муфтовым элементом
CN100556648C (zh) 管道的熔合工艺
JP2007071323A (ja) コルゲート管の接続方法
KR200445104Y1 (ko) 폴리에틸렌 라이닝 보수관용 융착보수패드
KR101664309B1 (ko) 폴리에틸렌 파이프 열융착용 파이프 클램핑 장치
RU2001118840A (ru) Способ сварки встык труб из сшитого полиэтилена (труб пэ-х)
KR100536138B1 (ko) 피복형 파형강관의 이음구조 시공방법
CN113048313B (zh) 大口径pe天然气管道超声波焊接施工方法
RU2037721C1 (ru) Способ соединения металлических труб, снабженных внутренней термопластичной облицовкой
US5388863A (en) Method and apparatus for joining in-situ cement-mortar lined pipelines
PL181076B1 (pl) Gniazdo przypawywane z tworzywa sztucznego do wykonania przyłącza odgałęźnego na rurze z tworzywa sztucznego
JP3690615B2 (ja) 電気融着管継手

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20081205