Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Сварка полиэтиленовых труб фитингами с закладными электронагревателями. Учебное пособие
.pdf
5 . АППАРАТЫ ДЛЯ СВАРКИ ЗН
И ВСПОМОГАТЕЛЬНАЯ ОСНАСТКА
5.1. Сварочные аппараты
Для сварки ЗН используют сварочные аппараты – устройства,
выдающие выходные параметры сварки, определяемые по напряжению или току и времени или энергии. Эти параметры необходимы для
выполнения цикла сварки в режимах, установленных производителем
электросварного фитинга.
Основным документом, регламентирующим требования к аппаратам для сварки ПЭ труб и фитингов с ЗН, является ГОСТ Р ИСО
12176-2-2011. Этот документ, составленный на основе международного стандарта ISO (ISO 12176–2:2008 Plastics pipes and fittings – Equipment for fusion jointing polyethylene systems – Part 2: Electrofusion), сохраняет актуальность.
С полезными профессиональными и развернутыми комментари-
ями к ГОСТ 12176-2-2011 можно познакомиться на сайте www.adr-t.ru.
Аппараты предназначены для работы при нормальных условиях
окружающей среды в температурном диапазоне от −10 до +40 °С. Применение аппарата за пределами этого диапазона должно согласовываться покупателем и производителем. Важная, но не единственная
проблема, обуславливающая необходимость согласования температуры эксплуатации, – понижение сопротивления спиралей при низких
температурах среды и соответствующее возможное превышение допустимых токов в начале сварки. Отметим, что требования к сварочной
технике могут отличаться от требований к технологии сварки, регламентированных производителем фитинга или утвержденных в спецификации на строительство трубопровода.
Основные требования к аппарату: наличие кабелей и специальных клемм для подключения к различным фитингам с ЗН; стабилизация необходимого электрического напряжения питания; автоматическое отключение после получения фитингом необходимого количества
тепловой энергии. Сварочные аппараты классифицируются в соответствии с электрическими и функциональными характеристиками.
31
По функционированию сварочные аппараты могут быть определены
следующим образом.
Сварочный аппарат с заданными параметрами. Это устройство,
создающее предварительно заданную ступенчатую выходную мощность, сгенерированную на одном или нескольких уровнях регулируемого напряжения или тока, или энергии, или времени. Ступенчатые характеристики задаются производителем аппарата.
Сварочный аппарат с переменными параметрами – устройство,
создающее ступенчатую выходную мощность, сгенерированную на основе переменных параметров, поступающих из внешнего источника
(например, штриховой код, магнитная карта, микрочип).
Мультирежимный сварочный аппарат – устройство, создающее
ступенчатую выходную мощность, сгенерированную на различных
уровнях напряжения и тока, и удовлетворяющее требованиям к сварке
фитингов различных производителей в рамках технических характеристик каждой системы. Использует не менее одной системы заданных параметров, ассоциированной с одной системой переменных параметров.
Поливалентный сварочный аппарат – устройство, создающее
наклонную и продолжительную выходную мощность, сгенерированную на нескольких уровнях либо регулируемого напряжения, либо регулируемого тока.
Универсальный сварочный аппарат – устройство, создающее
наклонную и продолжительную выходную мощность, сгенерированную на нескольких уровнях, регулируемых напряжения и тока, исходящих из системы переменных параметров.
Аппарат с базой данных – любой из сварочных аппаратов, позволяющий осуществлять хранение данных о сварочном цикле и распечатку этих данных.
Автоматический сварочный аппарат – любой из сварочных аппаратов, оснащенный автоматическим вводом параметров или контролем сварочного цикла, при которых оператор не может изменить сварочные параметры.
Полная классификация сварочного аппарата включает следующие характеристики: входное напряжение. выходная мощность, регулировка (по току или напряжению), выходное напряжение, сварочные
параметры, принцип ввода данных, система получения (распечатки)
данных.
Область применения аппаратов зависит от мощности, требуемой
для сварки фитингов. Например, cварочные аппараты FRIAMAT Prime
32
и FRIAMAT basic могут сваривать фитинги FRIALEN XL до d 900 мм
Рис. 5.1. Экспорт данных о сварке на внешний носитель
включительно, а аппараты FRIAMAT Prime Eco, как и FRIAMAT Basic
Eco – до d 710 мм включительно, аппараты FRIAMAT XL – от d 250 до
d 1200 мм включительно.
Сварочные аппараты состоят из блока питания и блока управления режимом сварки, отличаются по мощности (обычно 2÷4,5 КВт)
и способу редукции напряжения (трансформатор или высокочастотный преобразователь). Напряжение, подаваемое на ЗН, обычно выбирается от 6 до 48 В. Сварочный ток мощных аппаратов превышает
100 А, а выходное напряжение – 80 В. Для сварки труб сверхбольших
диаметров применяют аппараты со сварочным током 120 А.
Различают следующие способы программирования режима
сварки: ручной, считыванием штрих-кода детали, автоматическим распознаванием фитинга, считыванием информации с магнитного носителя (карты).
Многие аппараты снабжаются системой протоколирования параметров сварки с различными способами передачи информации на
принтер или компьютер (рис. 5.1).
Аппараты для сварки ЗН подлежат регулярной метрологической
проверке согласно инструкции по эксплуатации, и, кроме того, рекомендуется их ежегодная поверка и калибровка в сервисных центрах
производителя.
33
Требования к конструкции сварочного аппарата
Рис. 5.2. Размещение кабелей на аппарате
В случае подключения аппарата к генератору производитель
должен определить требования к входной мощности. Если введенные
параметры сварки выходят за рамки их спецификации для аппарата,
должна быть исключена возможность запуска сварочного цикла.
Конструкция аппарата должна обеспечивать безопасную эксплуатацию в полевых условиях. Аппарат и его приспособления должны быть
защищены от коррозии и механического повреждения, от попадания
влаги и воздействия конденсата. Кабели должны быть гибкими в течение
всего времени работы и хранения при нормальных условиях (от −10 до
+40 °С). Минимальная длина постоянно подсоединенного входного кабеля должна составлять 3 м. На аппарате должно быть
для его намотки, хранения и защиты при транспортировке (рис. 5.2).
приспособление
Минимальная длина выходного кабеля должна составлять 2,5 м.
Выходной кабель должен быть пригодным для следующих функций:
подачи электроэнергии на фитинг; восприятия приложенного напряжения и передачи сигнала обратной связи; подачи и возврата
34
идентификационного напряжения для процедуры контроля сопротивления фитинга.
Кабельные разъемы должны иметь как можно меньшее сопротивление контактов и быть способны воспринимать приложенное
напряжение. Разъемы должны легко подключаться и защищать сварщика от прямого контакта во время сварочного цикла. Разъемы должны
быть пригодны для соединений с типовыми клеммами фитингов с ЗН,
приведенными в основных стандартах на продукцию.
Ко входу аппарата должно быть подсоединено устройство защиты от перегрузки. Все дисплеи должны обеспечивать четкое изображение как при ярком солнечном освещении, так и в условиях ограниченной видимости. Аппарат может быть оснащен системой для измерения температуры окружающей среды с точностью ±1 °С.
Аппарат должен быть оснащен декодером для чтения входных
данных, получаемых с клавиатуры или от автоматической системы,
т. е. от выносного датчика, штрих-кода или магнитной карты. Память
может быть либо составной частью аппарата, либо съемной. Объем памяти должен позволять хранить минимум 250 записей процессов
сварки. Аппарат может быть также оснащен программой, предупреждающей потерю данных. В новых аппаратах объем памяти достигает
20000 процессов. Аппараты с хранением данных должны иметь интерфейс, способный загрузить хранящиеся данные в память других электронных устройств (т. е. персональных компьютеров, принтеров) для
анализа, индикации и/или хранения. Аппараты с хранением данных
в целях предотвращения их потери должны обладать следующими
функциями:
– данные по сварке должны записываться непрерывно в т
всего времени сварочной операции;
– в случае остановки процесса текущие данные сварки должны
оставаться доступными для контроля;
– блок сбора данных не должен работать при отключенной памяти.
ечение
Требования к работе аппарата
Если система контроля аппарата определяет, что входное напряжение и частота находятся в допустимых пределах, то эти данные
должны отражаться на дисплее. Если измеренные значения выходят за
пределы допустимых, аппарат должен выдать звуковой и/или визуальный предупреждающий сигнал, а на дисплее должен отразиться источник ошибки.
35
Ввод данных
Аппараты с ручным вводом данных должны быть сконструированы так, чтобы можно было вводить необходимые параметры процесса (напряжение, ток, время и/или мощность), а именно:
– один из параметров для аппарата с заданными параметрами);
– комбинацию параметров для мультирежимного и универсального аппаратов.
Аппараты с ручным вводом параметров должны предусматривать минимальный объем памяти для хранения шести комбинаций параметров сварки с информацией о производителе, типе, размере фитинга; выбор комбинаций, как правило, основывается на соглашении
покупателя и производителя. Клавиатура ввода данных может также
позволять вводить знак торговой марки, тип фитинга (т. е. муфта,
седло, переходная муфта) и диаметр.
Аппараты с автоматическим вводом данных должны иметь возможность их декодирования. Аппараты с автоматическим вводом данных должны отображать на дисплее необходимую информацию, позволяющую оператору, если требуется, проверять ее соответствие типу
присоединяемого фитинга.
Проверка правильности введенных данных
При вводе данных для запуска процесса сварки должны быть
предусмотрены средства их проверки на соответствие типу фитинга.
Эта операция должна проводиться оператором или автоматически.
Если проверка показывает, что введенные данные соответствуют
фитингу, то они принимаются, если не соответствуют – аппарат не должен запускать программу сварки и должен выдать предупреждающий
сигнал и сообщение об ошибке. Если какая-нибудь из частей введенной
программы сварки не может быть выполнена сварочным аппаратом,
цикл сварки не должен начинаться и на дисплее должна высветиться
причина этого.
Аппарат может быть оснащен системой контроля подсоединяемого фитинга с помощью измерения сопротивления спирали и сравнения результата с введенными данными или оборудован другой идентификационной системой. В случае измерения сопротивления измеренные значения могут выводиться на дисплей для контроля. Если используется метод измерения сопротивления, то вычисления должны основываться на удельном сопротивлении материала катушки (данные, которые находятся в памяти аппарата или которые вводятся вместе
36
с параметрами сварки) и измеренной температуре окружающей среды.
После вывода на дисплей проверяемых данных, оператор должен подтвердить их достоверность вручную либо нажатием кнопки «Старт»
или отдельной кнопки.
Цикл сварки
Вся важная информация, касающаяся времени и мощности,
должна быть отражена на дисплее во время сварочного цикла.
Сбои во время сварочного цикла
Любой сбой во входной или выходной цепях должен потребовать перезапуска сварочной процедуры. Если ошибки или остановки
появляются во время сварочного цикла, то устройство контроля
должно отображать причину этого на дисплее в виде читаемого текста
или кодированного сообщения.
Дополнительные программы и оборудование
Аппараты могут быть оснащены специальными программами
и оборудованием, которые предписывают выполнение ряда шагов перед запуском сварочного цикла, например:
– внешние устройства для ручного измерения температуры;
– идентификация оператора;
– информация об объекте строительства.
Аппараты также могут быть оснащены дополнительными программами, которые снижают пиковый ток в начале сварочного цикла.
В этих случаях заданная энергия должна быть подана в полном объеме.
Измерение сопротивления спирали закладного электронагревателя, подтверждение исправности выходной цепи
Если аппарат, оснащен функцией измерения сопротивления закладных электронагревателей, точность прибора для измерения сопротивления должна быть в пределах ±5 %.
Аппарат должен проверить непрерывность выходной цепи
прежде, чем подать ток сварки на фитинг. Проверка электропроводности цепи должна производиться напряжением, которое незначительно
нагреет закладной нагреватель. В любом случае напряжение не должно
быть выше 24 В.
37
Выходная мощность
Для подачи требуемой мощности во время сварочного цикла аппарат должен управлять либо током, либо напряжением. Выходное
напряжение должно быть стабилизировано в пределах ±1,5 % от номинального значения, при этом отклонения напряжения не должны превышать ±0,5 В.
Электрическая схема сварочного аппарата должна использовать
значение напряжения, измеренное на фитинге или на переходном разъеме, для контроля напряжения, подаваемого на фитинг. Аппараты
с устройствами регулирования напряжения могут допускать кратковременный рост тока до 100 А.
С учетом ступенчатого нарастания напряжения его требуемая величина должна достигаться за время в пределах 1 % от всего времени
сварки, округленное до ближайшей целой секунды.
Регулируемый выходной ток должен быть стабилизирован в пределах ±1,5 % от номинального значения. С учетом ступенчатого или
плавного нарастания тока его требуемая величина должна достигаться
за время менее 1 % от всего времени сварки.
Время цикла должно регулироваться с точностью ±1 % от полного диапазона для рабочих условий. Полная мощность, подаваемая на
фитинг, должна регулироваться с точностью ±5 % от полного диапазона для рабочих условий с учетом, при необходимости, компенсации
температуры окружающей среды.
Защитные устройства
Все защитные устройства, которыми оснащены аппараты,
должны оставаться в работоспособном состоянии в течение полного
сварочного цикла. Защитные устройства должны прерывать сварочный
цикл за определенный промежуток времени, что должно отражаться на
дисплее и на узле записи данных при его наличии.
В целях безопасности оператора аппарат не должен работать,
если он подсоединен к сопротивлению более 200 Ом.
Аппарат должен измерять электропроводность между клеммами
фитинга или на разъеме. Непрерывность цепи должна постоянно контролироваться в течение сварочного цикла. В случае разрыва выходной
цепи аппарат должен отключиться в течение менее 1 секунды и выдать
информацию об ошибке.
Сварочный цикл должен немедленно прерываться при нажатии
выключателя.
38
В случае короткого замыкания сварочный цикл должен быть
прерван. Таким образом, любое превышение тока > 10 % в течение
4 секунд должно привести к отключению аппарата.
Счетчик
Аппарат может быть оснащен счетчиком для регистрации
и отображения количества сварочных циклов.
Техническая информация производителя
Производитель должен обеспечить потребителя следующей технической информацией:
– обозначение аппарата согласно ГОСТ Р ИСО 12176-2-2011;
– моделирование графика при выходных 24 В, если это существенно, и при справочном выходном напряжении;
– рабочий цикл при 100, 60 и 30 % мощности.
Следующая дополнительная информация о наличии или отсутствии опций должна быть указана в техническом файле или на аппарате:
– плавный запуск;
– компенсация температуры окружающей среды;
– компенсация температуры фитинга;
– запись данных по сварке.
5.2. Вспомогательная оснастка
Конструктивные особенности и комплектность вспомогательной
оснастки влияют на качества сварки ЗН не меньше, а возможно
и больше, чем сварочные аппараты.
Режущие устройства
Для резки труб малых диаметров предпочтительны дисковые
труборезы (рис. 5.3). Если резка проводится ножовками или циркулярными пилами (рис. 5.4), нужно добиваться, чтобы распил был перпендикулярен оси трубы. Распил следует очищать от заусениц.
39
Рис. 5.3. Дисковый труборез
Рис. 5.4. Циркулярная пила
Рихтующие приспособления
Рихтующие (скругляющие) приспособления применяют для восстановления круглого сечения ПЭ труб. После экструзии мерные трубы
имеют форму близкую к идеальной, но в результате хранения и транспортировки торцы труб приобретают отклонения от круглой формы,
причем правильная овальность – это не худший дефект. Длинномерные
трубы приобретают овальность при намотке. Скругляющие приспособления бывают механические, пневматические и с гидравлическим
40
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]