لوله‌های پلی‌اتیلن به دلیل مقاومت بالا در برابر خوردگی، طول عمر زیاد، انعطاف‌پذیری مناسب و وزن سبک، به سرعت جای خود را در صنایع آب، فاضلاب، گاز، کشاورزی و آبیاری باز کرده‌اند. یکی از مهم‌ترین بخش‌های اجرای پروژه با این لوله‌ها، اتصال صحیح لوله‌ها است که تضمین‌کننده دوام و عملکرد شبکه لوله‌کشی خواهد بود.
یکی از پرکاربردترین و مطمئن‌ترین روش‌های اتصال در این حوزه، جوش لب به لب (Butt Fusion Welding) است. در این فرایند، دو انتهای لوله تحت حرارت کنترل‌شده ذوب می‌شوند و سپس با فشار مشخص و کنترل‌شده به یکدیگر متصل می‌گردند تا یک پیوند یکپارچه و مقاوم ایجاد شود.
اگر این روش به درستی انجام نشود، حتی بهترین لوله‌های پلی‌اتیلن نیز در برابر فشار و جریان ناپایدار خواهند بود.
معرفی جوش لب به لب پلی اتیلن
جوش لب به لب، فرایندی است که دو سر لوله‌های پلی اتیلن را با حرارت ذوب می‌کند و سپس آن‌ها را به هم فشرده تا اتصالی محکم ایجاد شود. این روش ساده به نظر می‌رسد، اما نیاز به دقت بالا دارد. چرا این روش محبوب است؟ چون اتصالاتی قوی و بدون نشتی ایجاد می‌کند. در سیستم‌های آبیاری قطره‌ای یا تحت فشار، چنین اتصالاتی عمر شبکه را افزایش می‌دهند. بر اساس استانداردهای بین‌المللی مانند ISO 4427 و استاندارد ملی ایران(INSO 14427) ، این روش کیفیت بالایی ارائه می‌دهد.
انواع دستگاه‌های جوش پلی اتیلن
دستگاه‌های جوش پلی اتیلن و روش های جوشکاری پلی اتیلن در دسته‌های مختلفی تقسیم می‌شوند. هر کدام برای نیازهای خاصی طراحی شده‌اند. سه دسته اصلی داریم:
- دستگاه جوش لب به لب
- الکتروفیوژن
- اکسترودر
دستگاه جوش لب به لب خود به شش زیرگروه تقسیم می‌شود:
- دستگاه جوش فاضلابی برای لوله‌های بزرگ فاضلاب مناسب است.
- دستگاه دستی سبک و قابل حمل است، ایده‌آل برای کارهای کوچک.
- نیمه هیدرولیک ترکیبی از دستی و مکانیکی ارائه می‌دهد.
- تمام هیدرولیک برای کنترل دقیق فشار استفاده می‌شود.
- سی ان سی با کنترل کامپیوتری دقت بالایی دارد.
- زاویه‌زن برای اتصالات زاویه‌دار کاربرد دارد.
دستگاه اکسترودر هم دو نوع دارد: گرانولی که از دانه‌های پلی اتیلن استفاده می‌کند و مفتولی که با سیم‌های پلیمری کار می‌کند. این تنوع اجازه می‌دهد تا بر اساس پروژه، بهترین ابزار را انتخاب کنید. برای مثال، در آبیاری مزارع بزرگ، دستگاه تمام هیدرولیک کارایی بیشتری نشان می‌دهد.
مراحل جوش لب به لب لوله پلی‌اتیلن
مرحله ۱: نصب و فیکس کردن لوله‌ها
ابتدا لوله‌ها یا قطعاتی که قرار است جوش داده شوند، در گیره‌های دستگاه جوش لوله پلی اتیلن قرار داده می‌شوند. برای سایزهای مختلف، از واسطه‌های مخصوص گیره استفاده می‌شود تا لوله کاملاً ثابت و هم‌راستا گردد.
باید حدود ۲۰ تا ۳۰ میلی‌متر از سر لوله از گیره بیرون بماند تا عملیات رنده‌کاری و جوش به راحتی انجام شود.
گیره‌ها باید به حدی سفت شوند که لوله‌ها حرکت نکنند، اما فشار بیش از حد می‌تواند باعث آسیب یا تغییر شکل لوله شود.
برای جلوگیری از فشار اضافی به لوله در هنگام حرکت، از تکیه‌گاه یا رولر در سمت دیگر لوله استفاده کنید.
سپس با حرکات آرام، لوله‌های ثابت و متحرک را جابه‌جا کنید تا فشار کششی از روی فشارسنج مشخص شده و آن عدد یادداشت شود.
مرحله ۲: رنده‌کاری یا صاف کردن لبه‌ها
هدف از این مرحله، حذف لایه اکسید و ایجاد تطابق کامل لبه‌ها است.
رنده مخصوص بین دو لوله قرار داده شده و با فشار متعادل (نه خیلی زیاد و نه بسیار کم) عمل براده‌برداری انجام می‌شود.
- زمانی رنده‌کاری کامل است که تراشه‌ای پیوسته و یکنواخت از هر دو لبه مشاهده شود.
- ابتدا رنده روشن می‌شود، سپس فشار داده می‌شود.
- پس از اتمام کار، قبل از خاموش کردن، رنده را از تماس با لوله جدا کنید.
برای جلوگیری از آسیب به تیغه‌های رنده، پیش از شروع، لبه لوله را با پارچه تمیز کنید. ناصافی یا بی‌دقتی در این مرحله می‌تواند باعث بروز مشکلات جدی در کیفیت جوش شود.
مرحله ۳: کنترل هم‌راستایی و فاصله
پس از برداشتن رنده، لوله‌ها به هم نزدیک شده و هم‌راستایی آن‌ها بررسی می‌شود.
- اختلاف هم‌محوری نباید بیش از ۱۰٪ ضخامت دیواره لوله باشد.
- حداکثر فاصله بین دو لبه (Gap) پس از رنده‌کاری ۰.۵ میلی‌متر است.
اگر این شرایط رعایت نشود، باید با روش‌هایی مانند تنظیم تکیه‌گاه، سفت و شل کردن گیره یا چرخاندن لوله، مشکل را اصلاح کرد.
اگر این تغییرات باعث جابه‌جایی لوله‌ها داخل گیره شود، باید مجدداً رنده‌کاری انجام شود.
به هیچ عنوان نباید پس از این مرحله لبه‌های آماده جوش را لمس یا آلوده کرد. در صورت آلودگی، پاک‌سازی با پارچه نخی و مواد مجاز مانند الکل اتیلیکی یا استون انجام می‌شود.
مرحله ۴: گرم کردن لبه‌ها با اتو
اتو باید از قبل به دمای استاندارد (معمولاً بین ۲۱۰ الی ۲۳۰ درجه سانتی‌گراد) رسیده باشد.
پس از اطمینان از دمای مناسب، اتو بین دو لوله قرار می‌گیرد. سپس فشار تا حد مورد نیاز (فشار کششی + فشار اعلام شده از سوی سازنده دستگاه) اعمال می‌شود و صبر می‌کنیم تا برآمدگی یا Bead یکنواختی به ارتفاع تقریبی ۱ تا ۴ میلی‌متر در لبه لوله شکل بگیرد.
برای کمک به تصور، این ارتفاع را می‌توان به ضخامت یک چوب کبریت تشبیه کرد.
بهتر است هنگام قرار دادن اتو، آن را به لبه لوله ثابت نزدیک‌تر کنیم تا زمان تماس دو لبه با آن بهتر کنترل شود.
مرحله ۵: زمان نفوذ حرارت
پس از تشکیل برآمدگی مورد نظر، فشار کاهش می‌یابد تا فقط تماس ملایمی بین لوله و اتو باقی بماند.
این کاهش فشار کمک می‌کند حرارت به عمق دیواره لوله نفوذ کرده و جوش یکپارچه و مقاوم‌تری ایجاد شود.
مدت زمان این مرحله بر اساس قطر لوله و دستورالعمل سازنده دستگاه تعیین می‌گردد.
مرحله ۶: اتصال نهایی
در پایان زمان نفوذ حرارت، اتو با دقت برداشته می‌شود تا با لوله برخورد نکند.
دو سر لوله بلافاصله و با سرعت کنترل‌شده به یکدیگر نزدیک شده و فشار به تدریج تا حد مشخص افزایش می‌یابد.
اعمال فشار به صورت ناگهانی باعث ایجاد تنش در محل جوش می‌شود، بنابراین باید با روند تدریجی انجام شود.
وقتی فشار لازم حاصل شد، این فشار ثابت تا پایان زمان سرد شدن نگه داشته می‌شود.
مرحله ۷: خنک‌کاری و آزادسازی لوله
پس از اتمام زمان نگهداری تحت فشار، لوله‌ها از دستگاه آزاد می‌شوند.
اما حتی پس از خروج از دستگاه، باید بر اساس جدول زمان‌بندی استاندارد، مدتی در شرایط ثابت باقی بمانند تا جوش به مقاومت نهایی خود برسد.
خنک‌کاری با آب یا پارچه مرطوب ممنوع است، زیرا باعث شوک حرارتی و تضعیف اتصال می‌شود.
اهمیت رعایت استانداردها در جوشکاری
شبکه‌های پلی اتیلن عمر طولانی دارند، اما این عمر به اجرای درست بستگی دارد. استانداردهای ملی و بین‌المللی راهنما هستند. تیم‌های اجرایی باید این استانداردها را دقیق دنبال کنند. جوشکاری یکی از مراحل حساس است. روش‌های اصلی الکتروفیوژن و لب به لب هستند، اما لب به لب به دلیل سادگی و سرعت بیشتر رواج دارد.
روش لب به لب نسبت به جوش فلزی آسان‌تر است، اما آموزش و رعایت شرایط ضروری است. اپراتور باید دستگاه را بشناسد، لوله‌ها را آماده کند و بازرسی چشمی انجام دهد. علاوه بر بازرسی چشمی، آزمایش‌های مخرب مانند تست کشش و غیرمخرب مانند اولتراسونیک وجود دارد. شرکت‌های آب و گاز بر اساس استانداردهای خود، این آزمایش‌ها را الزامی می‌کنند.
چند نکته مهم را فراموش نکنید. برای تعویض روغن، از روغنی که عامل فروش معرفی می‌کند، استفاده کنید. طول کابل بیش از ۱۵ متر نباشد. در جوشکاری از چادر استفاده کنید. سر لوله‌ها را با گپ ببندید تا باد هیتر را سرد نکند. از آب یا دستمال خیس برای خنک کردن استفاده نکنید، چون آسیب می‌زند.
فشار رنده‌کاری را کنترل کنید. دمای هیتر را بر اساس مواد تنظیم کنید. این نکات از تجربیات عملی می‌آیند و می‌توانند جلوی اشتباهات رایج را بگیرند. برای مثال، در پروژه‌های آبیاری، رعایت این موارد نشتی را به حداقل می‌رساند و کارایی سیستم را بالا می‌برد.
نکات ایمنی در کار با دستگاه
ایمنی اولویت دارد. هنگام کار، مراقب باشید دست بین لوله‌ها گیر نکند. از دستکش استفاده کنید. رنده را محکم ببندید. هیتر داغ است، پس احتیاط کنید تا دست نسوزد. روغن هیدرولیک را قبل از استفاده چک کنید.
اگر از ژنراتور استفاده می‌کنید، توان آن حداقل ۳.۵ کیلووات باشد. اگر ماده مذاب به دست چسبید، آن را جدا نکنید و فوری زیر آب سرد بگیرید. کابل را از هیتر داغ دور نگه دارید تا آسیب نبیند.
علاوه بر این، همیشه از تجهیزات حفاظتی مانند عینک و لباس مناسب استفاده کنید. در جستجوهای اضافی، متوجه شدم که استاندارد OSHA توصیه می‌کند فضای کار را از مواد قابل اشتعال دور نگه دارید. این نکته را اضافه کنید تا ایمنی کامل شود.
نگهداری و کنترل کیفیت جوش
پس از جوش، بازرسی چشمی کنید. جوش باید صاف و بدون حفره باشد. اگر مشکلی دیدید، دوباره بررسی کنید. برای نگهداری دستگاه، روغن را منظم عوض کنید و قطعات را تمیز نگه دارید. این کار عمر دستگاه را طولانی می‌کند. استاندارد DIN 16963 الزاماتی برای کیفیت جوش دارد. مثلاً، ضخامت لبه ذوب‌شده باید یکنواخت باشد. این استانداردها را رعایت کنید تا پروژه موفق باشد.
نتیجه‌گیری
جوش لب به لب پلی اتیلن روشی کارآمد برای اتصالات قوی است. با رعایت مراحل، توصیه‌ها و ایمنی، نتایج عالی بگیرید. اگر به دستگاه یا لوله نیاز دارید، وبسایت ما گزینه‌های متنوعی ارائه می‌دهد. برای مشاوره بیشتر، با ما تماس بگیرید.
