
پلی اتیلن یکی از پرکاربردترین و متنوعترین پلیمرهای مصنوعی در جهان است. این ماده از پلیمریزاسیون اتیلن تولید میشود و به دلیل خواص فیزیکی و شیمیایی منحصر به فردش، در صنایع مختلف کاربردهای زیادی دارد.
پلی اتیلن به عنوان یک پلاستیک ترموپلاستیک شناخته میشود، به این معنی که با حرارت دادن نرم و قابل شکلدهی میشود و پس از سرد شدن، شکل جدید خود را حفظ میکند.
این پلیمر در انواع مختلفی تولید میشود که هر کدام ویژگیهای خاص خود را دارند. پلی اتیلن با چگالی بالا (HDPE)، پلی اتیلن با چگالی پایین (LDPE) و پلی اتیلن با چگالی خطی پایین (LLDPE) از جمله انواع رایج آن هستند.
هر یک از این انواع، بسته به ساختار مولکولی و چگالیشان، خواص متفاوتی از جمله استحکام، انعطافپذیری و مقاومت در برابر مواد شیمیایی را از خود نشان میدهند. در این مقاله به معرفی جوش پلی اتیلن از 0 تا 100پرداخته ایم.
جوشکاری پلی اتیلن چیست؟
جوشکاری پلی اتیلن به یکی از روشهای کلیدی اتصال لولههای پلی اتیلن تبدیل شده که به دلیل ویژگیهای خاص این ماده، در صنایع مختلف از جمله انتقال آب، گاز و فاضلاب به کار میرود.
پلی اتیلن یک ترموپلاستیک است که به دلیل وزن سبک، انعطافپذیری و مقاومت در برابر خوردگی، انتخابی ایدهآل برای لولهکشی به شمار میرود. در فرآیند جوشکاری پلی اتیلن، سطوح لولهها یا اتصالات از طریق حرارتدهی به نقطه ذوب میرسند و با فشار به یکدیگر متصل میشوند. در این روش، ایجاد یک اتصال محکم و بدون درز، استحکام و دوام طولانیمدت سیستم لولهکشی را تضمین میکند.
جوشکاری پلی اتیلن نیازمند دقت بالا در آمادهسازی سطح لولهها است. قبل از شروع کار، باید مطمئن شد که لولهها تمیز و خشک هستند و هیچگونه آلودگی بر روی آنها وجود ندارد. همچنین انتخاب دمای مناسب و تنظیم دقیق دستگاه، برای جلوگیری از خرابیهای احتمالی بسیار مهم است. این نوع جوشکاری در پروژههای بزرگ مانند شبکههای توزیع آب و گاز، به دلیل سرعت و کیفیت بالای اتصال، به طور گستردهای استفاده میشود.
کاربرد جوشکاری پلی اتیلن: راهکاری جامع برای صنایع زیرساختی
- حمل و نقل آب زیرزمینی
- خطوط فاضلاب
- سیستم های آبیاری کشاورزی
- خطوط عبور زیردریایی
- خطوط توزیع گاز طبیعی
- زیرساخت خطوط لوله آب آشامیدنی
- خطوط لوله انتقال نفت
انواع دستگاههای جوش پلی اتیلن
- دستگاه جوش بات فیوژن (جوش لب به لب)
- دستگاه جوش الکتروفیوژن
- دستگاه جوش اکسترودر
دستگاه جوش بات فیوژن (جوش لب به لب)
این دستگاه جوشکاری مخصوص اتصال لولههای پلی اتیلن به صورت مستقیم است. در روش بات فیوژن، لبههای دو لوله پس از گرم شدن به هم فشار داده میشوند تا یک اتصال محکم و دائمی ایجاد شود. این نوع جوش به دلیل استحکام و دوام بالا، به خصوص در پروژههای بزرگ صنعتی مانند شبکههای آبرسانی و گازرسانی کاربرد دارد.
دستگاه جوش الکتروفیوژن
این دستگاه یکی از پیشرفتهترین ابزارهای جوشکاری پلی اتیلن است و از جریان الکتریکی برای گرم کردن و ذوب کردن لولهها استفاده میکند. لولهها در محل اتصال با استفاده از جریان الکتریکی و اتصالات الکتروفیوژن به هم متصل میشوند. سرعت بالا، دقت در جوش و کاربرد در پروژههایی با نیاز به اتصالات دقیق از ویژگیهای بارز این روش است. الکتروفیوژن به ویژه در سیستمهای انتقال گاز و آب استفاده میشود.
همچنین بخوانید: معرفی تجهیزات جوشکاری تیگ
دستگاه جوش اکسترودر
این دستگاه به طور خاص برای ترمیم اتصالات و نقاط جوش پلی اتیلن استفاده میشود. مواد پلی اتیلن به صورت گرانول در دستگاه اکسترودر ذوب شده و سپس به محل جوش تزریق میشوند. این روش عمدتاً برای تعمیرات لولهها و اتصالات به کار میرود و امکان کنترل دستی فرآیند جوشکاری نیز در این دستگاه وجود دارد. این دستگاهها با توجه به نیازهای متفاوت پروژههای مختلف انتخاب میشوند و کیفیت نهایی جوش نیز تا حد زیادی به نوع و عملکرد صحیح دستگاه وابسته است.
معرفی انواع جوش پلی اتیلن: تکنیکهای اتصال برای لولههای پلاستیکی
جوشکاری پلی اتیلن لب به لب
در جوشکاری لب به لب، دو انتهای لوله یا اتصالات در مقابل یک صفحه داغ قرار میگیرند تا ذوب شوند. سپس صفحه داغ برداشته شده و دو سطح ذوب شده به هم فشرده میشوند. پس از سرد شدن، یک اتصال یکپارچه و مستحکم ایجاد میشود. این روش برای لولههای با قطر بالا (معمولاً بیش از 63 میلیمتر) مناسب است و اتصالی با استحکام بالا و مقاوم در برابر نشتی ایجاد میکند.
همچنین بخوانید: جوشکاری کاربیت(جوش کاربیت) چیست؟
جوشکاری پلی اتیلن الکتروفیوژن
در این روش، از اتصالات مخصوصی با سیمپیچهای داخلی استفاده میشود. لولهها درون این اتصالات قرار گرفته و با عبور جریان الکتریکی، حرارت تولید شده باعث ذوب شدن سطوح تماس میشود.
پس از سرد شدن، یک اتصال بسیار قوی و یکپارچه ایجاد میشود. این روش به دلیل دقت بالا و امکان اتصال در فضاهای محدود، در بسیاری از پروژههای شهری و صنعتی مورد استفاده قرار میگیرد.
جوشکاری سوکت یا سوکت زن
این روش ساده و کارآمد برای اتصال لولههای پلی اتیلن با قطر کوچک است. از یک دستگاه حرارتی با دو قسمت استفاده میشود: یکی برای گرم کردن انتهای لوله و دیگری برای گرم کردن داخل اتصال (سوکت).
پس از گرم شدن به دمای مناسب، لوله درون سوکت قرار داده میشود و با فشار، اتصال ایجاد میشود. این روش برای لولههای با قطر کمتر از 110 میلیمتر مناسب است و به دلیل سرعت و سهولت اجرا، در پروژههای کوچک و متوسط بسیار پرکاربرد است.
جوشکاری زینی
جوشکاری زینی برای ایجاد انشعاب از لولههای اصلی پلی اتیلن استفاده میشود. در این روش، از یک قطعه به شکل زین اسب استفاده میشود که روی لوله اصلی قرار میگیرد. با استفاده از حرارت و فشار، این قطعه به لوله اصلی جوش داده میشود. سپس با یک ابزار مخصوص، سوراخی در لوله اصلی ایجاد میشود تا امکان انشعابگیری فراهم شود. این روش امکان ایجاد انشعاب بدون نیاز به قطع جریان در لوله اصلی را فراهم میکند و در شبکههای توزیع آب و گاز بسیار کاربرد دارد.
دمای مناسب جوش لوله پلی اتیلن
این دما معمولاً بین 200 تا 230 درجه سانتیگراد است، اما بسته به نوع پلی اتیلن و روش جوشکاری متفاوت است. برای مثال، در جوشکاری لب به لب، دمای صفحه داغ معمولاً حدود 220 درجه سانتیگراد تنظیم میشود.
در جوشکاری الکتروفیوژن، دمای جوش توسط دستگاه کنترل میشود و معمولاً به حدود 200 درجه سانتیگراد میرسد. رعایت دقیق دمای مناسب برای اطمینان از کیفیت جوش و جلوگیری از آسیب به ساختار پلیمری لوله بسیار حیاتی است.
ویژگیهای خاص جوشکاری پلی اتیلن
مقاومت بالا تحت فشار
این خاصیت به دلیل ساختار مولکولی منحصر به فرد پلی اتیلن و روش جوشکاری است که باعث میشود مولکولهای دو قطعه در محل اتصال کاملاً در هم آمیخته شوند.
در نتیجه، اتصال ایجاد شده قادر است فشارهای بسیار بالا را تحمل کند بدون اینکه دچار نشتی یا شکست شود. این ویژگی به خصوص در سیستمهای لولهکشی که تحت فشارهای عملیاتی بالا کار میکنند، مانند خطوط انتقال آب و گاز، بسیار حائز اهمیت است و باعث افزایش ایمنی و طول عمر سیستم میشود.
مقاومت در برابر ضربات خارجی
این مقاومت ناشی از انعطافپذیری ذاتی پلی اتیلن و یکپارچگی اتصال جوش شده است. هنگامی که یک ضربه خارجی به لوله یا اتصال وارد میشود، ساختار انعطافپذیر پلی اتیلن انرژی ضربه را جذب و پخش میکند، بدون اینکه شکست یا ترک خوردگی رخ دهد. این ویژگی به خصوص در مناطقی که احتمال آسیب مکانیکی وجود دارد، مانند مناطق زلزلهخیز یا مناطقی که عملیات حفاری مکرر انجام میشود، بسیار ارزشمند است و باعث کاهش هزینههای تعمیر و نگهداری میشود.
به لولههای تصفیه آسیب نمیرساند
این امر به دلیل ماهیت فرآیند جوشکاری است که بدون استفاده از مواد شیمیایی اضافی انجام میشود. در نتیجه، هیچ گونه آلودگی یا ماده مضری وارد سیستم نمیشود که بتواند به تجهیزات تصفیه آسیب برساند.
این ویژگی به خصوص در سیستمهای تصفیه آب و فاضلاب بسیار مهم است، جایی که حفظ کیفیت آب و جلوگیری از هرگونه آلودگی ثانویه ضروری است. علاوه بر این، سطح داخلی صاف و یکنواخت اتصالات جوشکاری شده پلی اتیلن باعث کاهش رسوبگذاری و تجمع مواد میشود، که این امر به نوبه خود باعث افزایش کارایی سیستمهای تصفیه و کاهش نیاز به تعمیر و نگهداری میشود.
