Công nghệ và quy trình hàn điện
Hàn điện, một công nghệ kết nối quan trọng trong hệ thống đường ống polyetylen, được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Nguyên lý hoạt động của nó chủ yếu dựa vào dây đốt nóng-được đặt sẵn bên trong khớp nối nung chảy điện. Bằng cách sử dụng điện, bề mặt bên trong của khớp nối và bề mặt bên ngoài của đường ống sẽ bị nóng chảy. Sau một thời gian làm nguội nhất định, quá trình hàn sẽ đạt được.
Trong quy trình hàn bằng phương pháp hàn điện,-các phụ kiện hàn điện được thiết kế tốt có vai trò đặc biệt quan trọng. Nguyên lý làm việc cơ bản của chúng sử dụng hiệu ứng Joule; thông qua quá trình đốt nóng của cuộn dây điện trở, vật liệu trên bề mặt bên trong của khớp nối sẽ tan chảy, nhờ đó đạt được sự kết hợp giữa đường ống và khớp nối.
Các phụ kiện nung chảy bằng điện, chẳng hạn như ống bọc ngoài, các ống nối có đường kính bằng nhau, các ống nối giảm dần và khuỷu tay, là những thành phần không thể thiếu trong hệ thống đường ống polyetylen. Chúng có thể kết nối các ống chính và ống nhánh hoặc các phụ kiện nối ống được làm bằng các loại vật liệu polyethylene và vật liệu khác nhau với tốc độ dòng chảy khác nhau. Hiện nay, hầu hết các phụ kiện hàn điện đều được trang bị hệ thống nhận dạng kỹ thuật số, trong đó các thông số hàn và thông tin quan trọng khác được lưu trữ dưới dạng mã trên vật mang dữ liệu như mã vạch hoặc thẻ từ. Bộ điều khiển hàn có thể tự động đọc các thông số này và điều khiển chính xác quá trình hàn.
Tiếp theo, chúng ta sẽ khám phá những tính năng độc đáo của hàn điện.
Hàn điện không chỉ cần một máy hàn điện chuyên dụng mà còn có khả năng ứng dụng rộng rãi, có khả năng kết nối các ống có kích thước và thông số kỹ thuật khác nhau, phù hợp với các loại ống và phụ kiện thuộc nhiều loại và vật liệu khác nhau. Quá trình hàn của nó ít bị ảnh hưởng bởi các yếu tố môi trường và con người, có tốc độ thi công nhanh, chi phí đầu tư và bảo trì thiết bị thấp. Hơn nữa, hàn điện rất đơn giản và dễ vận hành, tạo ra chất lượng mối hàn đáng tin cậy, có thành trong mịn và không ảnh hưởng đến tốc độ dòng chảy.
Sau khi hiểu các đặc tính của hàn điện, chúng ta sẽ thảo luận thêm về quy trình hoạt động của nó.
Đầu tiên, trước khi hàn cần đảm bảo điện áp nguồn ổn định, đạt yêu cầu, đồng thời vệ sinh sạch sẽ đầu nối nguồn ra để đảm bảo độ dẫn điện tốt. Tiếp theo, chuẩn bị các dụng cụ và vật liệu cần thiết, bao gồm máy hàn điện hoàn toàn tự động, phụ kiện nung chảy điện, máy cắt, tuốc nơ vít, bút đánh dấu và thước dây. Cắt ống theo chiều dài yêu cầu, đảm bảo mặt cuối vuông góc với trục và kiểm soát sai số cắt đầu trong phạm vi 5 mm. Tiếp theo, đo chiều dài của khớp nối điện và đánh dấu vị trí tương ứng trên đầu ống. Sau đó, cạo bề mặt hàn để loại bỏ lớp oxit, dầu, bụi bẩn và các tạp chất khác. Cuối cùng, làm sạch bề mặt ống bằng cồn khan hoặc methyl ethyl ketone (MEK) và đánh dấu lần cuối. Sau khi hoàn tất các bước chuẩn bị này, quá trình hàn điện có thể bắt đầu.
Chèn ống và phụ kiện Vẽ lại các đường trên ống, xác định vị trí bằng một nửa chiều dài của khớp nối điện từ mặt cuối. Sau đó, lắp khớp nối nung chảy điện đã được làm sạch vào đường ống cần hàn, đảm bảo mép ngoài của khớp nối ngang bằng với đường đã đánh dấu trước đó. Tiếp theo, siết chặt các vít khóa trên khớp nối bằng tuốc nơ vít để tránh trường hợp ống vô tình bị kéo ra ngoài trong quá trình hàn. Cuối cùng, lắp đặt kẹp hàn điện để cố định cụm được hàn (xem Hình 5-6 để biết phương pháp lắp đặt kẹp hàn điện chính xác), đảm bảo khớp nối và ống hoàn toàn đồng trục, với độ lệch được kiểm soát trong vòng 2%, đồng thời tránh tác dụng bất kỳ lực bên ngoài nào lên khớp nối nung chảy điện.
Lưu ý: Trước khi bắt đầu hàn, đảm bảo các phụ kiện đã được lấy ra khỏi bao bì và sạch sẽ và khô ráo.
Kết nối đầu nối đầu ra: Kết nối chắc chắn đầu ra của máy hàn với các đầu nối phù hợp, đảm bảo kết nối trơn tru. Nếu nguồn điện ở xa máy hàn,-có thể xảy ra báo động điện áp thấp. Trong trường hợp này, hãy cân nhắc thay cáp bằng cáp dày hơn hoặc sử dụng máy phát điện.
Thao tác hàn: Tuân thủ nghiêm ngặt quy trình vận hành máy hàn và tránh nhiễu từ từ trường xung quanh. Trong quá trình hàn, máy hàn phải được đặt ở chế độ "Tự động" và dữ liệu hàn phải được nhập bằng máy quét (bút) hoặc các thông số có thể được nhập thủ công ở chế độ "Thủ công". Sau khi nhập thông số, bật công tắc hàn để khởi động hẹn giờ. Nếu chọn chế độ thủ công, các thông số hàn phải được xác định theo hướng dẫn sử dụng sản phẩm của phụ kiện.
Nên sử dụng chế độ tự động để quét tham số, vì máy hàn sẽ tự động thực hiện bù hiệu chỉnh thời gian. Nếu sử dụng chế độ thủ công, có thể thực hiện điều chỉnh và bù thủ công theo thẻ thông tin phù hợp.
Làm mát tự nhiên: Sau khi hết thời gian hàn, máy hàn điện sẽ chuyển sang trạng thái làm mát. Trong quá trình làm nguội, đảm bảo làm nguội tự nhiên và không tác dụng bất kỳ ngoại lực nào lên các chi tiết được hàn. Sau khi làm mát, tháo rời vật cố định.
Đăng-Kiểm tra mối hàn
Sau khi hàn kiểm tra xem vật liệu bên trong lỗ có bị đẩy lên không và có vật liệu nào bị ép ra ngoài tại mối hàn hay không. Mối hàn đủ tiêu chuẩn không được tạo ra khói, cháy hoặc tắt máy sớm trong quá trình nung chảy điện và vật liệu phải được đẩy ra khỏi lỗ kiểm tra của bộ phận được nung chảy bằng điện.
Tiếp theo chúng tôi sẽ giới thiệu quy trình hoạt động của phương pháp hàn yên tĩnh điện.
Làm theo hướng dẫn của sản phẩm để khoan lỗ chính xác.
Các thông số chính của hàn điện
Các thông số cốt lõi của hàn ổ cắm điện và hàn yên điện bao gồm điện áp, thời gian gia nhiệt, thời gian làm mát và giá trị điện trở. Các thông số chính này thường được cung cấp bởi nhà sản xuất thành phần đường ống.
Các điểm và biện pháp phòng ngừa khi thi công hàn điện
Yêu cầu cơ bản
Trước khi hàn, đảm bảo rằng bề mặt được hàn không bị nhiễm bẩn hoặc oxy hóa. Nếu có những điều kiện như vậy thì cần phải xử lý bề mặt thích hợp. Khu vực hàn cũng phải được giữ khô ráo. Hơn nữa, phải chú ý đến khe hở vừa khít, độ-độ tròn{4}}, độ sâu chèn cũng như sự căn chỉnh và định vị trục giữa ống và khớp nối để đảm bảo rằng cụm lắp ráp được hàn mà không có áp lực dọc trục.
Sử dụng các thiết bị cố định căn chỉnh chuyên nghiệp có thể làm giảm hiệu quả các lỗi căn chỉnh và chuyển động tương đối trong quá trình hàn. Khi ống được lắp vào khớp nối và được giữ đồng trục, có thể đạt được sự tiếp xúc tốt và đồng đều giữa bề mặt ngoài của ống và bề mặt bên trong của khớp nối. Nếu tìm thấy một góc giữa trục ống và trục phụ kiện trong quá trình lắp, điều này sẽ làm tăng ma sát, ảnh hưởng đến chất lượng tiếp xúc giữa bề mặt ngoài của ống và bề mặt bên trong của phụ kiện và cuối cùng có khả năng ảnh hưởng xấu đến chất lượng mối hàn. Hơn nữa, góc này cũng có thể gây ra ứng suất đáng kể tại vị trí hàn sau khi hàn.
Yêu cầu về thiết bị và năng lượng hàn:
Thiết bị hàn điện phải tuân thủ các thông số kỹ thuật và tiêu chuẩn quốc gia có liên quan và yêu cầu bảo trì định kỳ thường xuyên. Theo CJJ63-2018 "Tiêu chuẩn kỹ thuật cho kỹ thuật đường ống dẫn khí Polyethylene", thiết bị kết nối đối đầu nung chảy điện phải được hiệu chuẩn và kiểm tra thường xuyên, với chu kỳ không quá một năm. Nếu sử dụng máy phát điện làm nguồn điện thì công suất đầu ra và đặc tính vận hành của nó phải được xem xét để đảm bảo nó có thể cấp nguồn cho tải cảm ứng.
Lựa chọn phương pháp đầu vào năng lượng:
Các phương pháp đầu vào năng lượng cho máy hàn có thể được chia thành ba loại: điều khiển dòng điện, điều khiển điện áp và điều khiển năng lượng. Bởi vì hầu hết các bộ phận làm nóng đều có hệ số điện trở nhiệt dương nên năng lượng đầu vào giảm dần khi nhiệt độ tăng khi sử dụng hàn điện áp không đổi. Điều này giúp ngăn ngừa hiện tượng cacbon hóa và quá nhiệt, đồng thời đảm bảo tính ổn định của quá trình điều khiển. Vì vậy, phương pháp nhập liệu này được sử dụng rộng rãi.
Kiểm soát điện áp hàn
Trong hàn điện, việc kiểm soát điện áp hàn là rất quan trọng. Cả điện áp quá cao và quá thấp đều có thể ảnh hưởng xấu đến chất lượng mối hàn. Vì vậy, việc cài đặt điện áp phải được kiểm tra cẩn thận và xác nhận nằm trong phạm vi thích hợp trước khi hàn. Đồng thời, sự thay đổi điện áp phải được giám sát chặt chẽ trong quá trình hàn để đảm bảo quá trình hàn diễn ra suôn sẻ và-chất lượng hoàn thiện cao.
Thời gian hàn
Với điện trở dây đốt và điện áp máy hàn được giữ không đổi, thời gian hàn trở thành yếu tố chính ảnh hưởng đến công suất làm nóng. Thời gian hàn quá lâu có thể dẫn đến quá nhiệt và cacbon hóa, đồng thời làm mềm và biến dạng thành trong của ống, đặc biệt là ở các phụ kiện đường ống hình yên-. Thời gian hàn không đủ có thể dẫn đến độ xuyên thấu không đủ hoặc quá nhiệt của các phụ kiện dây đốt nóng do yêu cầu năng lượng hàn quá cao.
Thời gian làm mát
Quá trình làm mát nhằm đảm bảo khớp đạt đủ độ bền. Nếu thời gian làm nguội quá ngắn, mối hàn có thể bị tác động từ bên ngoài do làm mát không hoàn toàn, do đó làm giảm độ bền của mối hàn. Trong quá trình làm nguội, các bộ phận hàn phải được kẹp chặt để tránh sự can thiệp từ bên ngoài ảnh hưởng đến độ bền của mối hàn. Hơn nữa, không nên thực hiện các biện pháp làm mát cưỡng bức trong giai đoạn làm mát.
Độ cứng của ống và phụ kiện Hàn điện tử khuyến nghị sử dụng ống polyethylene SDR11 hoặc dày hơn. Mặc dù một số nhà sản xuất cung cấp phụ kiện nung chảy điện phù hợp với SDR33, nhưng để hàn phụ kiện hình yên-, thông thường nó chỉ giới hạn ở SDR11 hoặc ống polyetylen dày hơn. Những hạn chế này phải được ghi rõ trên bao bì phù hợp. Độ cứng cao hơn của đường ống và phụ kiện giúp nhanh chóng tạo ra áp suất nóng chảy, từ đó rút ngắn thời gian hàn hoặc tăng cường độ hàn.
Khả năng hàn của vật liệu Hàn bằng phương pháp hàn điện có khả năng tương thích rộng và có thể nối các ống có SDR và loại khác nhau. Tuy nhiên, để đảm bảo chất lượng mối hàn, hai vật liệu ở bề mặt mối hàn phải có khả năng hàn tương tự nhau.
Nhiệt độ môi trường Nhiệt độ môi trường cũng có tác động nhất định đến hàn điện. Khi hàn trong môi trường có nhiệt độ-thấp, có thể cần phải làm nóng trước để cải thiện chất lượng mối hàn. Ngược lại, môi trường có nhiệt độ-cao cũng có thể ảnh hưởng xấu đến quá trình và kết quả hàn, do đó cần có biện pháp phòng ngừa cẩn thận.
Tác động của nhiệt độ môi trường xung quanh:
Hàn điện thường không yêu cầu biện pháp phòng ngừa đặc biệt khi nhiệt độ môi trường thay đổi trong một phạm vi nhất định. Tuy nhiên, trong môi trường khắc nghiệt, có thể cần phải điều chỉnh năng lượng đầu ra cho các phụ kiện đường ống, chẳng hạn như thay đổi điện áp đầu vào hoặc điều chỉnh thời gian hàn để đảm bảo chất lượng mối hàn. Đồng thời, nên tránh ánh nắng trực tiếp để tránh sự phân bổ nhiệt độ không đồng đều trong các đường ống (phụ kiện). Cần thực hiện các biện pháp bảo vệ thích hợp trong điều kiện thời tiết có gió, bụi, mưa hoặc tuyết để ngăn ngừa ô nhiễm. Đặc biệt khi hàn các ống có đường kính lớn{4}}, đầu xa của ống phải được đậy lại để tránh gió lùa.
An toàn và tiêu chuẩn:
Người vận hành hàn phải có trình độ chuyên môn phù hợp và đeo găng tay, kính bảo hộ và các thiết bị bảo hộ khác trong quá trình vận hành để đảm bảo an toàn. Ngoài ra, thiết bị hàn ống polyetylen (PE) phải tuân theo tiêu chuẩn GB/T2062-2020, trong khi quá trình sản xuất, thiết kế, nghiệm thu và vận hành phải tuân theo tiêu chuẩn ngành CJJ63-2018 và quy tắc kỹ thuật TSGD2002-2006.
