RU2615890C1 - Способ сварки нагретым инструментом в раструб полимерных труб - Google Patents
Способ сварки нагретым инструментом в раструб полимерных труб Download PDFInfo
- Publication number
- RU2615890C1 RU2615890C1 RU2016113937A RU2016113937A RU2615890C1 RU 2615890 C1 RU2615890 C1 RU 2615890C1 RU 2016113937 A RU2016113937 A RU 2016113937A RU 2016113937 A RU2016113937 A RU 2016113937A RU 2615890 C1 RU2615890 C1 RU 2615890C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- welding
- pipe
- pipes
- welded
- temperature
- Prior art date
Links
- 238000003466 welding Methods 0.000 title claims abstract description 40
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 9
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 8
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 7
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 4
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 4
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 4
- 238000005304 joining Methods 0.000 claims description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 3
- 230000008878 coupling Effects 0.000 abstract description 16
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 abstract description 16
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 abstract description 16
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 abstract description 14
- 238000009826 distribution Methods 0.000 abstract description 7
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- -1 polypropylene Polymers 0.000 description 14
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 12
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 12
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 3
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 2
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 2
- 229920005604 random copolymer Polymers 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L13/00—Non-disconnectable pipe joints, e.g. soldered, adhesive, or caulked joints
- F16L13/02—Welded joints
Landscapes
- Lining Or Joining Of Plastics Or The Like (AREA)
Abstract
Изобретение относится к сварке полимерных труб нагретым инструментом в раструб и может использоваться при сварке полипропиленовых труб при отрицательных температурах окружающего воздуха. Изобретение направлено на получение качественного сварного соединения без строительства специального сооружения. Технический результат достигается снижением остаточных напряжений в стенках трубы и муфты путем снижения неравномерности распределения температур в сварном раструбном соединении за счет предварительного градиентного подогрева с противоположных поверхностям сварки сторон трубы и муфты. 5 ил.
Description
Область, к которой относится изобретение
Изобретение относится к сварке полимерных труб нагретым инструментом в раструб и может использоваться при сварке полипропиленовых труб при отрицательных температурах окружающего воздуха.
Уровень техники
Известно техническое решение (1. СП 40-101-96. Проектирование и монтаж трубопроводов из полипропилена «Рандом сополимер»; введ. 09.04.96. - Официальное издание, Минстрой России. М.: ГУП ЦПП, 1997), заключающееся в оплавлении поверхности свариваемой трубы и раструба муфты с помощью гильзы и дорна инструмента, нагретого до или выше температуры плавления материала трубы, соединения после удаления инструмента оплавленных поверхностей и выдерживания определенное время, диктуемое скоростью охлаждения и релаксационными процессами в сварном соединении.
Недостатком данного технического решения является получение некачественного сварного соединения при отрицательных температурах окружающего воздуха.
Известно техническое решение (2. Ведомственные строительные нормы по проектированию и монтажу внутренних систем водоснабжения из полипропиленовых труб «Рандом сополимер» (PPRC) ВСН 47-96; введ. 01.08.96. - М.: Ротапринт Мосоргстроя. 1996), в котором при необходимости выполнения сварочно-монтажных работ при температуре наружного воздуха ниже 0°C сварку труб следует производить в обогреваемых помещениях (п. 4.13).
Недостатком указанного способа является трудоемкость и большие затраты времени на строительство сооружения и на достижение регламентированной температуры воздуха внутри сооружения и на концах свариваемых полимерных труб и соединительных деталей.
Наиболее близким является техническое решение (3. Старостин Н.П., Аммосова О.А., Ботвин Г.В. Тепловой процесс сварки полипропиленовых труб в раструб при низких температурах // Сварка и диагностика. 2015. №6. С. 57-61), в котором при сварке полипропиленовых труб нагретым инструментом в раструб при отрицательных температурах окружающего воздуха, для обеспечения равномерного распределения температуры и снижения температурных напряжений в стенке свариваемых трубы и муфты, необходимо предварительно подогреть трубу на длину вылета, превышающую глубину раструба, и муфту на глубину раструба до температуры выше 20°С специальными сменными насадками для подогрева, устанавливаемыми к нагревательной пластине дополнительного сварочного аппарата. После подогрева свариваемые детали свободно охлаждаются для получения равномерного распределения температуры из допустимого для сварки интервала в стенках свариваемых концов трубы и муфты. После подогрева производится сварка при допустимых температурах (сварку полипропиленовых труб разрешается производить при температурах окружающего воздуха выше 0°С, полиэтиленовых труб от -15°С до +45°С). Остывание сварного соединения после сварки производится в теплоизоляционной камере. Толщина теплоизоляции рассчитывается таким образом, чтобы обеспечить скорость остывания сварного соединения такую же, как при стандартной сварке в условиях положительных температур окружающего воздуха.
Недостатком данного решения является большой градиент температуры между свариваемым участком и холодной частью трубы, из-за которого возникают остаточные напряженные участки в сварном соединении.
Раскрытие изобретения
Задачей предлагаемого изобретения является получение качественного сварного соединения полимерной трубы без строительства специального сооружения при отрицательных температурах окружающего воздуха.
Технический результат, достигаемый при решении поставленной задачи, заключается в получении при низких температурах окружающего воздуха сварного шва со сниженными остаточными напряжениями в стенках трубы и муфты.
Существенные признаки, характеризирующие изобретение.
Ограничительные: перед сваркой предварительно подогревают концы свариваемых трубы и муфты, сварку производят путем оплавления наружной поверхности трубы и внутренней поверхности муфты инструментом, нагретым до или выше температуры плавления материала трубы, и соединения оплавленных свариваемых деталей после удаления инструмента. Охлаждение сварного шва и зоны трубы производят в теплоизоляционной камере.
Отличительные: предварительный подогрев трубы и муфты производят со стороны противоположной поверхности сварки, т.е. трубу подогревают со стороны внутренней поверхности, а муфту - со стороны наружной поверхности, до максимальной рабочей температуры свариваемых деталей (для полипропилена 95°С, для полиэтилена 80°С и т.д.).
Так как остаточные напряжения в стенках трубы и муфты появляются из-за неравномерности распределения температур, то снижение градиента температуры в области сварки снизит и температурные напряжения в стенках свариваемых деталей.
Краткое описание чертежа
На фиг. 1 приведена схема предварительного подогрева, сварки и остывания в теплоизоляционной камере полимерных труб. На фиг. 2 приведено распределение температуры по радиусу r раструбного сварного соединения в момент окончания сварки полипропиленовых труб марки PPRC PN20 63×10,5 при температурах окружающего воздуха Токр=20°С и Токр=-40°С.
Осуществление изобретения
Способ осуществляется следующим образом. На нагревательную пластину (1) дополнительного сварочного аппарата для раструбной сварки, нагретую до максимальной рабочей температуры полимера, устанавливаются насадки для предварительного подогрева конца трубы и муфты (2) (фиг. 1, а). Форма насадок такова, что подогрев осуществляется со стороны, противоположной поверхности сварки, труба (3) подогревается со стороны внутренней поверхности, муфта (4) со стороны наружной поверхности (фиг. 1, б). Подогрев производится до достижения температуры свариваемых поверхностей трубы и муфты до температуры из регламентированного интервала производства сварки (градиентный подогрев). Продолжительность градиентного подогрева находят решением задачи теплопроводности, исходя из температуры окружающего воздуха, теплофизических свойств и геометрических размеров трубы и соединительной детали (3. Старостин Н.П., Аммосова О.А., Ботвин Г.В. Тепловой процесс сварки полипропиленовых труб в раструб при низких температурах // Сварка и диагностика. 2015. №6. С. 57-61). Далее производят сварку нагретым инструментом (5) в раструб полимерных труб как при допустимых температурах (фиг. 1, в). Охлаждение производят в теплоизоляционной камере 6) (фиг. 1, г) определенных размеров, в которой за счет накопленной в процессе сварки теплоты сварного соединения поддерживается температура в регламентированном температурном интервале.
Пример. При сварке полипропиленовых труб марки PPRC PN20 диаметром 63 мм при температуре окружающего воздуха минус 40°С на пластину дополнительного сварочного аппарата, нагретую до 95°С (максимальная рабочая температура полипропилена) устанавливаются насадки (гильза и дорн), для предварительного подогрева. С помощью гильзы подогревается труба с внутренней стороны, с помощью дорна - муфта с наружной стороны. Продолжительность градиентного подогрева, согласно расчетам составила: для трубы - 420 с, для муфты - 360 с, поэтому подогрев трубы следуют начать на 60 с раньше для одновременного начала процесса нагрева (оплавления). Далее производится сварка нагретым до 270°С инструментом в раструб полипропиленовых труб.
На фиг. 2 приведено распределение температуры по радиусу раструбного сварного соединения в момент окончания сварки при температурах окружающего воздуха Токр=20°С и Токр=-40°С. Видно, что после сварки с предварительным градиентным подогревом при температуре окружающего воздуха - 40°С в середине сварного раструбного соединения такое же распределение температуры, как после сварки при Токр=20°С. Для поддержания необходимого темпа охлаждения производится выдержка сварного раструбного соединения в теплоизоляционной камере.
Таким образом, при указанных режимах сварка при отрицательных температурах окружающего воздуха с предварительным градиентным подогревом обеспечивает сниженние остаточных напряжений в стенках трубы и муфты.
Claims (1)
- Способ сварки полимерных труб, заключающийся в оплавлении предварительно подогретых трубы и муфты нагретым инструментом в раструб, соединении после удаления нагретого инструмента оплавленных поверхностей и выдерживании времени охлаждения в теплоизоляционной камере, отличающийся тем, что предварительный подогрев трубы и муфты производят с помощью гильзы и дорна, нагретыми до максимальной рабочей температуры свариваемых материалов со сторон, противоположных поверхностям сварки, до достижения температуры оплавляемых поверхностей из регламентированного интервала температур производства сварки.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016113937A RU2615890C1 (ru) | 2016-04-11 | 2016-04-11 | Способ сварки нагретым инструментом в раструб полимерных труб |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016113937A RU2615890C1 (ru) | 2016-04-11 | 2016-04-11 | Способ сварки нагретым инструментом в раструб полимерных труб |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2615890C1 true RU2615890C1 (ru) | 2017-04-11 |
Family
ID=58642335
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016113937A RU2615890C1 (ru) | 2016-04-11 | 2016-04-11 | Способ сварки нагретым инструментом в раструб полимерных труб |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2615890C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2687900C1 (ru) * | 2018-03-28 | 2019-05-16 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Федеральный исследовательский центр "Якутский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук" | Способ сварки полимерных труб |
CN113239594A (zh) * | 2021-05-21 | 2021-08-10 | 燕山大学 | 一种用于提高金属管焊接质量的方法 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2282781C2 (ru) * | 2005-01-11 | 2006-08-27 | ЗАО "МосФлоулайн" | Способ выполнения стыка трубопроводов в полимерной оболочке и устройство для его осуществления |
RU2383811C1 (ru) * | 2008-07-16 | 2010-03-10 | Институт проблем нефти и газа Сибирского отделения Российской академии наук | Способ сварки полимерных труб |
RU2396478C1 (ru) * | 2008-12-15 | 2010-08-10 | Институт проблем нефти и газа Сибирского отделения Российской академии наук | Способ сварки полимерных труб |
RU2450202C2 (ru) * | 2010-07-19 | 2012-05-10 | Учреждение Российской академии наук Институт проблем нефти и газа Сибирского отделения Российской академии наук | Способ муфтовой сварки полимерных труб |
-
2016
- 2016-04-11 RU RU2016113937A patent/RU2615890C1/ru active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2282781C2 (ru) * | 2005-01-11 | 2006-08-27 | ЗАО "МосФлоулайн" | Способ выполнения стыка трубопроводов в полимерной оболочке и устройство для его осуществления |
RU2383811C1 (ru) * | 2008-07-16 | 2010-03-10 | Институт проблем нефти и газа Сибирского отделения Российской академии наук | Способ сварки полимерных труб |
RU2396478C1 (ru) * | 2008-12-15 | 2010-08-10 | Институт проблем нефти и газа Сибирского отделения Российской академии наук | Способ сварки полимерных труб |
RU2450202C2 (ru) * | 2010-07-19 | 2012-05-10 | Учреждение Российской академии наук Институт проблем нефти и газа Сибирского отделения Российской академии наук | Способ муфтовой сварки полимерных труб |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
СТАРОСТИН Н.П. и др. Тепловой процесссварки полипропиленовых труб в раструб при низких температурах, Сварка и диагностика, 2015, N6, с.57-61. * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2687900C1 (ru) * | 2018-03-28 | 2019-05-16 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Федеральный исследовательский центр "Якутский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук" | Способ сварки полимерных труб |
CN113239594A (zh) * | 2021-05-21 | 2021-08-10 | 燕山大学 | 一种用于提高金属管焊接质量的方法 |
CN113239594B (zh) * | 2021-05-21 | 2022-03-11 | 燕山大学 | 一种用于提高金属管焊接质量的方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2615890C1 (ru) | Способ сварки нагретым инструментом в раструб полимерных труб | |
KR101308526B1 (ko) | 금속 복합관 제조방법 및 제조장치 | |
CN101279394A (zh) | 薄壁不锈钢管与铜管件焊接方法 | |
GB2520717A (en) | Techniques for coating pipeline field joints | |
RU96105414A (ru) | Способ соединения армированных труб из термопластов и трубы, соединенные этим способом | |
NO141924B (no) | Fremgangsmaate og apparat til varmforsegling av gjenstander av polyolefinmaterialer | |
EA201301003A1 (ru) | Способ и узел соединения трубы с муфтовым элементом | |
EP3022043A1 (en) | Improved electrofusion fittng methods | |
KR101627908B1 (ko) | 맞대기 열융착을 이용한 폴리에틸렌 파이프 연결방법 | |
RU2343331C2 (ru) | Способ сварки полимерных труб | |
CN110107759B (zh) | 一种超高分子量聚乙烯管材热熔对接方法 | |
RU2665393C2 (ru) | Способ сварки труб из термопластов | |
Ammosova et al. | Modeling the thermal process of welding polyethylene pipes with a heated tool into a socket at low temperatures | |
RU2396478C1 (ru) | Способ сварки полимерных труб | |
CN105383053A (zh) | 新型室外给水管网施工方法 | |
RU2450202C2 (ru) | Способ муфтовой сварки полимерных труб | |
RU2376444C1 (ru) | Технологический комплекс для ремонта насосно-компрессорных труб | |
US20070262075A1 (en) | Heat Plate for Welding the Pipe with Multi-Walls and the Method for Welding the Same | |
RU2383811C1 (ru) | Способ сварки полимерных труб | |
US825589A (en) | Process of making hermetically-sealed conduits. | |
RU2744141C2 (ru) | Способ сварки полимерных труб соединительными деталями с закладным нагревателем | |
JP2013015202A (ja) | 管壁穴部の被覆方法、加圧加熱治具、及び管体の接続方法 | |
CN216708395U (zh) | 一种金属塑料复合管熔接装置 | |
RU2342592C1 (ru) | Способ ограничения высоты внутреннего грата при контактной тепловой сварке встык пластмассовых труб и устройство для его осуществления | |
RU2375548C1 (ru) | Способ ремонта насосно-компрессорной трубы |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20191203 |