POLİETİLEN
BORU & KAYNAKLI BİRLEŞTİRME YÖNTEMLERİ


ÖZET:

Polietilen Boru pazarının üretim ve montaj sahasında kalifiye eleman ihtiyacı gün geçtikçe artmaktadır.Bu arada Polietilen Boru montaj sektörü içinde eğitimsiz ve deneyimsiz eleman pazarı da doğmaktadır.Zaman içinde sayıları gittikçe artma eğilimi gösterecek bu eğitimsiz kadro gelişimini devam ettirmekte olan Polietilen Boru sektörüne istemiyerekte olsa zarar verebilecektir.Bu nedenle Polietilen Boru montaj sektörüne, Polietilen Boruların kaynakla birleştirilmesi yöntemleri ve uygulamasına yönelik eğitim ve seminerler verilmesinde fayda olacağını umuyorum.

1-POLİETİLEN BORU KAYNAK YÖNTEMLERİ
1.1.Alın Kaynak Metodu
1.2.Elektrofüzyon Kaynak Metodu
1.3.Ekstruder (Köşe Kaynak) Kaynak Metodu
1.4.Sürtünme Kaynağı Metodu Burada basıçlı ve basınçsız hatlarda kullanımı yaygın olan alın kaynak ve elektrofüzyon kaynak metodları incelenecektir.

1.1.ALIN KAYNAK METODU
Alın kaynak işlemi sıcak-kaynak sınıfı kaynaklardandır.Bu işlem esnasında birleştirilecek boru alın yüzeyleri, ısıtıcı plaka vasıtasıyla kaynak ısısına ulaştırılır.Isıtıcı elemanın uzaklaştırılmasına müteakip boru alın yüzeyleri basınç altında birleştirilir.(Şekil 1)

1.1.1.ALIN KAYNAK İŞLEMİNDE KULLANILAN MAKİNA VE EKİPMANLAR

Alın Kaynak işleminde kullanılan makina 4 ana parçadan oluşur.
a- Klamplar: Alın Kaynağı yapılacak polietilen boruları yapılan ayarlar dahilinde sabit olarak tutmaya yarayan aksamlardır.Her alın kaynağı için yeniden ayar gerektirir.Her çap boru için ayrı bir klamp takımı mevcuttur.
b- Traşlama Ünitesi:Boru alın yüzeylerini traşlamaya yarayan aksamdır.Traşlama sonucu boru alın yüzeyleri düz ve birbirlerine dik hale gelirler.Boru alın yüzeyleri aynı zamanda kaynak işlemini olumsuz olarak etkileyen kir ve oksit tabakasından da temizlenir.
c- Isıtma Ünitesi:Boru alın yüzeylerini istenen değerde ısıtan plaka rezistanslardan oluşan aksamdır.
d- Hidrolik Ünite:Klampları yatay olarak hareket ettiren ve traşlama, ısıtma,birleştirme işlemleri esnasında gerekli olan basıncı sağlayan ünitedir.

1.1.2.ALIN KAYNAK ÖNCESİ HAZIRLIK İŞLEMİ

Alın Kaynak işlemine başlamadan evvel aşağıda yazılı olan maddeler titizlikle kontrol edilmeli, aksi bir durumda kaynak işlemine başlanmamalıdır.
a-Isıtma ünitesi plakalarının dereceleri kontrol edilmelidir.Üretici firma ya da kataloglara uygun ısı oluşana kadar beklenmelidir.Isıtıcı plaka üzerinde termik, eşit bir ağırlık oluşması için yaklaşık 10 dakika beklenmelidir.
b-Isıtıcı plakanın yüzeyleri, her kaynak işlemi öncesinde temiz, elyafsız kağıt parçası ile temizlenmelidir.
c-Borular kaynak makinasında yatay ve dikey doğrultuda eksenlenmeli ve sabitlenmelidir.
d-Alın yüzeyleri traşlanmış boruların işlem görmüş kaynaklanacak yüzeylerine ellenmemeli ve kirletilmemelidir.Aksi halde yeniden işlem gerektirir.

1.1.3.ALIN KAYNAK İŞLEMİNİN UYGULANMASI

Alın Kaynağına başlamadan önce, kaynak yapılacak ortamın elverişsiz hava koşullarının (aşırı nem,toz,+5° C nin altındaki ısı v.b.)getireceği etkilerden korunması gerekmektedir.Kaynak bölgesinin çadırlanması, önceden ısıtma, rüzgarın bariyerlenmesi akla ilk gelen yöntemlerdir.Rüzgar, güneş ve nem kaynak bölgesinde düzensiz ısınmaya neden olabilir.Bu da kaynak kalitesini olumsuz yönde etkileyecektir.Bu nedenle kaynak öncesi önlemlerin alınması gereklidir.Burada en önemli özellik kaynakçının eğitimli ve iyi referans sunabiliyor olmasıdır.Genel olarak Ø63 üzeri çaplarda kullanılması tavsiye edilir.Kaynak işlemi yapılacak boruların aynı tür malzeme, basınç ve et kalınlığında olması kaynak mükemmeliyeti oluşturur.

a-KAYNAK ISISI:
Isıtıcı plaka ısısı 200-220°C arasında olmalıdır.Isılar sürekli ölçülmeli ve kontrol altında tutulmalıdır.Kaynak ısısı ve boru et kalınlığı arasındaki ilişki Şekil 2 de gösterilmiştir. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 mm (Boru et kalınlığı)

b-ISITMA BASINCI:
Isıtma işlemi için boru alın yüzeylerinin çok düşük basınç altında ısıtıcı plakaya dayalı olması gerekir.Isıtma Basıncı P<0,02 N/mm² seviyesinde tutulur.

c-ISITMA ZAMANI:
Boru et kalınlığı x 10 sn.(Tablo1/3)

d-DUDAK YÜKSEKLİĞİ:
P=0,15 N/mm² basınçta ısıtıcı plaka ve boru alın yüzeyleri arasındaki yaslanma sonucu oluşan cidar kalınlığına denir.H=0,55 mm +( 0,1 x e) mm olarak hesaplanır.e=Boru et kalınlığı (mm)(Tablo1/2)

e-DEĞİŞTİRME ZAMANI:
Isıtma işlemi bitiminde boru alın yüzeylerinin ısıtıcı plakadan uzaklaştırılması süresidir.Bu süre mümkün olduğu sürece kısa tutulmalıdır.Yoksa ısınan boru alın yüzeyleri soğur ve kaynak kalitesi olumsuz etkilenir.Değiştirme işlemi esnasında ısıtılmış boru yüzeyleri kesinlikle kirletilmemeli ve hasar görmemelidir.(Tablo1/4)

f-BİRLEŞTİRME ZAMANI:
Değiştirme işlemi bitiminde kaynak yapılacak boru yüzeyleri sıfıra yakın bir zaman içinde birleştirilmelidir.Bu uygulama için gerekli olan birleştirme basıncı P=0,15±0,01 N/mm² olmalıdır.(Tablo1/5)

g-BASINÇ ALTINDA SOĞUMA ZAMANI:
Birleştirme basıncı soğuma zamanı altında aynı değerde tutulmalıdır.(Tablo1/5)


Şematik gösterimi


Alın Kaynak Makinası

1.2.ELEKTROFÜZYON KAYNAK METODU
Elektrofüzyon metod, iç yüzeyleri özel rezistans tellerle kaplı olarak imal edilen bağlantı elemanları ile boruları birbirlerine kaynatan sistemdir.Bağlantı elemanlarının üzerindeki soketlere elektrofüzyon makinası ile uygulanan gerilim ile ısınan rezistansların plastik malzemeyi eritmesi ile kaynak işlemi sağlanır.  

ALIN KAYNAK GENİŞLİKLERİ

Ø

SDR

S (mm)

Min.(mm)

Max.(mm)

90

26

3,5

8

15

90

17,6

5,1

8

15

90

11

8,2

9

16

110

26

4,2

8

15

110

17,6

6,3

9

16

110

11

10

10

17

125

26

4,8

8

15

125

17,6

7,1

9

16

125

11

11,4

10

17

160

26

6,2

9

16

160

17,6

9,1

9

16

160

11

14,6

11

18

180

26

6,9

9

16

180

17,6

10,2

10

17

180

11

16,4

11

18

225

26

8,6

9

16

225

17,6

12,8

10

17

225

11

20,5

12

19

250

26

9,6

9

16

250

17,6

14,2

10

17

250

11

22,7

15

24

280

26

10,7

13

22

280

17,6

15,9

14

23

280

11

25,4

16

25

315

26

12,1

13

22

315

17,6

17,9

14

23

315

11

28,6

17

26

Elektrofüzyon kaynak şeması

1.2.1 ELEKTROFÜZYON KAYNAK İŞLEMİNDE KULLANILAN MAKİNA VE EKİPMANLAR

  1. Elektrofüzyon Kaynak ünitesi : Bilgisayar kontrollü olarak üretilmiş makinalardır. Makinanın kontrolleri mikroişlemciler tarafından sağlanmaktadır.Bağlantı elemanlarının kaynak bilgileri barkodlarla veya manuel olarak makinaya girilmektadir.
  2. Boru Kazıyıcılar : Boru yüzeylerinde zaman içinde oluşabilecek ve kaynak kabiliyetini olumsuz olarak etkileyen oksit tabakası, yağ, kir ve nem gibi tabakaları kazımak için kullanılan değişik tip ve ebatta ekipmanlardır.
  3. Boru Kesma aparatları : Uzun veya düzgün kesilmemiş boruların uçlarını kaynak işlemine uygun olarak kesmeye yarayan aletlerdir.
  4. Kelepçe Takımı : Borulardaki ovalliğin giderilmesi ve kaynak esnasında oluşabilecek gerilmeleri önlemek için kullanılır.

 

1.2.2 ELEKTROFÜZYON KAYNAK  ÖNCESİ HAZIRLIK İŞLEMİ

Kaynak yapılacak malzemelerin aynı parametrik değerde olmasına dikkat edilmelidir.Bunun dışında kaynak bölgesinin temiz tutulması ve uygun hava koşullarının (rüzgar. toz, nem,yağ v.s.) sağlanması gerekmektedir.

1.2.3 ELEKTROFÜZYON KAYNAK İŞLEMİNİN UYGULANMASI

Kaynak işlemine başlamadan önce borunun ağız kısmının kendi ekseni ile dik açı yapıp yapmadığına bakılmalıdır. Eğer değilse boru ağız kısmı kendi ekseni ile dik olacak şekilde kesilmelidir.Elektrofüzyon manşon takılacak borunun kaynak olacak yüzeyi işaretlenir. Kaynak boyu genelde manşon boyunun yarısı kadardır.İşaretlenen bu bölüm kazıma aparatı ile yüzeyde oksit tabakası kalmayacak şekilde kazınır.Kazıma derinliği oksit tabakası veya kire bağlı olarak 0,1-0,7 mm. arasındadır. Yüzeyi kazınmış boruya kesinlikle ellememeli, kirden ve olumsuz hava koşullarından korumalıyız.Elektrofüzyon manşon boruya geçirilir ve boru ile aynı eksende olup olmadığı kontrol edilir.Gerekli ise bir kelepçe takımı ile bağlanarak sistem sabitlenir.Elektrofüzyon kaynak makinası üzerindeki kablolar manşon üzerindeki soketlere takılır.Manşon üzerindeki barkod scanner vasıtasıyla okutularak kaynak değerleri makinaya girilir.Son bir kontrol yapılarak boru ve manşon konumu gözden geçirilir.Manşon soket uçlarına gerilim uygulanarak kaynak işlemi gerçekleştirilir.Soğuma süresi sonunda kelepçeler sökülür.

SONUÇLAR:
Polietilen boru malzeme ile döşenen hatlarda, malzeme kadar işcilikde önemlidir. Bu nedenle polietilen boru sektöründe kaynak işciliği ehliyetli kişi veya kurumlarca yapılmalı ve denetlenmelidir.Konuyla ilgili eğitimler verilmeli, gelişmesini henüz tamamlamamış olan polietilen boru sektörünün önü yanlış veya kötü işcilik gibi nedenlerle kesilmemelidir.

POLİETİLEN DÜĞÜM NOKTALARI TANIMLARI


PE DÜĞÜM NOKTASI SEMBOLLERİ

ADI

GÖSTERİLİŞİ

SEMBOLÜ

FONT BORU KARŞILIĞI

KAYIP KATSAYISI

90º DİRSEK

 

90º

 

Q

MMQ

2,0

DİRSEK

K

MMK

0,6

TEE

B

MMB

1,8

İNEGAL TEE

B

MMB

3,6

FLANŞ

F

F,E

-

FLANŞLI TE

A

MMA

-

KÖR FLANŞ

O

O

-

REDÜKSİYON

R

R

0,6

HİDRANT BAĞLANTISI

N

N

-

ADAPTÖR

S

-

-

BRANŞMAN AYIRICI

BRA

-

3,6

REFERANSLAR :
(1)  DVS2203 “Deutscher Verband Für Schweisstechnik E.V. 2203 “ Alman Kaynak Standartı Mart 1986