از انواع اتصالات و جوش‌های مهم در خطوط لوله‌های انتقال گاز و آبرسانی، میتوان به اتصال الکتروفیوژن اشاره کرد. این روش از جوشکاری با دستگاه‌های جوشکاری خاصی تحت همین عنوان صورت می‌گیرد. با جوش الکتروفیوژن میتوان به جوشکاری لوله‌های پلی اتیلن پرداخته و از مزایای آن به خوبی بهره‌مند شد. در ادامه به بررسی بیشتر این روش پرداخته و با کاربردها و نحوه انجام آن آشنا خواهیم شد.
جوش الکتروفیوژن چیست؟
جوش الکتروفیوژن electrofusion، از انواع روش‌های جوش پرکاربرد است که برای اتصال لوله‌های پلی اتیلن با چگالی متوسط، پلی اتیلن با چگالی بالا و سایر لوله‌های پلاستیکی استفاده می‌شود. جوشکاری به روش الکتروفیوژن در دسته جوش‌های حالت جامد قرار دارد و در آن هیچگونه ذوبی جهت تکمیل عملیات اتصال رخ نمی‌دهد. در واقع با کمک جریان الکتریکی فرآیند جوش و اتصال میان لوله‌ها صورت می‌گیرد. جوش الکتروفیوژن تنها برای جوشکاری لوله‌های پلی اتیلن کاربرد دارد و در زمان کار با دستگاه باید به الزامات فنی و نکات مهم آن توجه گردد.
آشنایی با دستگاه الکتروفیوژن
برای جوش الکتروفیوژن باید از دستگاه الکتروفیوژن استفاده کرد. این دستگاه‌ها یکی از انواع دستگاه‌های جوشکاری هستند که برای اتصالات الکتروفیوژن باید تهیه شوند. با کمک این دستگاه و سایر تجهیزات مورد نیاز میتوان لوله‌های پلی اتیلن در ضخامت‌های مختلف را ظرف مدت زمان کوتاهی با کیفیت بالا جوشکاری کرد. دستگاه الکتروفیوژن به روش القایی الکتریکی جریان برق، اتصال را فراهم می‌کند. به این صورت که گرما و حرارت ناشی از مقاومت ایجاد شده با کمک عبور جریان برق با آمپر بالا، سبب نرم شدن لوله‌ها می‌شوند و آنها را به حالتی تغییر می‌دهند که با اعمال فشار به یکدیگر متصل می‌شوند. جوش الکتروفیوژن از روش‌های ساده و در عین حال بسیار پرکاربرد است که با کمک آن اتصال لوله‌ها به صورت لب به لب صورت می‌گیرد.
دستگاه الکتروفیوژن شامل مجموعه‌ای سیم پیچ در خود است که هر کدام قطر مشخص و مقاومت خاصی دارند. گرما و حرارت بر اثر عبور جریان برق از داخل این سیم پیچ‌ها به وجود می‌آید و با هدایت آن به نقطه مدنظر، مقدمات جوشکاری و اتصال را ایجاد می‌کند. دستگاه جوش الکتروفیوژن ولتاژ ثابت و مداومی ایجاد می‌کند که به وسیله آن میتوان گرما و حرارت را بدون نوسان به قسمت جوش منتقل کرد. لازم به اشاره است که قیمت دستگاه جوش الکتروفیوژن متغیر است و بستگی به مشخصات و برند سازنده آن دارد.
مزیت جوش لوله‌ها توسط الکتروفیوژن
همچون سایر روش‌های جوشکاری ذوبی حرارتی یا لب به لب، انواع اتصالات زینی و سوکتی در این روش وجود دارد. فرآیند جوش الکتروفیوژن برای اکثر اتصالات به صورت یکسان و قابل تعمیم است. این روش به دلیل اینکه از ایمنی زیادی برخوردار است، تنها اتصال مورد تایید استاندارد IGS جهت خطوط انتقال گاز است. همچنین این روش محدودیت روش جوش لب به لب پلی اتیلن در مورد اتصال لوله با سایزهای مشابه را ندارد. از طرفی با جوش الکتروفیوژن میتوان اتصال لوله‌های پلی اتیلن در چگالی‌ها و جنس‌های مختلف را انجام داد. از دیگر مزایای جوش الکتروفیوژن باید به سرعت بالا و تمیزی اتصالات اشاره کرد.
مهمترین کاربردهای جوش الکتروفیوژن
همانطور که اشاره کردیم جوش الکتروفیوژن در اتصال لوله‌های پلی اتیلن کاربرد زیادی دارد. برای همین از این روش در صنایعی که نیاز به انتقال انرژی توسط لوله‌های پلی اتیلن است، استفاده می‌گردد. در رابطه با بیشترین صنایعی که در آن از جوش الکتروفیوژن استفاده می‌شود، میتوان به موارد زیر اشاره کرد:
- اتصال لوله‌های پلی اتیلن نفت و گاز
- اتصال لوله‌های پلی اتیلن فاضلاب
- اتصال لوله‌های پلی اتیلن آب
آموزش جوش الکتروفیوژن و مراحل آن
نصب الکتروفیوژن باید توسط پرسنل و جوشکاران آموزش دیده و مجرب صورت بگیرد. این روش از جوشکاری نیاز به توجه به یک سری نکات و مراحل مهم دارد که در کیفیت جوش تاثیر زیادی دارند. در این روش لوله‌ها باید به صورت لب به لب و با کمک گرم کردن صفحات داغ ناشی از جریان الکتریکی متصل شوند. پیش از شروع کار باید بخش‌هایی از لوله‌ها که قرار است به هم متصل شوند را خراش داده و سطح آنها را به خوبی تمیز کرد. پس از آن باید لوله‌ها را علامت گذاری کرده و آنها را در راستای هم قرار داد. در این زمان باید محل مناسب جوش را تراز کرده و به این موضوع توجه کرد که فاصله‌ای بین آنها نباشد.
قطر و ضخامت لوله‌ها باید یکسان باشد تا مقاومت و استحکام جوش به خوبی برقرار شود. پس از ایجاد خراش و تمیز کردن لوله‌ها، باید آنها را به کمک گیره محکم نگه داشته و به سمت صفحه داغ هدایت کرد. در این مرحله باید با کمک درجه آمپر به تنظیم میزان جریان برق پرداخته که این موضوع سبب نرم یا ذوب شدن لوله‌ها می‌شود. در ادامه هم باید صفحه داغ را جدا کرده و با اعمال فشار سبب ایجاد اتصال شد. پس از خنک شدن نیز جوش و اتصال به خوبی رخ می‌دهد.
در جوش الکتروفیوژن، انرژی حرارتی از عوامل بسیار مهم است و هنگام کار با الکتروفیوژن باید دقت شود که جریان مناسب جوش روی دستگاه تنظیم شود. جریان خروجی الکتریکی باید متناسب با ضخامت لوله‌های پلی اتیلن تنظیم گردد. در غیر این صورت با تنظیم جریان برق به صورت نادرست، ممکن است در فرآیند ایجاد جوش اختلال رخ دهد. پس نصب و اتصال الکتروفیوژن کار بسیار حساس و دقیقی است و باید توسط افراد آموزش دیده و خبره انجام شود.
عوامل تاثیرگذار در جوشکاری الکتروفیوژن
عواملی وجود دارد که در فرآیند جوشکاری الکتروفیوژن تاثیر زیادی دارند. این عوامل تعیین کننده روش انجام جوش هستند و پارامترهای مهم را مشخص می‌کنند. در رابطه با مهمترین عوامل بر روی فرآیند جوش الکتروفیوژن میتوان به چند مورد زیر اشاره کرد:
- زمان ذوب: زمان ذوب به مدت زمان لازم برای فرآیند جوش اشاره دارد که بر روی میزان استحکام آن بسیار موثر است.
- تاثیر فضای خالی بر روی استحکام اتصال: فضای خالی هم بر روی استحکام جوش الکتروفیوژن موثر است. در صورتی که این فضا کم باشد، استحکام نیز کم خواهد بود. با زیاد کردن و افزایش فاصله گپ میتوان سبب افزایش استحکام در آن شد.
- از دیگر عوامل موثر در این زمینه باید به تاثیر زمان ذوب بر نوع شکست و جنس لوله‌ها اشاره کرد.
نکات مهم هنگام جوشکاری الکتروفیوژن
با دقت و توجه به نکات مهم هنگام جوشکاری الکتروفیوژن میتوان اتصالاتی ایده‌آل و مناسب را ایجاد کرد. در این رابطه هم چندین نکته وجود دارد که در این بخش به بررسی مهمترین آنها می‌پردازیم.
- نصب الکتروفیوژن باید تنها توسط افراد آموزش دیده صورت بگیرد. افرادی مجاز به انجام این کار هستند که واجد شرایط آن هستند و در انجام آن تخصص کافی دارند.
- برای این جوشکاری باید از ابزار آلات کالیبره شده استفاده شود. لوله‌ها نیز باید توسط مواد توصیه شده مورد تمیزکاری قرار بگیرند.
- اجزا جوش نباید جابجا شوند. همچنین سر لوله‌ها و اتصال باید به شکل عمود باشد.
- برای جوش الکتروفیوژن باید از گیره‌های مخصوص نگهدارنده استفاده شود و کنترل لازم در زمینه ولتاژ و درجه حرارت به خوبی انجام شود.
- در حین جوش نباید به سیم کوپلر آسیبی وارد گردد. المنت حرارتی اتصالات هم باید به طور کامل پوشش داده شود.
- اتصالات باید در یک انبار نگهداری شوند که در آن دما بیش از 50 درجه سانتی گراد نباشد. این اتصالات نباید در معرض نور خورشید قرار بگیرند. چرا که ممکن است اشعه‌های ماورا بنفش سبب تاثیرات منفی بر روی عملکرد جوش شوند.
مزایا و معایب اتصالات الکتروفیوژن
در صورتی که بخواهیم به مزایای اتصالات الکتروفیوژن اشاره داشته باشیم، میتوانیم به مواردی چون بالا بودن ضریب اطمینان و ایمنی، اتصالات سریع و آسان، اتصالات مرغوب، مقاومت خوب در برابر فشار و خوردگی، استحکام بالا در برابر زلزله و رانش زمین اشاره نماییم. همچنین این روش از عایق‌بندی 100 درصد برخوردار است و از هرگونه نفوذ و نشتی جلوگیری می‌نماید. سهولت در نصب و اتصال، سرعت بالای جوش و قابلیت کنترل دما در زمان جوش از دیگر مزایای جوش الکتروفیوژن است.
حال در زمان جوش الکتروفیوژن ممکن است با محدودیت‌هایی نیز مواجه شوید که این محدودیت‌ها کاملا طبیعی هستند. در واقع اتصال الکتروفیوژن همچون هر روش دیگری در کنار برخورداری از مزایای زیاد، از چندین عیب و محدودیت نیز برخوردار است. در رابطه با معایب جوش الکتروفیوژن میتوان به هزینه بالا برای اتصالات لوله‌های ضخیم و عدم امکان بازیافت قطعات لوله‌ها به دلیل وجود سیم پیچ اشاره کرد. برای همین جوش الکتروفیوژن باید با دقت بالایی انجام شود.
مهمترین تجهیزات جوش الکتروفیوژن
علاوه بر خرید دستگاه جوش الکتروفیوژن که مهمترین وسیله برای این کار است، تجهیزات و ابزارهای دیگری نیز باید آماده‌سازی شوند. در این رابطه هم میتوان به چند وسیله زیر اشاره کرد:
- ابزار خراش: این ابزار برای خراش بخش‌های مورد نظر استفاده می‌شود.
- ابزار برش: با ابزار برش میتوان به برطرف کردن عیوبی چون کج بودن لوله‌ها پرداخته و آنها را کاملا صاف و یکدست کرد.
- کوپلر: کوپلر از جنس پلی اتیلن بوده و برای اتصال، لوله‌ها در داخل آن قرار می‌گیرند.
- گیره: به کمک گیره میتوان لوله‌ها را ثابت نگه داشته تا فاصله‌ای میان نقاط اتصال به وجود نیاید.
جمع بندی
جوش الکتروفیوژن از مهمترین روش‌های جوش است که برای اتصال لوله‌های پلی اتیلن مورد استفاده قرار می‌گیرد. در صورت نیاز به کسب اطلاعات و یا تامین ابزارهای مورد نیاز برای جوش الکتروفیوژن، میتوانید با شرکت پاشا جوش صنعت در تماس باشید.
