خيارات لحام أنابيب البولي إيثيلين عالي الكثافة ومراحل العمل اليدوي

يتم توصيل أنابيب البولي إيثيلين منخفض الكثافة (HDPE) في خط أنابيب واحد باستخدام طرق متنوعة، منها ما هو قابل للفصل ومنها ما هو دائم. ومن أكثر الخيارات موثوقية لحام أنابيب البولي إيثيلين عالي الكثافة.

توجد عدة طرق لإجراء أعمال اللحام، ويتم تنفيذ كل منها باستخدام تقنية محددة.

وصلات دائمة - لحام أنابيب البولي إيثيلين عالي الكثافة

تُعدّ طريقة التوصيل الدائم الخيار الوحيد المقبول لأنابيب البولي إيثيلين عالي الكثافة ذات الأقطار الكبيرة. فهي تضمن مستوى عالٍ من الإحكام، والذي يمكن الحفاظ عليه حتى في درجات الحرارة المرتفعة.

البولي إيثيلين سهل اللحام لأنه يحافظ على قوام لزج ومتدفق على نطاق واسع من درجات الحرارة وله لزوجة انصهار منخفضة.

بغض النظر عن طريقة إنشاء اتصال دائم، فإن المتطلبات التالية مفروضة عليهم:

• يجب ألا تتجاوز زاوية إزاحة أنبوبين متصلين 10% بالنسبة لسمك جدرانهما؛
• يجب أن يكون خط التماس موجودًا فوق مستوى السطح الخارجي للأجزاء المتصلة؛
• يجب أن تكون خرزات اللحام ذات جودة لا تشوبها شائبة، ويمكن أن يختلف ارتفاعها في نطاق 2.5-5 مم (يتم تحديده حسب سمك الجدران).

توجد ثلاثة أنواع شائعة من اللحام: اللحام التناكبي، واللحام بالوصلة، واللحام الكهربائي الانصهاري. دعونا نلقي نظرة فاحصة على كل تقنية.

لحام الأنابيب من طرف إلى طرف

تُعدّ اللحام التناكبي الطريقة الأكثر شيوعًا لربط أنابيب البولي إيثيلين عالي الكثافة بشكل دائم. تتضمن هذه التقنية ربط طرفي قطعتين من نفس القطر، ويجب أن يكون سمك جدار القطعتين المتصلتين متساويًا أيضًا.

يتم توصيل أنابيب الضغط في الظروف الصناعية باستخدام معدات كهروهيدروليكية وميكانيكية خاصة، حيث يتطلب ذلك دقة ووضوحًا متزايدين.

يُسمح باللحام اليدوي فقط على خطوط الأنابيب غير المضغوطة.

مميزات اللحام التناكبي:

• تُستخدم هذه الطريقة على الأنابيب ذات الجدران التي يزيد سمكها عن 4.5-5 مم وقطرها 50 مم؛
• يتم تنفيذ أعمال اللحام على أسطح مستوية وثابتة؛
• إذا تم تنفيذ العمل في الهواء الطلق، فمن الضروري إغلاق نهايات الأنابيب بسدادات لمنع التيارات الهوائية في الخطوط الرئيسية؛ فالرياح تزيد من سوء معايير درجة الحرارة وتؤثر على جودة العمل؛
• يجب أن تكون الأجزاء المراد توصيلها نظيفة من الداخل والخارج - أي حطام أو حتى غبار سيمنع اتصالًا عالي الجودة؛ يجب ألا تكون مشابك وحدة اللحام أقل نظافة؛
• لضبط درجة الحرارة، يُنصح بإجراء عملية لحام أو اثنتين كتجربة أولية. سيساعدك هذا على فهم مبادئ وخصائص العملية إذا لم تكن لديك خبرة في لحام الأنابيب باللحام التناكبي.
• قبل عملية الطحن، يجب مسح أقراص القطع جيداً، وبعد عملية الطحن، يجب فحص أبعاد الأنابيب للتأكد من مطابقتها للمواصفات؛
• يتراوح نطاق درجة الحرارة المحيطة الأمثل للحام التناكبي من -15 إلى +45 درجة مئوية.

إجراءات اللحام التناكبي الصناعي:

1. قبل بدء العمل، تُقطع الأجزاء المراد لحامها بشكل عمودي على السطح الذي ستوضع عليه. ثم تُنظف الأطراف جيداً، وتُزال الشحوم عنها، وتُشذب.
2. يتم تثبيت الأنابيب في آلة اللحام وتوسيطها بعناية، وفحصها للتأكد من عدم وجود تشوهات أو تلف.
3. يتم تسخين أطراف مواد الأنابيب الملفوفة بجهاز لتليين المادة.
4. تُجمع الأطراف المنصهرة معًا وتُضغط تحت ضغط عالٍ. وتستمر العملية حتى يبرد البولي إيثيلين.
5. بعد أن يبرد المفصل، يتم إزالة الآلة.

بعد اللحام التناكبي، يصبح اللحام ناعمًا ومتناظرًا تمامًا. توفر هذه الوصلة قوة مماثلة لقوة الأنابيب الصلبة. يتطلب إتمام العملية المذكورة أعلاه شخصين.

عند إجراء اللحام التناكبي، تجنب ما يلي:

• اتصال حاد بين الأطراف المنصهرة؛
• تحريك الأنابيب ولفها؛
• وجود فجوات؛
• تغير مفاجئ في درجة الحرارة؛
• تسخين غير متساوٍ للمناطق المراد وصلها؛
• التبريد السريع للمفاصل عند نقطة الاتصال.

يوصى بلحام أنابيب البولي إيثيلين عالي الكثافة من نفس الدرجة، ولكن في بعض الأحيان يكون من الضروري توصيل أنابيب من درجات مختلفة.

ضع في اعتبارك أن الضغط المفرط يُسبب تراكمات أكبر داخل الأنابيب، مما يُقلل من كفاءة الخطوط النهائية. أما إذا كان الضغط غير كافٍ، فإن عملية اللحام تستغرق وقتًا أطول. وتُتيح فترة الانتظار الطويلة هذه للبولي إيثيلين المُسخّن وقتًا كافيًا للتبريد.

عند بدء أعمال اللحام، من الضروري تنسيق معايير اللحام مع الجدول الذي يحتوي على القوى والضغوط الموصى بها لخطوط الأنابيب المختلفة.

جدول معايير اللحام التناكبي للبولي إيثيلين عالي الكثافة:

لحام طرفي لخط أنابيب باستخدام جهاز بثق بزاوية

تُنتج عملية اللحام بالبثق وصلة بقوة تعادل 70% أو أكثر من قوة المادة غير المخلوطة. وتُستخدم هذه الطريقة فقط للحام مكونات من نفس المادة.

يتم إجراء عملية اللحام بالبثق باستخدام المعدات التالية:

• عنصر التسخين؛
• أفسد؛
• نظام إمداد الهواء؛
• صندوق تخزين للحبيبات وحذاء يضغط على المادة المضافة.

ميزات وإجراءات أداء العمل:

1. نظف الأنابيب، وأزل الشحوم عنها، وتحقق من وجود أي عيوب.
2. أعطِ أطراف العناصر المراد لحامها الشكل المطلوب.
3. قم بتسخين الأسطح المراد لحامها بالهواء الساخن من جهاز البثق.
4. قم بتغذية معدن الحشو (حبيبات أو سلك) المنصهر في جهاز البثق إلى الوصلة، مع التحكم في حركته بواسطة أداة تثبيت. يعمل الضغط الناتج على لحام معدن الحشو بمادة الأنبوب.

يجب تبريد وصلات اللحام بالبثق دون إجهاد. تُستخدم هذه التقنية في تركيب خطوط الأنابيب التي تعمل بالجاذبية. يجب ألا يقل سمك الجدار عن 6 مم، وإلا فقد يتعرض المنتج للتشوه.

طريقة اللحام باستخدام الوصلات والتركيبات

تتيح لك عملية اللحام بالوصلات ربط أجزاء من الأنابيب ذات أقطار مختلفة. يتم الربط بإدخال أنبوب أصغر في أنبوب رئيسي ذي قطر أكبر. ويتم تثبيت الوصلة باستخدام وصلات، مما يُنشئ اتصالاً محكماً وآمناً.

الإجراء هو نفسه المستخدم في اللحام التناكبي. الاختلاف الوحيد هو في الأدوات المستخدمة.

عند الاتصال لحام أنابيب البولي إيثيلين عالي الكثافة مع الوصلات/الموصلات يستخدم:

• قواطع الأنابيب؛
• المعايرات؛
• آلات تشذيب الحواف؛
• معدات لحام مزودة بفوهات.

قد يلزم استخدام وصلات على شكل حرف T لإنشاء أكواع. ويضمن التمدد الحراري للأنبوب إحكامًا تامًا بين الوصلات.

إجراء لحام المقبس:

1. قم بفك عنصر التوصيل.
2. نظف أطراف الأجزاء المراد وصلها وقم بتشذيب حوافها.
3. قم بإجراء المعايرة للحصول على دوائر متناظرة.
4. أدخل الأطراف النظيفة والخالية من الشحوم في الوصلة، وقم بتوصيلها بآلة اللحام وتسخينها.

ونتيجة لذلك، تندمج الأجزاء لتشكل سطحًا واحدًا. تُستخدم لحامات التجويف للمكونات ذات سماكة جدار تصل إلى 5 مم. وهي ملائمة بشكل خاص لأجزاء خطوط الأنابيب التي يصعب الوصول فيها إلى معدات اللحام التناكبي.

ما الذي تحتاجه للحام؟

تتضمن أعمال اللحام عمليات عالية التقنية تتطلب معدات متخصصة، سواء كانت أساسية أو ثانوية.

عند اختيار الأدوات وأجهزة اللحام، يجب مراعاة طريقة اللحام ومعايير أنابيب البولي إيثيلين عالي الكثافة.

الأدوات والمعدات

يتطلب العمل مع البولي إيثيلين عالي الكثافة أن تكون جميع عناصر التسخين في الوحدات غير لاصقة، مما يُغني عن التنظيف بعد اللحام. وتُجهز جميع الوحدات عادةً بمؤشرات تحكم ومنظمات حرارة.

معدات اللحام الأساسية:

• اللحام اليدوي لطريقة اللحام بالوصلات؛
• آلة وصل الألواح المتداخلة؛
• أجزاء التركيب؛
• عناصر التسخين؛
• المشبك عبارة عن حامل يستخدم لتثبيت الأشياء في مكانها أثناء معالجتها أو ضغطها بإحكام معًا.

تتميز جميع وحدات لحام البولي إيثيلين تقريبًا بخفة وزنها وسهولة تشغيلها، كما يمكن استبدال عناصر التسخين الخاصة بها بسهولة.

تُستخدم وحدات اللحام التالية:

1. ميكانيكي؛
2. تلقائي؛
3. هيدروليكي.

تتكون عناصر التسخين من صفائح دائرية مطلية بطبقة من مادة PTFE. وهي مزودة بمؤشر ضوئي لدرجة الحرارة والطاقة، بالإضافة إلى صمام أمان. ويمكن ضبط درجة الحرارة باستخدام منظم حرارة خاص.

بالنسبة لمنتجات اللحام التي يزيد قطرها عن 400 مم، يتم استخدام الأجهزة التالية:

• وصلة طرفية؛
• توصيل المقبس؛
• وصلة الانصهار الكهربائي.

تُعدّ الوحدات الهيدروليكية متعددة الاستخدامات ذات قيمة خاصة. فهي تسمح بإنشاء لحامات متعددة في أقل وقت ممكن، حيث يشتمل الجهاز على جميع الوظائف اللازمة.

أدوات إضافية للأجهزة الهيدروليكية:

• مُحددات المواقع؛
• عناصر لإزالة رواسب الأكسيد؛
• أداة تشذيب الحواف؛
• المناشير - لفصل الطرق السريعة؛
• جهاز تسوية؛
• انحناءات لـ HDPE.

عند اللحام باستخدام أي من الطرق المذكورة أعلاه، من الضروري استخدام مجموعة كاملة من الأدوات. قد يؤدي إهمال أي من المعدات إلى وصلة رديئة الجودة، أو حتى وصلة معيبة.

تجهيزات التوصيل

تُعدّ وصلات اللحام مكونات مصممة لربط الأنابيب، بما في ذلك الأنابيب ذات الأقطار المختلفة، بالإضافة إلى إنشاء فروع وانحناءات في خطوط الأنابيب. كما يمكن استخدام الوصلات لربط الأنابيب الملفوفة المصنوعة من مواد مختلفة.

من أمثلة هذا النوع:

• ملحومة ومصبوبة. يتم توصيلها بالأنابيب باستخدام آلات لحام طرفية متخصصة. وتُستخدم عادةً عند المنعطفات والانحناءات في خطوط الأنابيب. وهذا يُنشئ وصلة قوية تُضاهي قوة المواد الصلبة.
  تتميز هذه الوصلات بانخفاض تكلفتها ومتانتها وتوفرها بتشكيلة واسعة. وبمجرد تركيبها، لا يحتاج النظام إلى أي تفكيك. وتقدم الشركات المصنعة وصلات متنوعة مثل الوصلات المتقاطعة، والمخفضات، والوصلات الثلاثية، وعناصر بزوايا مختلفة.
• وصلات اللحام الكهربائي. يمكنها توصيل عدة أنابيب في آن واحد. تتكون من غلاف من البولي إيثيلين يحتوي على عنصر تسخين سلكي. تُدخل الأنابيب في هذه الوصلات، التي تنصهر تحت درجات حرارة عالية، مما يُنشئ وصلة محكمة الإغلاق وموثوقة.

تتوفر أيضًا وصلات الضغط، لكنها غير مناسبة للحام. تُستخدم هذه المكونات المصنوعة من البولي إيثيلين والمزودة بحلقات مانعة للتسرب لإنشاء وصلات قابلة للفصل دون الحاجة إلى اللحام، وتوفر مستوى متوسطًا من الإحكام.

أنابيب البولي إيثيلين عالي الكثافة

تُصنع أنابيب البولي إيثيلين عالي الكثافة (HDPE) تحت ضغط منخفض، أقل من 2 ميجا باسكال. تتميز المادة النهائية بكثافة منخفضة، مما ينتج عنه وزن خفيف، مما يجعل التركيب والتوصيل أسهل.

خصائص البولي إيثيلين عالي الكثافة:

• مرونة. إنها قادرة على التمدد، مما يمنع حدوث التمزقات الناتجة عن التشوهات التي يمكن أن تحدث في درجات الحرارة العالية أو تحت الضغط الميكانيكي - على سبيل المثال، تحت الضغط الذي يحدث عند تشكل سدادات الجليد.
• المرونة. يمكن ثني أنابيب البولي إيثيلين عالي الكثافة دون أي مشاكل، وهو أمر بالغ الأهمية عند إنشاء خطوط أنابيب ذات تكوينات معقدة.
• مصداقية. مادة البولي إيثيلين عالي الكثافة (HDPE) متينة ومقاومة للبيئات القاسية، بما في ذلك الزيوت. وهي لا تصدأ وتمتص الصدمات المائية بشكل جيد.

توجد عدة أنواع من هذه الأنابيب:

• لتوفير المياه الباردة. تتميز بوجود شريط أزرق طولي. ولها جدران داخلية ملساء لا تتراكم فيها الأملاح أو الرواسب.
• غاز. تتميز هذه المضخات بقدرة تدفق عالية، وعمر خدمة طويل، وقدرة على تحمل الضغط العالي. ويمكن تمييزها من خلال شريط طولي أصفر.
• لتوفير التدفئة والمياه الساخنة. وهي معززة بالألياف الزجاجية ومصنوعة من البولي إيثيلين عالي القوة.
• مموج مزدوج الطبقات. هذه أنابيب مزودة بمآخذ تُستخدم لتصريف المياه والصرف الصحي. وهي متينة للغاية، وسهلة التركيب، ومقاومة للظروف البيئية القاسية.

مراحل العمل

لضمان سير عملية لحام أنابيب شبكة توزيع الطاقة دون تأخير والحصول على لحام عالي الجودة يضمن التشغيل طويل الأمد لخط الأنابيب، من الضروري اتباع ترتيب محدد.

تجهيز أنابيب البولي إيثيلين عالي الكثافة قبل اللحام

قبل البدء باللحام، يجب إتمام عدد من الخطوات التحضيرية. إذا تم ذلك بشكل صحيح، فلن تقلق بشأن فقدان الأدوات أو إصلاح العيوب أو أي شيء آخر أثناء اللحام.

التحضير للحام:

1. شراء وتوصيل أنابيب البولي إيثيلين عالي الكثافة، والمثبتات، والمشابك، وغيرها من الأجزاء إلى موقع اللحام وفقًا لقطر العناصر المراد لحامها.
2. قم بترتيب المنطقة وتنظيفها لوضع معدات اللحام.
3. استخدم طريقة ميكانيكية لمعالجة أطراف التركيبات والأنابيب المراد لحامها.

تتطلب معدات اللحام عناية خاصة. يجب فحصها للتأكد من سلامة تشغيلها وتجهيزها للاستخدام.

كيفية تجهيز معدات اللحام:

1. افحص جميع مكونات ماكينة اللحام. تأكد من سلامة أسلاك التأريض والأسلاك الكهربائية، وتحقق من حدة شفرات القطع في آلة تسوية الأطراف.
2. قم بتجهيز المولد الكهربائي. املأه بالوقود واختبره للتأكد من عمله.
3. نظف جميع مكونات المعدات - الكاشطات، والمسطحات، والسخانات - من أي أوساخ. أزل أي آثار للبولي إيثيلين الملتصق، ثم قم بإزالة الشحوم من جميع الأسطح باستخدام المذيب.
4. افحص مستوى الزيت في النظام الهيدروليكي لماكينة اللحام، وتأكد من عمل المشبك المنزلق. قم بتشحيم الأجزاء المتحركة من الجهاز باستخدام مواد تشحيم خاصة.
5. تحقق من كيفية عمل أجهزة التحكم والقياس.

معايير اللحام التناكبي

حتى وقت قريب، كان هناك ارتباك في روسيا بشأن الإطار التنظيمي للحام البولي إيثيلين عالي الكثافة، حيث كانت هناك عدة وثائق سارية المفعول في نفس الوقت.

منذ عام 2013، دخلت معايير GOST الخاصة بمعدات وتقنيات اللحام التناكبي حيز التنفيذ. هذا لا يعني التخلص من معدات اللحام المستوردة منخفضة الجودة أو توقف عمليات الشراء، بل تم تشجيع المصنّعين الروس على تحسين جودة معداتهم.

لقد مكّن معيار GOST 55276 R 55276-2012 الحالي (الأنابيب والتجهيزات البلاستيكية) من توحيد تقنية اللحام التناكبي لـ HDPE في روسيا.

ما يجب الانتباه إليه:

• GOST R 55276. إلى جانب تقنية اللحام التقليدية منخفضة الضغط، يُجيز هذا القانون لحام البولي إيثيلين عالي الكثافة عالي الضغط، والذي كان يُمارس سابقاً في الولايات المتحدة فقط. يتطلب هذا الأسلوب معدات متخصصة، ولكنه يُقلل بشكل كبير من وقت دورة اللحام.
• GOST R 55276. إنها ليست مناسبة بشكل خاص لمواقع البناء، لأنها مصممة ليس للمنفذين الفعليين - اللحامين، ولكن للتقنيين - مطوري المخططات التكنولوجية للحام البولي إيثيلين عالي الكثافة.
• GOST R 55276. لا يتناول هذا الأمر القيود التي تفرضها اللوائح المحلية والأجنبية القديمة. ويتعلق هذا بشكل أساسي بنطاق درجة الحرارة المحيطة من +5 إلى +45 درجة مئوية، نظرًا لأنه في روسيا، يجب أن تتم عملية لحام خطوط الأنابيب في درجات حرارة متجمدة.
  ومن الاختلافات الأخرى تحديد سمك جدار الأنابيب بـ 70 مم، في حين أن جدران الأنابيب المنتجة اليوم تبلغ 90 مم أو أكثر.

نقوم بعملية اللحام التناكبي بأنفسنا

باستخدام آلة لحام متخصصة، يمكنك لحام أنابيب البولي إيثيلين عالي الكثافة (HDPE) بنفسك. يتم التوصيل عن طريق تليين البولي إيثيلين وتشكيل لحام متين. هذا هو الخيار الأبسط، وهو مناسب فقط للأنابيب ذات الأقطار المتساوية، ولكنه يتطلب مهارات وقدرات معينة.

يجب أن يتم لحام أنابيب البولي إيثيلين عالي الكثافة بواسطة لحام مؤهل، وإلا فسيكون من الصعب تحقيق الدقة والموثوقية في الوصلة.

إجراء اللحام اليدوي التناكبي:

1. قم بتجهيز المعدات، وافحص آلة اللحام، وتأكد من تشغيلها.
2. قم بقطع الأنابيب مع ترك طول إضافي، واترك بضعة ملليمترات من البولي إيثيلين لتشكيل اللحام.
3. نظف الأطراف للحصول على حواف ناعمة تمامًا لضمان التلامس الجيد.
4. ضع مواد الأنابيب في آلة اللحام وقم بتوسيطها.
5. ضع عنصر تسخين بين القطع المراد لحامها. سخّن الأطراف حتى تذوب - يعتمد وقت التسخين على جودة المادة وسمك جدار القطع.
6. أزل عنصر التسخين واضغط على الطرفين معًا فورًا. يتم توليد القوة والضغط اللازمين للضغط بواسطة ذراع أو محرك هيدروليكي.
7. انتظر حتى تبرد أنابيب البولي إيثيلين. تحقق من جودة اللحام للتأكد من عدم تراكم أي مواد أو حدوث أي تغييرات في القطر.

إذا كانت هناك حاجة إلى لحام منتجات ذات قطر كبير، فمن المستحسن استخدام آلة لحام أوتوماتيكية، والتي ستقوم بتوسيط وربط الأجزاء بدقة.

مراقبة جودة اللحامات

بعد الانتهاء من عملية اللحام، يتم فحص اللحامات بصرياً للتأكد من جودتها. توجد معايير GOST لخصائص جودة الوصلات الملحومة.

متطلبات:

• يجب أن تكون اللحامات موحدة على طول كامل المقطع عند مستوى الأسطح الخارجية للأجزاء الملحومة؛
• يُسمح ببروز خط اللحام فوق الأسطح المراد وصلها، ارتفاع خط اللحام:
  • بسماكة جدار تبلغ 5 مم - لا يزيد البروز عن 2.5 مم؛
  • بالنسبة لسمك يتراوح بين 6-20 مم، يكون الحد الأقصى لارتفاع اللحام 5 مم؛
• يجب أن يكون الاتصال مركزيًا بدقة؛ وإذا تم اكتشاف إزاحة للأسطح التي يتم توصيلها، فيجب ألا تتجاوز 10٪ من سمك جدار الأنابيب التي يتم توصيلها.

توصيات من المختصين

ينصح اللحامون ذوو الخبرة العاملون مع أنابيب البولي إيثيلين عالي الكثافة (HDPE) بتوخي الحذر الشديد أثناء اللحام ومراقبة جودة الوصلات. فإحكام الوصلات وطول عمر خطوط الأنابيب يعتمدان على دقة اللحامات.

نصائح احترافية:

• تأكد من أن المقطع العرضي للأنبوب لا يبدو كشكل بيضاوي - فهذا سيقلل بشكل كبير من جودة اللحام؛
• يجب تثبيت مواد لف الأنابيب البلاستيكية بإحكام في مكانها حتى تتصلب الحواف المنصهرة تمامًا؛
• يجب أن يكون اللحام عبارة عن خرزة موحدة بارزة فوق أسطح العناصر المراد لحامها؛ يجب أن يتوافق ارتفاع الخرزة مع المعايير (الموضحة في الجدول أعلاه)؛
• يجب تثبيت المثبتات المزودة بصواميل بما لا يتجاوز الحد التصميمي، لأن القوة المفرطة قد تتسبب في تلف الأنبوب؛
• قبل البدء بالعمل، تأكد من دراسة تعليمات لحام البولي إيثيلين عالي الكثافة والتعرف على معايير العملية.

تُعدّ أنابيب البولي إيثيلين عالي الكثافة (HDPE) مادة حديثة واقتصادية تُتيح إنشاء خطوط أنابيب لأغراض وتكوينات متنوعة. وباستخدام معدات لحام متخصصة، يُمكن استخدام هذه المنتجات لإنشاء خطوط أنابيب موثوقة، سواءً على المستوى الصناعي أو اليدوي.