جوش الکتروفیوژن چیست؟

همانطور که می دانید اتصالات پلی اتیلن به 4 روش مختلف در پروژه های مختلف نظیر آبیاری، آبرسانی، تاسیسات، نفت، گاز، پتروشیمی، به یکدیگر متصل می گردند که این روش ها عبارت است از:

1)اتصالات رزوه ای

2) جوش الکتروفیوژن

3) جوش بات فیوژن

4)فلنجدار

در این مقاله به بررسی Electrofusion Welding و بات فیوژن و برتری و مزایای یکدیگر می پردازیم.

این نوع از اتصالات در ابتدا در صنعت گاز کشور مورد استفاده قرار گرفت و هم اینک تنها روش اتصال مورد تایید شرکت ملی گاز ایران می باشد که با توجه به ضریب اطمینان بالای این نوع اتصال با گذشت زمان وارد صنعت آب و تاسیسات کشور شد.

دلیل افزایش سهم اتصالات الکتروفیوژن در صنعت آب و تاسیسات عملکرد مثبت آن در پروژه های مختلف، برتری های کیفی آن نسبت به جوش بات فیوژن و …. می باشد که در ذیل به برخی از آنان می پردازیم.

یکی از برتری های جوش الکتروفیوژن پلی اتیلن نسبت به بات فیوژن، عدم دخالت نیروی انسانی در کیفیت جوش الکتروفیوژن می باشد که این مزیت در جوش بات فیوژن صدق نمی کند.

روش کار به این صورت می باشد که اپراتور جوشکار بعد از انجام آماده سازی اتصال و لوله و قرار دادن اتصال ها بین لوله یا اتصال، دو سوکت دستگاه جوش الکتروفیوژن به پین اتصال الکتروفیوژن و خواندن بارکد اتصال توسط بارکد خوان دستگاه جوش الکتروفیوژن، کلیه اطلاعات اتصال الکتروفیوژن، اعم از سایز، زمان لازم جوشکاری، نوع اتصال، شرکت تولید کننده اتصال الکتروفیوژن و …. به دستگاه منتقل می کند و فقط با زدن دکمه Start دستگاه جوش الکتروفیوژن، عملیات جوشکاری توسط دستگاه به صورت اتوماتیک آغاز می گردد.

در انتهای عملیات جوشکاری با بوق دستگاه جوش الکتروفیوژن، اپراتور متوجه پایان کار می گردد و با قطع سوکت اتصال، جوش کاری الکتروفیوژن به پایان می رسد.

در این نوع جوشکاری با توجه به شرح عملیات جوشکاری هیچگونه تاثیری بر روی کیفیت جوش الکتروفیوژن ندارد در حالی که در جوش بات فیوژن بسیاری از امور نظیر زمان  برداشتن اتو، زمان خنک کاری و … تحت تاثیر عملکرد اپراتور می باشد.

سرعت جوشکاری بیشتر یا مدت زمان جوشکاری کوتاه تر، یکی دیگر از برتری های جوش الکتروفیوژن نسبت به جوش بات فیوژن در اتصالات پلی اتیلن سرعت عمل بالاتر جوش الکتروفیوژن پلی اتیلن می باشد که در سرعت پیشبرد پروژه ها نقش بسزایی دارد.

برای مثال اگر بخواهیم در سایز 63 میلیمتر، زمان جوشکاری اتصالات بات فیوژن و اتصالات الکتروفیوژن را باهم مقایسه کنیم به این نکته پی می بریم که در اتصالات بات فیوژن این نوع جوشکاری مطابق با استانداردهای ملی و بین المللی نظیر DVS2207، INSO18648، زمان تقریبی 20 الی 25 دقیقه مورد نیاز می باشد در حالی که این امر در اتصالات الکتروفیوژن با احتساب آماده سازی و جوشکاری به 3 الی 7 دقیقه می رسد که این نشانگر سرعت عمل جوشکاری در اتصالات الکتروفیوژن می باشد.

با توجه به اینکه در جوش اتصالات بات فیوژن محل اتصال لبه دو قطعه می باشد، یکسان بودن ضخامت دو طرف قطعه بسیار ضروری و لازم می باشد(مطابق استاندارد DVS2207)، در حالی که Electrofusion Welding  بر روی سطح خارجی قطعه انجام می پذیرد و دلیلی برای یکسان بودن ضخامت و یا SDR در این جوش مشاهده نمی گردد.

با توجه به توضیحات داده شده می توان نتیجه گرفت که یکی دیگر از مزیت های جوش الکتروفیوژن به بات فیوژن امکان جوشکاری دو SDR متفاوت با یکدیگر می باشد.

جوشکاری بازه وسیعی از سایزهای مختلف توسط یک دستگاه یکی دیگر از مزایای جوش الکتروفیوژن می باشد. معمولا دستگاه های جوش بات فیوژن در یک طف سایزی تولید می گردد. به عنوان مثال دستگاه جوش بات فیوژن معمولا در طیف سایز (63-160)، (355-200)،(640-400) ساخته می شود.

اپراتور جهت انجام جوش بات فیوژن نیاز به چندین دستگاه دارد تا سایزهای مختلف را جهت انجام جوش تحت پوشش قرار دهد در حالی که دستگاه جوش الکتروفیوژن نظیر دستگاه هورنر آلمان که شرکت تکاب اتصال دماوند نمایندگی انحصاری آن را در ایران دارد، با یک دستگاه، قابلیت جوشکاری از سایز 20 الی 200 را دارد.

یکی دیگر از مزیت های جوش الکتروفیوژن نسبت به جوش بات فیوژن عدم نیاز به ناظر کیفی در محل پروژه است.  این برتری از آنجا نشات گرفته است که برخی از دستگاه های جوش الکتروفیوژن پلی اتیلن قابلیت ذخیره سازی اطلاعات Electrofusion Welding اعم از زمان، سایز، نوع اتصال و گاهی اوقات مکان جوشکاری را به صورت فایل PDF دارد که این امر منجر به عدم نیاز حضور فیزیکی ناظر کیفی جوش را در محل پروژه می گردد و به وسیله اطلاعات ذخیره شده در دستگاه می تواند کیفیت Electrofusion Welding را مورد بررسی قرار دهد.

این نکته قابل اذعان می باشد که در جوش الکتروفیوژن سطح مقطع جوشکاری نسبت به جوش بات فیوژن بسیار بیشتر می باشد که این امر موجب ضریب اطمینان بالاتر در Electrofusion Welding  و اتصالات الکتروفیوژن می گردد.

به عنوان آخرین مزیت اتصالات الکتروفیوژن نسبت به اتصالات بات فیوژن می توان به هزینه پایین تر اجرای پروژه اشاره کرد که این مورد متاسفانه در بسیاری از اذهان اهل فن به اشتباه برداشت می گردد.

که اتصالات الکتروفیوژن دارای هزینه بالاتر می باشد ولی فقط کافیست به مزیت و برتری های بیان شده در این مقاله نگاهی بیندازیم تا به این مطلب پی ببریم که اتصالات الکتروفیوژن با در نظر گرفتن کلیه پارامترها همچون سرعت اجرا پروژه ها تعداد دستگاه های مورد نیاز جوش الکتروفیوژن در محل پروژه و …. دارای هزینه کمتری نسبت به اتصالات بات فیوژن می باشد.

در بررسی های انجام شده با سیستم مهندسی ارزش توسط گروه تحقیقاتی شرکت تکاب اتصال به این نتیجه رسیدیم که اتصالات الکتروفیوژن تا سایز 250 مقایسه با اتصالات بات فیوژن دارای قیمت تمام شده پایین تری در پروژه ها می گردد.

البته در سایزهای بالاتر از 250 نیز با توجه به طول عمر بیشتر و اتصالات الکتروفیوژن در بازه زمانی بهره برداری، استفاده از اتصالات الکتروفیوژن قابل توجیه می باشد.  به امید روزی که بتوانیم با قدرت بگوییم پروژه های تاسیساتی، آبرسانی و …. کشور عزیزمان ایران همانند کشورهای بزرگ اروپایی به صورت کامل با اتصالات الکتروفیوژن انجام می پذیرد.

آزمون‌های کنترل کیفیت جوش اتصالات الکتروفیوژن

برای اطمینان از کیفیت اتصالات ایجاد شده در جوشکاری الکتروفیوژن، انجام آزمون‌های کنترل کیفیت بسیار ضروری است. این آزمون‌ها به منظور بررسی پارامترهای مختلفی مانند استحکام اتصال، یکپارچگی جوش، نفوذ ذوب و… انجام می‌شوند.

انواع آزمون‌های کنترل کیفیت جوش الکتروفیوژن

آزمون‌های کنترل کیفیت جوش الکتروفیوژن به دو دسته کلی تقسیم می‌شوند:

1. آزمون‌های مخرب

در این نوع آزمون‌ها، نمونه‌ای از جوش جدا شده و تحت آزمایش‌های مختلف قرار می‌گیرد. این آزمون‌ها به دلیل تخریب اتصال، معمولاً به عنوان آزمون‌های نهایی و پس از اتمام پروژه استفاده می‌شوند. برخی از مهم‌ترین آزمون‌های مخرب عبارتند از:

• آزمون کشش: در این آزمون، نمونه جوش تا نقطه شکست کشیده شده و نیروی لازم برای جداشدن دو قطعه اندازه‌گیری می‌شود.
• آزمون برشی: در این آزمون، نمونه جوش تحت نیروی برشی قرار گرفته و میزان نیروی لازم برای جداشدن دو قطعه اندازه‌گیری می‌شود.
• آزمون خمشی: در این آزمون، نمونه جوش تحت نیروی خمشی قرار گرفته و میزان انحراف یا شکست آن اندازه‌گیری می‌شود.
• آزمون ضربه: در این آزمون، نمونه جوش با ضربه ناگهانی شکسته شده و میزان انرژی جذب شده توسط جوش اندازه‌گیری می‌شود.
• آزمون فلز شناسی: در این آزمون، ساختار میکروسکوپی جوش بررسی شده و عیوب احتمالی مانند حفره، ترک و ناخالصی شناسایی می‌شود.

2. آزمون‌های غیر مخرب

آزمون‌های غیر مخرب به این دلیل که به اتصال آسیبی وارد نمی‌کنند، در طول پروژه و در مراحل مختلف قابل انجام هستند. برخی از مهم‌ترین آزمون‌های غیر مخرب عبارتند از:

• آزمون رادیوگرافی: در این آزمون، از اشعه ایکس یا گاما برای ایجاد تصویر از داخل جوش استفاده می‌شود. با بررسی این تصویر می‌توان عیوب داخلی جوش را شناسایی کرد.
• آزمون اولتراسونیک: در این آزمون، امواج صوتی با فرکانس بالا به داخل جوش فرستاده شده و با بررسی امواج بازتاب شده می‌توان عیوب داخلی جوش را تشخیص داد.
• آزمون جریان گردابی: در این آزمون، از جریان‌های الکتریکی برای ایجاد میدان مغناطیسی در اطراف جوش استفاده می‌شود. با بررسی تغییرات در میدان مغناطیسی می‌توان عیوب سطحی و زیر سطحی جوش را شناسایی کرد.
• آزمون نشتی: در این آزمون، اتصال تحت فشار قرار گرفته و نشت احتمالی از آن بررسی می‌شود.

عوامل موثر بر انتخاب آزمون

انتخاب آزمون مناسب برای کنترل کیفیت جوش الکتروفیوژن به عوامل مختلفی بستگی دارد، از جمله:

• نوع لوله و اتصالات: جنس لوله و اتصالات، ضخامت دیواره و نوع پلیمر مورد استفاده در ساخت آن‌ها بر انتخاب آزمون تأثیرگذار است.
• شرایط محیطی: دمای محیط، رطوبت و نوع سیالی که در لوله جریان دارد بر انتخاب آزمون تأثیرگذار است.
• استانداردهای مورد استفاده: استانداردهای مختلفی برای جوشکاری الکتروفیوژن وجود دارد که هر کدام آزمون‌های خاصی را مشخص می‌کنند.
• اهمیت اتصال: برای اتصالاتی که اهمیت بالایی دارند، مانند خطوط انتقال گاز، آزمون‌های دقیق‌تری مورد نیاز است.

اهمیت انجام آزمون‌های کنترل کیفیت

انجام آزمون‌های کنترل کیفیت جوش الکتروفیوژن از اهمیت بسیار بالایی برخوردار است، زیرا:

• اطمینان از کیفیت جوش: با انجام این آزمون‌ها می‌توان از کیفیت و استحکام جوش اطمینان حاصل کرد.
• کاهش ریسک نشت و خرابی: شناسایی و رفع عیوب جوش در مراحل اولیه از بروز مشکلات جدی در آینده جلوگیری می‌کند.
• افزایش عمر مفید سیستم: اتصالات با کیفیت و بدون عیب، عمر مفید سیستم را افزایش می‌دهند.
• رعایت استانداردها: انجام آزمون‌های کنترل کیفیت الزامی برای رعایت استانداردهای ملی و بین‌المللی است.

با انجام آزمون‌های کنترل کیفیت مناسب، می‌توان از کیفیت و ایمنی سیستم‌های لوله کشی که با استفاده از جوشکاری الکتروفیوژن ساخته شده‌اند اطمینان حاصل کرد.