DVS 2202-1-2006 Imperfections in thermoplastic welding joints - Features descriptions evaluation.pdf

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1、DVS, Ausschuss fr Technik, Arbeitsgruppe Fgen von Kunststoffen“Nachdruck und Kopie, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des HerausgebersDVS DEUTSCHER VERBANDFR SCHWEISSEN UNDVERWANDTE VERFAHREN E.V.Bezug: DVS Media GmbH, Postfach 10 19 65, 40010 Dsseldorf, Telefon (02 11) 15 91- 0, Telefax (02 11

2、) 15 91- 150Diese Verffentlichung wurde von einer Gruppe erfahrener Fachleute in ehrenamtlicher Gemeinschaftsarbeit erstellt und wird als eine wichtige Erkenntnisquelle zur Beachtung empfohlen. Der Anwender muss jeweils prfen, wie weit der Inhalt auf seinen speziellen Fall anwendbar und ob die ihm v

3、orliegende Fassung noch gltig ist. Eine Haftung des DVS und derjenigen, die an der Ausarbeitung beteiligt waren, ist ausgeschlossen.Dieser Entwurf wird der ffentlichkeit zur Prfung und Stellungnahme vorgelegt. Ergnzungs- oder nderungsvorschlge werden erbeten an den DVS e.V., Postfach 10 19 65, 40010

4、 Dsseldorf.Inhalt:1 Geltungsbereich2 Allgemeine Anforderungen3 Manahmen vor dem Schweien3.1 Voraussetzungen zum Schweien3.2 Reinigung3.2.1 Reinigungsmittel3.2.2 Reinigen der Heizelemente3.2.3 Reinigen der Fgeflchen4 Heizelementstumpfschweien4.1 Heizelementstumpfschweien von Rohren,Rohrleitungsteilen

5、, Formstcken und Tafeln4.1.1 Verfahrensbeschreibung4.1.2 Vorbereiten zum Schweien4.1.3 Ausfhren des Schweiens4.1.3.1 Richtwerte fr das Heizelementstumpfschweien von Tafeln aus PE4.1.3.2 Richtwerte fr das Heizelementstumpfschweien von Rohren und Rohrleitungsteilen aus PE4.2 Heizelementstumpfschweien

6、von Sattelformstcken 4.2.1 Verfahrensbeschreibung4.2.2 Vorbereiten zum Schweien4.2.3 Ausfhren des Schweiens5 Heizwendelschweien5.1 Verfahrensbeschreibung5.2 Schweigert5.3 Vorbereiten zum Schweien5.4 Ausfhren des Schweiens6 Heizelementmuffenschweien6.1 Verfahrensbeschreibung6.2 Schweivorrichtungen6.3

7、 Vorbereiten zum Schweien6.4 Ausfhren des Schweiens7 Prfen der Schweiverbindungen8 Schrifttum9 ErluterungAnhang: Verarbeitungsanleitungen (Kurzfassungen)Schweiprotokolle1 GeltungsbereichDiese Richtlinie gilt fr das Heizelementstumpfschweien von Tafeln nach DIN EN ISO 14632 und fr das Heizelementstum

8、pf-, Heizelementmuffen- und Heizwendelschweien von Rohren, Formstcken sowie Sattelformstcken aus PE1)nach DIN 8074, 8075, DIN EN 12201, DIN EN 1555, DIN EN ISO 15494, die zur Fortleitung von Gasen, Flssigkeiten und Feststoffen dienen.Unter Beachtung der folgenden Anweisungen kann von einer Eignung i

9、nnerhalb der Schmelzmasseflierate MFR2)190/5 von 0,20 bis 1,70 g/10 min ausgegangen werden. Fr das Heizelement-stumpfschweien von Sattelformstcken sind Einschrnkungen gem Abschnitt 4.2 zu beachten. Bei abweichender Schmelzmasseflierate ist der Eignungsnach-weis im Zeitstand-Zugversuch nach Richtlini

10、e DVS 2203-4 bzw. Beiblatt 1 zu fhren.2 Allgemeine AnforderungenDie Qualitt der Schweiverbindungen ist abhngig von der Quali-fikation der Schweier, der Eignung der verwendeten Maschinen und Vorrichtungen sowie der Einhaltung der Schweirichtlinien. Die Schweinaht kann durch zerstrungsfreie und/oder z

11、erst-rende Verfahren geprft werden.Die Schweiarbeiten sind zu berwachen. Art und Umfang der berwachung muss zwischen den Vertragspartnern vereinbart werden. Es wird empfohlen, die Verfahrensdaten in Schweipro-tokollen (Muster siehe Anhang) oder auf Datentrgern zu doku-mentieren.Im Rahmen der Qualitt

12、ssicherung wird empfohlen, vor Aufnahmeund whrend der Schweiarbeiten unter den gegebenen Arbeits-bedingungen Probenhte herzustellen und zu prfen.Jeder Schweier muss ausgebildet sein und einen gltigen Qua-lifikationsnachweis besitzen. Das vorgesehene Anwendungsge-biet kann fr die Art der Qualifikatio

13、n bestimmend sein. Fr das Heizelementstumpfschweien von Tafeln sowie im Rohrleitungs-bau gilt Richtlinie DVS 2212-1. Das DVGW-Merkblatt GW 330 gilt sinngem als Qualifikations-nachweis fr das Heizelementstumpf- und Heizwendelschweien beim Bau von Gas- und Wasserleitungen. Fr das Schweien von Kunststo

14、ffen in der Hausinstallation gelten auch die Anforde-rungen der Merkbltter DVS 1905-1 und -2. Die zum Schweien verwendeten Maschinen und Vorrichtungen mssen den Anfor-derungen von Richtlinie DVS 2208-1 entsprechen. 3 Manahmen vor dem Schweien3.1 Voraussetzungen zum SchweienDer unmittelbare Schweiber

15、eich ist vor ungnstigen Witterungs-einflssen (z. B. Wind, Feuchtigkeitseinwirkung) zu schtzen. Wenn durch geeignete Manahmen (z. B. Vorwrmen, Einzelten, Beheizen) sichergestellt wird, dass zum Schweien zulssige Be-dingungen gegeben sind, darf soweit der Schweier nicht in der Handfertigkeit behindert

16、 wird bei beliebiger Auentemperaturgearbeitet werden. Gegebenenfalls ist durch Herstellen von Probe-schweiungen unter den genannten Bedingungen ein zustzlicherNachweis zu fhren (siehe Abschnitt 7).EntwurfSchweien von thermoplastischenKunststoffen Heizelementschweien von Rohren,Rohrleitungsteilen und

17、 Tafeln aus PEJuli 2014RichtlinieDVS 2207-1Vorgesehen als Ersatz fr Ausgabe September 20051)Die Werkstoffbezeichnung ist als Oberbegriff der Thermoplastgruppe zu verstehen und schliet die Typen PE 63, PE 80 und PE 100 ein. Die Angaben entsprechen dem derzeitigen Stand der Normung.2)alte Bezeichnung

18、MFI = Melt Flow IndexEinsprche bis 31. Oktober 2014B974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FA2DEF1929BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2016-11Seite 2 zu DVS 2207-1Falls das Halbzeug infolge Sonneneinstrahlung ungleichmig erwrmt wird, ist durch rechtzeiti

19、ges Abdecken im Bereich der Schweistelle ein Temperaturausgleich zu schaffen. Eine Abkh-lung whrend des Schweivorganges durch Luftzug ist zu ver-meiden. Beim Schweien von Rohren wird empfohlen, zustzlich die Rohrenden zu verschlieen. PE-Rohre vom Ringbund sind unmittelbar nach dem Abrollen oval und

20、gekrmmt. Das zu schweiende Rohrende ist vor dem Schweien zu richten, zum Beispiel durch vorsichtiges Anwr-men mithilfe eines Warmgasgertes und/oder Verwendung einer geeigneten Spann- bzw. Runddrckvorrichtung.Die Verbindungsflchen der zu schweienden Teile drfen nicht beschdigt und mssen frei von Veru

21、nreinigungen (z. B. Schmutz,Fett, Spne) sein.Bei Rohren mit uerem Schutzmantel sind die Herstelleranga-ben zu beachten.3.2 ReinigungFr die Herstellung einwandfreier Schweiverbindungen ist die Sauberkeit und Fettfreiheit sowohl der Fgeflchen als auch der Werkzeuge und Heizelemente von entscheidender

22、Bedeutung.3.2.1 ReinigungsmittelDie Reinigungsflssigkeit oder damit bereits werksseitig befeuch-tete Tcher in einer verschliebaren Kunststoffbox muss aus einem 100% verdampfenden Lsungsmittel bestehen, z. B. aus 99 Teilen Ethanol mit einem Reinheitsgrad von 99,8% und einem Teil MEK (Methylethylketon

23、, Denaturierung). Nach DVGW VP 603geprfte Mittel entsprechen dieser Vorgabe. Die Verwendung von Spiritus kann durch das darin enthaltene Wasser zu einer Qualittsminderung fhren.Das Sicherheitsdatenblatt des Reinigungsmittels ist dabei zu be-achten.Das Papier zur Reinigung muss sauber, unbenutzt, sau

24、gfhig, nicht fasernd und uneingefrbt sein. Danach ablften lassen.3.2.2 Reinigen der HeizelementeDie Heizelemente sind vor jeder Schweiung mit Papier zu reini-gen. Es drfen keine Reste von Reinigungsmittel oder Papier auf dem Heizelement verbleiben.3.2.3 Reinigen der FgeflchenVor der spanenden Bearbe

25、itung der Fgeflchen ist sicherzustel-len, dass die benutzten Werkzeuge und die Werkstcke ber den Schweibereich hinaus sauber und fettfrei sind, ggf. ist mit einem Reinigungsmittel zu reinigen.Die Bearbeitung der Verbindungsflchen muss unmittelbar vor Schweibeginn erfolgen. Eventuelle Spne sind ohne

26、Berhrungen der Fgeflchen zu entfernen. Wird nach der spanenden Bearbeitung die Oberflche ver-schmutzt, z. B. durch Berhrungen mit den Hnden, so mssen die Schweiflchen mit einem Reinigungsmittel behandelt wer-den, wenn eine erneute spanende Bearbeitung verfahrenstech-nisch nicht mglich ist.4 Heizelem

27、entstumpfschweien4.1 Heizelementstumpfschweien von Rohren, Rohrleitungs-teilen, Formstcken und Tafeln4.1.1 VerfahrensbeschreibungBeim Heizelementstumpfschweien werden die Verbindungsfl-chen der zu schweienden Teile am Heizelement unter Druck angeglichen (Angleichen), anschlieend mit reduziertem Druc

28、k auf Schweitemperatur erwrmt (Anwrmen) und nach Entfer-nung des Heizelementes (Umstellen) unter Druck zusammenge-fgt (Fgen). Bild 1 zeigt das Prinzip des Verfahrens.Bild 1. Prinzip des Heizelementstumpfschweiens am Beispiel Rohr.4.1.2 Vorbereiten zum SchweienVor Beginn der Schweiarbeiten ist die zu

29、m Schweien notwen-dige Heizelementtemperatur zu kontrollieren. Dies erfolgt zum Beispiel mit einem schnellanzeigenden Temperaturmessgert, geeignet fr Oberflchenmessungen mit einer Auflageflche von ca. 10 mm. Die Kontrollmessung muss innerhalb der dem Halb-zeug entsprechenden Flche des Heizelementes

30、erfolgen. Damit sich ein thermisches Gleichgewicht einstellen kann, darf das Heiz-element frhestens 10 Minuten nach Erreichen der Solltemperatureingesetzt werden.Fr optimale Schweiungen ist das Heizelement vor jeder Schweiung gem Abschnitt 3.2.2 zu reinigen. Die antiadhsive Beschichtung oder Bespann

31、ung des Heizelementes muss im Arbeitsbereich unbeschdigt sein.Fr die einzusetzenden Maschinen mssen die jeweiligen Fge-krfte bzw. Fgedrcke vorgegeben sein. Diese knnen sich z. B. auf Herstellerangaben, errechnete oder gemessene Werte beziehen. Zustzlich ist beim Rohrschweien die bei langsamer Bewegu

32、ng des Werkstckes bentigte Bewegungskraft bzw. der Bewegungsdruck am Anzeigeinstrument der Schweimaschine abzulesen und zu der vorher ermittelten Fgekraft bzw. zu dem Fgedruck zu addieren. Elektronisch gesteuerte Maschinen mglichst mit Protokollierung sind zu bevorzugen.Die Nennwanddicken der zu sch

33、weienden Teile mssen im Fge-bereich bereinstimmen.Rohre und Formstcke sind vor dem Einspannen in die Schwei-maschine axial auszurichten. Die leichte Lngsbeweglichkeit des anzuschweienden Teiles ist zum Beispiel durch verstellbare Rollenbcke oder pendelnde Aufhngung sicherzustellen.Die zu verbindende

34、n Flchen sind unmittelbar vor dem Schwei-en mit einem sauberen und fettfreien Werkzeug spanend zu be-arbeiten, sodass sie im eingespannten Zustand planparallel sind. Zulssige Spaltbreite unter Angleichdruck siehe Tabelle 1.Tabelle 1. Maximale Spaltbreite zwischen den bearbeiteten Schwei-flchen.Rohra

35、uen-durchmesser dmmSpaltbreitemmTafelbreitemm355 0,5400 . 1500 2000800 . 1000 1,5 2000 2300 1000 2,0 2300 3000B974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FA2DEF1929BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2016-11Seite 3 zu DVS 2207-1Zugleich mit der Kontrolle der S

36、paltbreite ist der Versatz zu prfen.Der Versatz der Fgeflchen zueinander darf an der Rohrauen-seite bzw. Tafel das zulssige Ma vom 0,1 Wanddicke nicht berschreiten. Bei grerem Versatz resultiert hieraus eine Qua-littsminderung, welche die Belastbarkeit der Fgeverbindung einschrnkt. In diesem Fall ka

37、nn eine Bewertung nach Richtlinie DVS 2201-1 unter Bercksichtigung der Anforderungen an die Fgeverbindung vorgenommen werden.Die bearbeiteten Schweiflchen drfen weder beschmutzt noch mit den Hnden berhrt werden, da sonst eine erneute spanende Bearbeitung notwendig wird. Eine zustzliche Reinigung ist

38、 nicht erforderlich und bewirkt keine Qualittsverbesserung.In das Rohr gefallene Spne sind zu entfernen.4.1.3 Ausfhren des SchweiensBeim Heizelementstumpfschweien werden die zu verbindenden Flchen mittels Heizelement auf Schweitemperatur gebracht und nach Entfernen des Heizelementes unter Druck zusa

39、mmen-gefgt. Die Heizelementtemperatur betrgt 220C 10C. AngleichenHierbei werden die zu schweienden Fgeflchen so lange an das Heizelement gedrckt, bis die gesamten Flchen planparallel am Heizelement anliegen. Dieses ist an der Ausbildung der Wlste zu erkennen. Das Angleichen ist abgeschlossen, wenn d

40、ie Wulsthhen am gesamten Rohrumfang bzw. der gesamten Plattenoberseite die in Tabelle 2 bzw. Tabelle 3, Spalte 2, ange-gebenen Werte erreicht haben. Die Wulsthhen gelten als Indiz dafr, dass die Fgeflchen ganzflchig am Heizelement anliegen.Der Angleichdruck von 0,15 N/mm wirkt whrend des gesamten An

41、gleichvorganges.AnwrmenZum Anwrmen mssen die Flchen mit geringem Druck am Heizelement anliegen. Dazu wird der Druck auf nahezu Null ( 0,01 N/mm) abgesenkt. Beim Anwrmen dringt die Wrme in die zu schweienden Flchen ein und bringt diese auf Schwei-temperatur. Anwrmzeiten sind der Tabelle 2 bzw. Tabell

42、e 3, Spalte 3, zu entnehmen.UmstellenNach dem Anwrmen sind die Fgeflchen vom Heizelement zu lsen. Das Heizelement ist ohne Beschdigung und Verschmut-zung der erwrmten Fgeflchen herauszunehmen. Die Fge-flchen sind danach schnell bis unmittelbar vor der Berhrung zusammenzufahren. Die Umstellzeit soll

43、so klein wie mglich gehalten werden (siehe Tabelle 2 bzw. Tabelle 3, Spalte 4), da sonst die plastifizierten Flchen erkalten. Die Schweinahtqualittwird dadurch nachteilig beeinflusst.FgenDie zu schweienden Flchen sollen bei Berhrung mit einer Ge-schwindigkeit nahe Null zusammentreffen. Der erforderl

44、iche F-gedruck wird mglichst linear ansteigend aufgebracht. Die hierfr notwendigen Zeiten sind aus Tabelle 2 bzw. Tabelle 3, Spalte 5, ersichtlich. Der Fgedruck betrgt 0,15 0,01 N/mm.Bild 2. Verfahrensschritte beim Heizelementstumpfschweien.Eine mechanische Belastung der Fgeverbindung ist frhestens

45、nach Beendigung des Abkhlprozesses zulssig. Dazu muss der Fgedruck whrend der Abkhlzeit bei Umgebungstemperatur (siehe Tabelle 2 bzw. Tabelle 3, Spalte 5) in voller Hhe aufrecht erhalten werden.Eine Weiterverarbeitung mit voller mechanischer Belastung der Fgeverbindung darf erst nach vollstndiger Au

46、skhlung gem Tabelle 2 bzw. Tabelle 3, Spalte 5, erfolgen.Nach dem Fgen muss ein gleichmiger Doppelwulst vorhandensein. Die Wulstausbildung gibt eine Orientierung ber die Gleich-migkeit der Schweiungen untereinander. Unterschiedliche Wulstausbildungen knnen durch verschiedenartiges Fliever-halten der

47、 verbundenen Materialien begrndet sein. Aus der Erfahrung mit den handelsblichen Halbzeugen aus PE 80 und PE 100 im angegebenen MFR-Bereich kann von der Schwei-eignung ausgegangen werden, auch wenn dies zu unsymmetri-schen Schweiwlsten fhren kann. Es muss immer K 0 sein (siehe Bild 3).Bild 3. Wulsta

48、usbildung beim Heizelementstumpfschweien (Prinzip amBeispiel Rohr).B974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FA2DEF1929BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2016-11Seite 4 zu DVS 2207-14.1.3.1 Richtwerte fr das Heizelementstumpfschweien vonTafeln aus PETabelle 2. Richtwerte fr das Heizelementstumpfschweien von Tafeln aus PE bei Umgebungstemperaturen bis 40C und miger Luftbewegung (Zwischenwerte sind zu interpolieren).*) Unter folgenden Voraussetzungen ist ei