HDPE BORU VE EK PARÇALARI İÇİN ALIN KAYNAK METODU
A. GİRİŞ
HDPE BORU VE EK PARÇALARI İÇİN ALIN KAYNAK METODU Alın kaynak kalitesi, alın kaynakçının
kabiliyeti, kullanılan ekipman ve standartların uygulanmasını sağlayan gözlemciye doğrudan bağlıdır.
Alın kaynak prosesi başından sonuna kadar titizlikle gözlemlenmelidir.
Bunun sağlanabilmesi için alın kaynak mahallinde bir supervisor bulundurulmalıdır.
Ayrıca, alın kaynak esnasında alın kaynak dataları ekte verilen föylere kaydedilmelidir.
Alın kaynak işlemine başlamadan önce test kaynağı yapılarak alın kaynak parametrelerinin doğruluğu tespit edilmelidir.
Her bir alın kaynakçı gerekli eğitimlerden geçirilmiş ve sertifikalandırılmış olmalıdır.
B. ALIN KAYNAĞI
B1- Alın kaynak işlemine başlamadan önce dikkat edilmesi gereken
hususlar
Alın kaynak yapılan ortamın sıcaklığı +5 °C’nin üzerinde olmalıdır. Yağışlı ve soğuk havalarda
üstü kapalı bir yer seçilmelidir.
Alın kaynak esnasında vantilasyon nedeniyle hızlı soğumanın olmaması için boru uçları
kapatılmalıdır.
Kangal halindeki borularda alın kaynak yapılmadan önce, kangallaşma esnasında oluşmuş olan
ovalliklerinin alınmış olması gerekir.
Alın kaynak bölgesi temiz ve hasarsız olmalıdır.
B2- Alın kaynak metodunun tarifi
Alın kaynağı, aynı çap ve et kalınlığındaki boru ve fitinglerin basınç ve sıcaklık yardımıyla alın
alına birleştirilmesi suretiyle gerçekleştirilen bir bağlantı metodudur. Alın kaynak yapılacak
parçaların ağız kısımları, düzgünce tıraşlanarak erime sıcaklığına kadar ısıtılır (200-220 °C). Daha
sonra da belirli bir basınçla birbirine alın alına yapıştırılır. Alın kaynak basıncı, sıcaklık ve zaman
malzemenin kendi kimyasal ve fiziksel özelliklerini bozmayacak şekilde ayarlanır.
Alın kaynağı metodunda alın kaynak bölgeleri ısıtıcı üzerine belirli bir basınçla bastırılır
(yanaştırma), alın kaynak sıcaklığında hemen hemen sıfır basınçta beklenir (basınçsız ısıtma) ve
basınç altında birleştirilir (birleştirme).
Şekil 1:. Alın Kaynağı yapılacak borular
B3- Alın kaynak hazırlığı
Alın kaynak işlemine başlamadan hemen önce alın kaynak makinası üzerinde görülen set
sıcaklığının kontrol edilmesi gerekir. Bu işlem infrared termometre ile yapılmalıdır. Set sıcaklığına
ulaşıldıktan en az 10 dak. sonra alın kaynak işlemine başlanmalıdır.
Alın kaynak kalitesinin iyi olabilmesi için ısıtıcı yüzeylerinin her alın kaynaktan önce temzilenmesi
gerekir. Temizleme aşındırıcı olmayan yumuşak malzemelerle, alkol vs. yardımıyla yapılabilir.
Isıtıcı yüzeyleri çizik yada hasarlı olmamalıdır.
Birleştirme kuvvetleri ve birleştirme basınçları kullanılan makinanın speklerinde gösterildiği gibi
olmalıdır. Bunlar alın kaynak makinasını üreten firmanın verdiği bilgilere, hesaplamalara,
ölçüm değerlerine göre belirlenmelidir. Hareket basıncı, kaynatılacak parçaların makinada
montajlı iken hafifçe hareket ettirilmesi ile cihazın basınç göstergesinde görülen değerdir. Bu
değer belirlenen birleştirme basıncının üzerine eklenmelidir. Hareket basıncı makinadan
makinaya değiştiği gibi, kaynatılacak borunun çapına ve boyuna göre de değişir. Bu nedenle her
bir alın kaynak işleminden önce hareket basıncı okunarak birleştirme basıncına eklenmelidir.
Birleştirilecek bölgeler alın kaynak yapılmadan önce tıraşlanmalıdır (Şekil 2). Bu şekilde borular
tam olarak alın alına yerleştirilebilir ve yüzeylerdeki kirli bölgeler atılmış olur. Tıraşlanan iki yüzey
birbiri üzerine örtüştürülünce çevre boyunca oluşan boşluğun izin verilen maksimum genişlik
değeri
Boşluk genişliği ve hatalı merkezleme (kaçıklık) olup olmadığı kontrol edilmelidir. Kaçıklık
mümkün olduğu kadar sıfırlanmalıdır. En kötü durumda birleştirme bölgelerinin kaçıklığı
0,1*Cidar kalınlığı’nı geçmemelidir.
Tıraşlanan alın kaynak bölgeleri kirletilmemeli, el ile dokunulmamalıdır. Aksi taktirde tekrar
tıraşlama yapmak şarttır. Alın kaynak bölgesinde tıraşlama sonucunda ortaya çıkan çapaklar
birleşme yüzeylerinden el değmeden temizlenmelidir
BORU AĞIZLARININ TRAŞLANMASI DÜZELTİLMESİ
B4- Alın kaynak prosedürü
Alın kaynağı prosesinde alın kaynak bölgeleri bir ısıtıcı yardımıyla alın kaynak sıcaklığına kadar
ısıtılır ve ıstıcı çıkarıldıktan sonra basınç altında birleştirme işlemi yapılır. Isıtıcı sıcaklığı 200-220
°C arasında olmalıdır. Yüksek sıcaklık daha ince et kalınlığı için geçerli iken düşük sıcaklık büyük
et kalınlıkları için geçerli olur (Grafik 1).
Cidar kalınlığına göre ısıtıcı sıcaklık değerleri
Alın Kaynak işleminin grafiksel olarak gösterilmesi
Yanaştırma:
Kaynatılacak borular birleşme yüzeyleri ısıtıcıya paralel olacak şekilde ısıtıcıya yanaştırılır.
Paralelliğin tam olarak sağlanıp sağlanmadığı oluşan dudak yüksekliğinin tipine bağlı olarak
belirlenebilir. Eğer tam paralellik sağlanamamışsa çap boyunca homojen dudak yüksekliği
oluşmayacaktır. Yanaştırma işlemi P1 basıncı altında T1 süresi boyunca yapılır (Grafik 2). T1
süresi oluşan dudak yüksekliğine göre belirlenir. Olması gereken minimum dudak yükseklikleri
Tablo 2’de 2. kolonda gösterilmiştir. Isıtıcının yerleştirilmesi ve dudak oluşumu işlemleri Şekil 3
ve Şekil 4’ten görülebilir.
P1 ara yüzey basıncı 0,15 N/mm2
dir. Ancak bu basınç alın kaynak cihazının
manometresinde okunan basınç değildir. Kullanıcı ara yüzeyde bu basıncı sağlamak için6
alın kaynak makinasını hangi değere ayarlıyacağını alın kaynak makinası üreticisini verdiği
bilgilere göre belirlemelidir.
Isıtıcın iki boru arasına yerleştirilmesi
Basınçlı Isıtma ( yanaştırma) sırasında ve sonrasında
boru ağızlarının yaptığı dudak
Basınçsız ısıtma:
Bu işlem için yanaştırma basıncından çok kısa bir süre içerisinde alın kaynak yüzeylerini ısıtıcıdan
ayırmadan basınç düşürülür. Bu aşamada birleşme bölgeleri ısıtıcı ile hemen hemen sıfır
basınçta (ara yüzey basıncı) temastadır (P2 ≤ 0,02 N/mm2
). Bu esnada ısı boru ekseni
doğrultusunda ilerler. Isıtma süresi T2 Tablo 2’de 3. kolonda verilmiştir. Bu sürenin gerekenden
kısa tutulması halinde, erimiş plastik kısmın derinliği alın kaynak için gerekli olan derinlikten
daha kısa olur. Isıtma süresinin gerekenden uzun tutulması halinde de alın kaynak bölgesi aşırı
eriyecek veya bozunacaktır.
Isıtıcı
Dudak Dudak
Isıtıcının çıkarılması:
Basınçsız ısıtma işleminden sonra birleşme bölgeleri ısıtıcıdan ayrılır. Isıtıcı çıkarılırken birleşme
bölgelerine zarar verilmemeli veya pislik bulaştırılmamalıdır. Isıtıcı çıkarıldıktan sonra çok
çabuk bir şekilde birleştirme işlemi gerçekleştirilmelidir. Eğer gecikilirse soğuma ve oksitlenme
nedeniyle alın kaynak kalitesi bozulur. Bu aşama için maksimum süre T3 Tablo 2’de 4. kolonda
verilmiştir.
Birleştirme:
Isıtıcı çıkarıldıktan sonra borular birbirine yanaştırılır. Yanaştırma kesinlikle ısıtılmış yüzeylerin
birbirine çarpması şeklinde olmamalıdır. İstenilen P3 basınç değerine (ara yüzey basıncı) lineer
bir şekilde çıkılmalıdır (Grafik 2). Gerekli süre T4 Tablo 2’de 5. kolonda verilmiştir. Birleştirme
basıncı P3 0,15±0,01 N/mm2
olmalıdır.
Basınçlı ısıtma sonrasında ısıtıcının çekilip
boruların ağız ağıza getirilmesi veya basınç
altında birleştirilmesi
Soğutma:
Soğutma esnasında birleştirme basıncı P3 (ara yüzey basıncı) sabit tutulmalıdır. Birleştirme
işleminden sonra düzgün ikili dudak oluşmalıdır. Dudak boyutları ve şekli kaynağın
düzgünlüğünü gösterir. Birleştirilen boruların melt-flow’una bağlı olarak farklı dudak şekilleri
oluşabilir. Şekil 6’da gösterilen K değeri her zaman sıfırdan büyük olmalıdır. Bu aşama için
gerekli minumum süre T5 Tablo 2’de 5. kolonda verilmiştir.
kaynak sonrasında oluşan Dudak detayı
Alın kaynağı işleminde önerilen alın kaynak parametreleri
Not: Tabloda verilen alın kaynak parametrelerinden herhangi birinin dışına
çıkıldığında veya anlatılan prosedürlerden birine uyulmadığı zaman tüm alın kaynak
işlemi tekrar yapılmalıdır.
B4- Adım adım alın kaynak işlemi
1. Gerekli alın kaynak koşullarını sağla, ör. alın kaynak mahallinin üstünün kapatılması.
2. Alın kaynak makinasını jeneratöre ,elektrik hattına bağlayarak çalışıp çalışmadığını
kontrol et.
3. Alın kaynak yapılacak boruları makinaya yerleştir ve boruların aksiyel yönde kolay
hareket edebilmesini sağla.9
4. Birleşme bölgelerini tıraşla.
5. Tıraşlama aparatını makinadan çıkar.
6. Alın kaynak bölgesinden çapakları temizle (fırça veya kağıt havlu)
7. Hava sirkülasyonuna karşı boru uçlarını kapat.
8. Birleşme yüzeylerinin birbirine paralelliğini yüzeyleri birbirine değdirerek kontrol et (en
kötü durumdaki boşluk genişliği Tablo 1’deki değerleri geçmemeli).
9. Kaçıklıkları kontrol et (en kötü durumda maksimum 0,1xCidar kalınlığı).
10. Isıtıcı yüzey sıcaklığını kontrol et (Grafik 1).
11. Isıtıcı yüzeylerini aşındırıcı olmayan ve tüy bırakmayan bez veya kağıt havluyla temizle.
12. Hareket basıncını alın kaynak makinasının manometresinden oku ve bu değeri ekte
verilen alın kaynak föyüne yaz.
13. Alın kaynak makinası üreticisinin verdiği hesaplamalara veya tablolara göre yanaştırma,
basınçsız ısıtma ve birleştirme basınçlarını belirle.
14. Tablo 2’deki değerleri alın kaynak makinası üzerinde uygula.
15. Isıtıcıyı alın kaynak pozisyonuna getir.
16. Birleşme bölgelerini ısıtıcıya çabuk bir şekilde yanaştır ve yanaştırma basıncında
Tablo 2’de 2. kolonda verilen minimum dudak yüksekliklerinin oluşmasını bekle.
17. Basıncı P2 basıncına düşür. Bu basınç sıfıra yakındır ≤0,02 N/mm2
. P2 basıncında
Tablo 2’de 3. kolonda verilen süre kadar bekle.
18. Boruları birleşme bölgelerine zarar vermeden ısıtıcıdan ayır ve ısıtıcıyı al.
19. Birleşme yüzeylerini Tablo 2’de 4. kolonda verilen süre içerisinde hemen hemen
değecek kadar birbirine yanaştır. Daha sonra %100 teması yaklaşık sıfır hızda
gerçekleştir ve hemen sonra Tablo 2’de 5. kolonda verilen süre içerisinde birleştirme
basıncı P3’e lineer bir şekilde çık.
20. 0,15 N/mm2
’lik birleştirme basıncından sonra dudak oluşmuş olmalıdır. Şekil 6’ya göre K
değeri her kesitte sıfırdan büyük olmalıdır.
21. Birleştirme basıncı altında Tablo 2’de 5. kolonda verilen süre boyunca soğuma için
bekle.
22. Soğuma sonunda kaynatılmış parçaları makinadan demonte et.
23. Ekte verilen alın kaynak föyünü tamamla.10
EKLER
EK1- Alın Kaynağı alın kaynak kalitesiyle ilgili dikkat edilecek hususlar
Başarılı bir alın kaynak elde edebilmek için yukarıda belirtilen parametrelerin dışında;
i) Alın kaynak yapılacak malzemelerin birbiriyle şeklen uyumlu olmasına dikkat edilmelidir.
ii) Nem, rüzgar veya düşük sıcaklıktaki ortamlarda , alın kaynak parametrelerinin
etkilenmemesi için makine çalışma alanı bu etkilerden korunmalıdır.
iii) Alın kaynak yapılacak boruların alınlarının ısıtma süresi sonunda aynı sıcaklıkta olmasını
garanti edebilmek için alın kaynak bölgesi direkt gün ışığı vb etkilerden korunmalıdır.
iv) Alın kaynak işlemi öncesinde kaynatılacak boruların alınları toz, çapak vs olmaması için
temizlenmelidir.
v) Borular, alın kaynak işlemine başlanmadan önce kafalara sağlam olarak bağlanmalıdır. Bu
hem parçaların tam olarak merkezlenip doğru bir alın kaynak elde edilebilmesi için
gereklidir, parçaların tıraşlama sırasında kafadan kurtulup, operatöre zarar
vermesini önlemek açısından önemlidir.
vi) Alın kaynak işlemi sırasında (soğuma süresi dahil) alın kaynak yapılan parçalar hiçbir
şekilde mekanik bir kuvvete ve zorlamaya maruz bırakılmamalıdır. Alın kaynak yapılan
borunun farklı kısmı, kolay hareket edebileceği kayıcı bir zemin üzerinde bulunmalıdır. Bu,
alın kaynak bölgesine kuvvet uygulanmadan ileri-geri beslemenin sağlanabilmesi
açısından gereklidir.
vii) Tıraşlayıcı bıçağının gerekli keskinlikte olduğundan emin olunmalıdır. Belirli zaman
aralıklarında bıçak bilenmeli yada değiştirilmelidir.
viii) Isıtıcının teflon kaplamasında derin çizik, çentik.vb. olmamalıdır.Belirli aralıklarla ısıtıcı yüzeyi kontrol edilmelidir.
Alın Kaynağı alın kaynak problemleri ve muhtemel nedenleri
Fazla dudak genişliği Aşırı ısıtma; fazla birleştirme kuvveti
Dudak orta kısmında oluşan
boşluk yüksekliği çok fazla
Fazla birleştirme kuvveti; Yetersiz ısıtma; Isıtma
esnasında basınç
Dudak üst kısmı düz Fazla birleştirme kuvveti; Aşırı ısıtma
Boru etrafında üniform olmayan
dudak
Hatalı yerleştirme (merkezleme); Arızalı ısıtma aparatı;
Yalnış ekipman; Yetersiz tıraşlama
Dudaklar çok küçük Yetersiz ısıtma; Yetersiz birleştirme kuvveti
Dudaklar boru dış yüzeyi üzerine
dönmemiş (overlap)
Dudak orta kısmında oluşan boşluk az: Yetersiz ısıtma
ve yetersiz birleştirme basıncı
Dudak orta kısmında oluşan boşluk çok: Yetersiz ısıtma
ve fazla birleştirme kuvveti
Dudaklar çok büyük Fazla ısıtma süresi
Dudak dış kenarı kare şeklinde Isıtma esnasında basınç uygulanmış
Pürüzlü dudak yüzeyi Alın kaynak bölgesine alın kaynak esnasında
hidrokarbon bulaşmış
EK3- Alın Kaynağı alın kaynak kalitesinin kontrol edilmesi
i) Örnek bir birleştirme hazırlanır
ii) Görsel olarak birleştirme bölgesi incelenerek aşağıda verilen kabul edilen birleştirme
resimleriyle kıyaslanır.
iii) Örnek birleştirmenin tamamen soğumasına izin verilir.
iv) Örnek üzerinden 8 adet parça kesilir
v) Kesilen parçanın birleştirme bölgesi görsel olarak aşağıda verilen kabul edilen birleştirme
resimleriyle karşılaştırılır. Herhangi bir boşluk, hatalı yanaşma, kaynamamış bölge
olmamalı.
vi) Numune parça uç kısımları birbirine değecek şekilde bükülür.
Resim var
vii) Alın kaynak bölgesinde deformasyon gözlenlenmemeli. Sonuç, kabul edilmeyen (aşağıdaki
şekillerde gösterilen) bağlantı resimleriyle kıyaslanır. Eğer bir sorun varsa yeni numune
hazırlanarak aynı işlemler tekrar edilir.
Diğer bir kaynak metodu olan elektrofüzyon kaynak methoduna buradan bakabilirsiniz.