Çevre sıcaklığı ve kaynak ön tav ısıl işleminin polietilen doğalgaz borularının elektrofüzyon kaynağına etkisi

Abstract

Doğal gaz ve su dağıtım hatlarında kullanılan polietilen boruların elektrofüzyon kaynağıyla birleştirmeleri, standartlarda -5 ºC ile +30 ºC sıcaklık aralığında yapılması önerilmektedir. Bu çalışmada çevre sıcaklığının birleştirme özellikleri üzerindeki etkisi araştırılmıştır. Bu amaçla yüksek yoğunluklu (PE100) ve orta yoğunluklu (PE80) borular elektrofüzyon kaynak yöntemi ile farklı çevre sıcaklıklarında (oda sıcaklığı, 0, -10, -20 ve -30 ºC) ve ön tav işlemi (60 ve 80 ºC) uygulanarak birleştirilmiştir. Birleştirmelere standartlarına göre sızdırmazlık ve ezme testi yanısıra bağlantının dayanımını belirlemek için tekli ve çiftli soyma-ayırma testi uygulanmıştır. Böylece birleştirmelerin ayrılma tokluğu, K, ve ayrılmak için normal enerji, EN, hesaplanmıştır. İlaveten kaynak numunelerimizin ani yüklere karşı dayanımını ölçmek için izod darbe dayanım testi gerçekleştirilmiştir. Sonuç olarak artan çevre sıcaklığına bağlı olarak kaynak bölgesindeki daha fazla oluşan kristal yapı miktarının dayanımı arttırdığı ancak şekillendirilebilirliği azalttığı tespit edilmiştir. Ön tav ısıl işlemi düşük çevre sıcaklıklarında elde edilen birleştirmelerin özelliklerine olumlu katkıda bulunurken, yüksek çevre sıcaklıklarında elde edilen bağlantının dayanımını olumsuz etkilediği belirlenmiştir.

The standard used in electrofusion welding of polyethylene natural gas and water transportation network pipes, recommends that welds need to be carried out at the temperature range between -5 ºC and +30 ºC. In this study, an effect of the environment temperature on the properties of weldment is investigated. For this purpose, high density (PE100) and medium density (PE80) pipes were joined with electrofusion welding method at the various environment temperatures (room temperature, 0, -10, -20 and -30 ºC) and by using preheat temperatures (60 and 80 ºC). According to standard, leaking and crush decohesion test have been carried out and the peel decohesion and double peel decohesion tests have been also applied for determining the strength of weldment. Thus, decohesion toughness, K, and nominal energy, EN, for the decohesion of weldment was calculated. Impact resistance of weldments were also investigated by Izod impact test. Conclusively, the strength of the weldment increased while the ductility was decreased by increasing amount of crystalline in weld region associated with increasing environment temperature. It was determined that the preheat treatment process affected positively the features of weldment which was joined at low environment temperature however the strength of weldments joined at room temperature was affected negatively.