융합 용접이란?
융합 용접은 결합 표면을 녹이고 함께 눌러 냉각 시 하나의 연속 재료로 통합되도록 플라스틱 파이프를 결합합니다. 재료를 추가하지 않고 기계적 구성요소도 없이 조인트를 제작하기 때문에 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌 압력관에 선호되는 방법입니다. 두 가지 변형이 지배적입니다.
엉덩이 융합.직경과 벽 두께가 동일한 두 개의 파이프 끝이 정사각형을 향하고 재료가 정의된 용융 상태에 도달할 때까지 핫 플레이트에 대해 가열된 다음 제어된 압력 하에서 함께 압착됩니다.
전기융합.내장된 가열 코일이 포함된 성형 피팅이 준비된 파이프 끝 부분 위로 미끄러져 들어가고 전류가 인터페이스를 녹는점까지 상승시키며 접합 매개변수는 전자적으로 제어됩니다.
두 방법 모두 폴리머가 부드러워지는 온도와 분해가 시작되는 온도 사이의 넓고 잘 정의된 범위에 따라 달라집니다. 폴리에틸렌에는 그러한 창이 있으며 파이프 직경, 벽 두께 및 재료 등급에 따라 정의되는 매개변수를 사용하여 이를 위한 융합 공정이 표준화되어 있습니다.
PVC가 다른 이유
PVC 또는 폴리염화비닐은 열가소성이므로 원칙적으로 연화되고 개질될 수 있습니다. 실제로 비가소화 PVC는 가공 범위가 매우 좁습니다. 염화수소를 방출하기 시작하고 충분히 유동성이 되는 범위보다 약간 높은 온도에서만 분해되므로 맞대기 융합 또는 전기 융합 사이클에 필요한 시간 동안 용융되고 용접 가능한 재료 풀을 유지할 수 없습니다. 점도를 낮추기 위해 온도를 높이면 흐름이 개선되기는커녕 분해가 가속화되고, 접합부에서 분해된 물질은 부서지기 쉽고 파이프 본체보다 화학적 저항력이 약합니다.
두 번째 차이점은 유변학입니다. 가소화되지 않은 PVC는 반결정성 폴리올레핀에 비해 용융 점도가 높은 무정형 중합체이므로 건전한 융합 결합을 생성하는 중합체 사슬의 상호 확산이 느리고 전체 파이프 벽을 통과하기 어렵습니다. 세 번째는 PVC가 폴리에틸렌에 비해 열팽창 계수가 상대적으로 낮기 때문에 두 파이프 유형이 서로 다른 속도로 팽창하고 수축한다는 것입니다. 이것만으로도 혼합 재료 용접 시스템의 치수가 일정하지 않게 되기에 충분합니다.
실용적인 결론은 폴리올레핀 파이프에 대해 표준화된 맞대기 융합 및 전기 융합이 PVC 압력 파이프에는 적용되지 않는다는 것입니다. 융합 용접은 ASTM F2620 및 ISO 21307과 같은 표준에 따른 폴리에틸렌의 올바른 공정이고, PVC가 아닌 폴리프로필렌 및 폴리불화비닐리덴 시스템의 경우 자체적인 용어입니다.
PVC 파이프에 허용되는 접합 방법
| 방법 | 작동 원리 | 일반적인 사용 |
| 솔벤트 시멘트 접합 | 솔벤트 시멘트는 양면을 부드럽게 하고 솔벤트가 증발함에 따라 부품이 융합됩니다. | ASTM D2855에 따른 매설 및 지상 압력 및 배수 라인 |
| 개스킷 푸시핏 조인트 | 소켓의 고무 링은 마개를 밀봉하여 움직임을 허용합니다. | ASTM D3139에 따른 매설 상하수도 본관 |
| 플랜지 조인트 | 개스킷이 있는 플랜지가 함께 볼트로 고정됨 | 분해가 필요한 밸브, 펌프 및 장비에 대한 연결 |
| 기계 및 압축 피팅 | 커플링, 새들 및 압축 링이 파이프를 고정합니다. | 수리, 연결 및 다른 재료로의 전환 |
| 스레드 조인트 | 실런트 또는 테이프가 포함된 테이퍼 나사산 | 빈번한 단선이 예상되는 작은 직경의 라인 및 장비 연결 |
각 방법에는 고유한 준비 규칙이 있습니다. 솔벤트 시멘트 접합에는 깨끗하고 정사각형 절단, 가벼운 모따기, 파이프 직경에 맞는 올바른 시멘트 및 온도와 접합 크기에 따라 달라지는 압력 테스트 전에 정의된 경화 시간이 필요합니다. 개스킷 조인트에는 링이 올바르게 안착되어야 하며 열적 움직임을 고려하여 꼭지 삽입 깊이가 표시되어야 합니다. 플랜지형 및 나사형 조인트에는 제어된 볼트 토크와 호환 가능한 실런트가 필요합니다.
용접 플라스틱 파이프가 정답인 경우
완전히 용접되고 누출이 없는 플라스틱 시스템이 필요한 경우 재료 선택은 PVC가 아닌 용접 가능한 폴리머로 이동해야 합니다. 폴리에틸렌은 매설 물 및 가스 분배에 사용되고, 폴리프로필렌 랜덤 공중합체는 온수 및 산업용 배관에 사용되며, 폴리비닐리덴 플루오라이드는 고온에서 내화학성이 요구되는 곳에 사용됩니다. 고압 및 고온 라인의 경우 기존 아크 용접을 사용한 탄소강 파이프 또는 라이닝 강철 제품이 표준 엔지니어링 답변으로 남아 있으며 이러한 시스템은 자체 압력 배관 코드에 따라 관리됩니다.
PVC가 이미 설치되어 있고 연결부에서 누출이 발생한 경우 올바른 수리 방법은 연결부를 잘라내고 솔벤트 시멘트 또는 기계식 커플링으로 새 부분을 설치한 후 다시 테스트하고 손상된 부분에 열을 가하지 않는 것입니다. PVC 파이프에 열이 가해지면 국부적인 성능 저하가 발생하고 접합부가 다시 파손될 가능성이 높아집니다.
FAQ
Q: PVC 파이프를 융합 용접할 수 있습니까?
폴리올레핀 파이프에 대해 표준화된 맞대기 융합이나 전기 융합 공정이 아닙니다. PVC는 유동성이 되는 범위보다 약간 높은 온도에서만 분해되므로 안정적인 용융 풀을 건전한 결합을 형성할 만큼 오랫동안 유지할 수 없습니다.
Q: PVC 파이프를 연결하는 가장 좋은 방법은 무엇입니까?
ASTM D2855에 따른 솔벤트 시멘트 접합은 압력 및 배수 라인에 대한 가장 일반적인 방법이며, ASTM D3139에 따른 가스켓 푸시핏 접합은 매설된 본관에 사용되며 장비 연결에 사용되는 플랜지 접합에 사용됩니다.
Q: 융합 용접이 폴리에틸렌에는 적합하지만 PVC에는 적합하지 않은 이유는 무엇입니까?
폴리에틸렌은 연화와 분해 사이의 처리 범위가 넓고 용융 점도가 낮으므로 사슬 상호 확산이 안정적인 결합을 생성합니다. PVC는 창이 좁고 용융 점도가 높으며 과열 시 염화수소를 방출합니다.
Q: 전기융합 피팅을 PVC 파이프에 사용할 수 있나요?
아니요. 전기융합 피팅은 폴리에틸렌과 같은 용접 가능한 폴리올레핀 파이프용으로 설계되고 치수가 지정되었습니다. PVC에 적용하면 융합 조인트가 생성되지 않으며 허용되는 설치 관행이 아닙니다.
Q: 압력 테스트 전에 솔벤트 시멘트 조인트를 얼마나 오래 경화해야 합니까?
경화 시간은 파이프 직경, 사용된 시멘트 및 주변 온도에 따라 다르며 값은 접합 표준 및 시멘트 제조업체 데이터에 나와 있습니다. 조기 검사는 관절 실패의 가장 흔한 원인 중 하나입니다.
Q: 완전히 용접된 플라스틱 라인이 필요할 때 무엇을 사용해야 합니까?
폴리에틸렌, 폴리프로필렌 랜덤 코폴리머 또는 폴리비닐리덴 플루오라이드와 같은 용접 가능한 폴리머를 선택하고 해당 재료의 융합 표준을 따르십시오. 고압 및 온도 서비스의 경우 용접 탄소강 파이프가 표준 솔루션으로 남아 있습니다.
