Ha letöltené hírlevelünket, kérjük kattintson ide!

„FEDETT” vs. „NYITOTT” FŰTŐSZÁL-KIALAKÍTÁS AZ ELEKTROFITTING KARMANTYÚKBAN

Az EUROFLOW Zrt 1995-ös alapítása óta, azaz immár 26 éve foglalkozik az elektrofúziós csőkötés-technológia teljes vertikumával, ezen belül természetesen az elektrofitting karmantyúk forgalmazásával a gáz- és vízszolgáltatók, kivitelezők számára, és már több mint 20 éve képviseljük Magyarországon az izraeli PLASSON(R) céget, kizárólagos formában. A polietilén csövek oldhatatlan csőkötésének legbiztonságosabb

formája az elektrofúziós (elektrofitting, továbbiakban: EF) kötés. Ezt az elmúlt 26 év tapasztalata mondatja velünk,  kihangsúlyozva, hogy a sikeres EF csőkötés egyik legfontosabb alapfeltétele a gyártói szereléstechnológia pontos betartása.

Az EF karmantyúk világvezető gyártói, a karmantyúk belső kialakításának tekintetében EGYMÁSTÓL ELTÉRŐ konstrukciókat alkalmaznak:

Természetesen konkrét márkanevek említése nélkül, az egyik gyártói irányvonal a „FEDETT” fűtőszál, melynek lényege a fűtőszálak TELJES BEÁGYAZÁSA az EF karmantyú belső felületébe.

Előnye a mechanikai hatásokkal szembeni teljes érzéketlenség (a fitting belülről szinte sérthetetlen), ugyanakkor, éppen a mélyen beágyazott fűtőszálak miatt a karmantyú és a PE cső közötti hőátadás sokszor kontrolálatlan, egyenetlen, pontatlan, mely (különösen laza illesztéskor és/vagy hántolási hiányosságok esetén) hegesztési hibákhoz, a szállított közeg szivárgásához vezet(het).

Értelemszerűen a másik gyártói irányvonal a „NYITOTT” fűtőszál, melynek lényege az előzővel szemben az, hogy a fűtőszálak teljesen SZABADON ÁLLNAK, biztosítva ezzel az intenzív hőátadást, ugyanakkor az EF karmantyút belülről kifejezetten sérülékennyé teszi ez az elrendezés.

Mechanikus hatásra, a fűtőszál megszakadásakor ugyanis a karmantyú zárlatos lesz, az EF hegesztési ciklus azonnal leáll.

„AZAZ MINDKÉT FENTI KONSTRUKCIÓ (KÓDOLT FORMÁBAN) MAGÁBAN REJTI A MEGHIBÁSODÁS LEHETŐSÉGÉT!”

Átfogó piaci ismereteink szerint jelenleg a PLASSON(R) az egyetlen gyártó, mely megtalálta a műszaki optimumot a fenti két szélsőséges helyzet között.
Ez a világviszonylatban egyedülálló, több nemzetközi szabadalmi oltalommal is védett „FÉLIG FEDETT” fűtőszál-konstrukció, melynek gyártástechnológiája a megoldás kulcsa: az EF karmantyú fröccsöntésekor, a fém magra már eleve egy néhány tized milliméter vastagságú PE bevonattal ellátott fűtőszálat tekercselnek és csak ezután fröccsöntik a magra a karmantyú testét.
Ezért a PLASSON(R) EF karmantyúk esetében a PE cső és a karmantyú közötti hőátadás optimális módon 100%-os, a fűtőszál  sérthetetlensége viszont éppen olyan mértékű, mintha a fűtőszál mélyen be lenne ágyazva az idom testébe.

A PLASSON(R) karmantyúk ezen egyedülálló képességének tudományos szintű igazolását a MÉSZÁROS és TÁRSAI Mérnöki Tanácsadó KKT végezte el, hangsúlyozottan nem EUROFLOW-, hanem független szolgáltatói megrendelésre. A gyártói előírások szigorú betartása után elvégzett 3 db EF hegesztés, majd hosszmetszet készítése után születtek az alábbi eredmények („1” – „2” jelöléssel a konkurens, teljesen nyitott és teljesen fedett fűtőszálas EF konstrukciók, „3”: PLASSON(R) )

1

2

3

A hegesztési zónák („szivar alak”) hossz- és keresztirányú méretei, a fűtőszálak szóródási képei és rendezettsége alapján a vizsgálatot elvégző független szervezet végső megállapítása:

„Mindent egybevetve, a műszaki szempontok a 3. jelű kötőelemnél előnyösebb tulajdonságokat állapítottak meg. Ezért a tárgyi összehasonlításban, ezt a kötőelemet javasoljuk rendszerbe állítani.”

Izraeli beszállítónk, a PLASSON(R) még a MÉSZÁROS és TÁRSAI Mérnöki Tanácsadó KKT-nél is mélyrehatóbb elemzést végezett e témakörben, ezek eredményeit is szívesen megosztjuk olvasóinkkal.
Ezek a vizsgálatok azért is kiemelkedően fontosak, mivel e kérdéskör egyformán érinti a vizes és gázos

felhasználóinkat is.
Csak érdekességképpen írjuk le, hogy mindkét iparág (víz-gáz) ugyanazt az elektrofitting karmantyút használja fel, azzal a megkötéssel, hogy amíg a „vizeseknél” a megengedett üzemi nyomás maximuma PN16 bar, addig a „gázosoknál” MOP 10bar.

ÉS KÖVETKEZZEN MOST A PLASSON(R) VIZSGÁLATAINAK RÖVID ÖSSZEFOGLALÓJA, TERMÉSZETESEN GYÁRTÓI HOZZÁJÁRULÁSAL

Teljesen pártatlan, független és szakszerű vizsgálati körülmények mellett történt az elektrofitting-hegesztések összehasonlítása a fűtőszál beágyazottságának tekintetében.

A fűtőszál mélységi pozíciójának kiemelten fontos szerepére úgy tudunk a legjobban rávilágítani, ha röviden áttekintjük magát az elektrofúziós hegesztési folyamatot, annak legfontosabb részeit kiemelve.

Az elektrofúziós hegesztési folyamat egy olyan tokos idomot használ, mely a legtöbb esetben egyetlen elektromos ellenállás fűtő huzalt (ellenállás tekercset) tartalmaz.

A hegeszteni kívánt, előkészített csővégeket kell behelyezni ezekbe a tokokba (azaz az idom két végébe), majd (szükség esetén, a befeszülés elkerülése érdekében) rögzíteni kell azokat.

Elektromos áram halad át ezután a tekercsen, előre meghatározott ideig és erősségben.

A környező polimer felmelegítése az idom megolvadását eredményezi, valamint annak térfogatában történő megnövekedését is, ezután a rés az idom és a hegesztendő cső között záródik és hőátadás történik a csőfal irányába is.

A fitting végein, valamint közepén levő hideg zónák megtartják az ömledéket a két, előre megtervezett helyzetben, lehetővé téve ezzel egy nagyfokú ömledéknyomás kialakulását.

Ezáltal az a hőmennyiség, mely keresztülhatol a fitting- és a csőfalon is, okozza a teljes kötés még nagyobb rugalmasságát és erősségét.

A fentiek megtörténte miatt egy homogén és molekuláris szintű kötés alakul ki a hűlési ciklus folyamán, melynek így létrejött együttes falvastagsága jóval erősebb, mint az eredeti csőfal-, vagy idomvastagság.

A kötés végső integritása annak a függvénye, hogy a cső és az idom falai együtt maradnak, ezáltal kitöltik azt az üreget, mely keletkezne a megszilárduló polietilén hűlése/zsugorodása során.

Az elektrofitting idomok geometriája:

A PLASSON(R) termékek úgy lettek kialakítva,
hogy a fittingek külső kontúrja lehetővé tegye a fitting rugalmasságát a hegesztési zóna nagy részében.

Mivel ez a terület nem teherviselő terület a termék életciklusa során, ezért a falvastagság vékonyabb lehet, mint a teherviselő részek esetében, és mivel ez vékonyabb, ezért ez gyorsabban kilágyul a hegesztési ciklus folyamán.

Továbbá, a nagy átmérőjű PLASSON(R) idomok esetében egy szalag van az idom kerülete mentén, a vékonyabb területen, mely megelőzi az idom külső átmérő növekedését (sugárirányban, kifelé) a hegesztési folyamat során, így az idom minden térfogatnövekedése a hőátadás miatt befelé történik, mely felgyorsítja a rés bezáródását az idom és a cső között.

Ellenállás (fűtő) tekercs:

  • Minden PLASSON(R) idom félig fedett -beágyazottellenállás tekerccsel rendelkezik, mely számos előnyt biztosít, ha a nyitott fűtőszállal hasonlítjuk össze.
  • Szigorú kontroll a fűtőszál elhelyezkedése felett, azaz a távolság pontos felügyelete a fűtőszálak  között, valamint a fűtőszál és a csőfelület között, ezek a hegesztési
    folyamat legfontosabb tényezői.
  • Megelőzi a károsodást összeszerelés közben. Ha a betolt csőnek éles sarkai vannak és az nincs teljesen egy vonalban az idommal, az megsértheti és károsíthatja a fedetlen fűtőszálat.
  • Mivel a tekercs polietilénnel van bevonva, ezért az el van választva a külső környezettől, így nem érintkezik oxigénnel melegítés közben, ezért a PE erózió és/vagy kigyulladás nem lehetséges.
  • Továbbá, mivel a teljes fűtőszál polietilénnel van bevonva, azonnal átadja a hőt az idomnak, előállítva
    ezáltal nagy mennyiségű olvadt polietilént, mely szintén segít abban, hogy jól és gyorsan bezáródjon a rés a cső és az EF idom között.
  • Megjegyzés: ha a fűtőszál nyitott, akkor ennek a felületének nagy része nyitott a levegő irányába a melegítési (hegesztési) folyamat során, ezáltal csökkenti a hőátadás
    hatékonyságát az ellenál láshuzalról a PE cső felé (a levegő a lehető legrosszabb hőátadó közeg)

Nyitott fűtőszál a félig fedettel szemben. Hőmérséklet gradiens analízise az EF idomon és a tekercsen belül:

  • A következő analízis azért született, hogy összehasonlítsa a hőtani viselkedést az ellenállás tekercs és a környező terület (PE/levegő) között, ha félig fedett fűtőszálas PLASSON(R) idomról van szó, azzal szemben, ha a fűtőszál részben-, vagy teljesen nyitott.

Az 1. ábra mutatja a félig fedett fűtőszál kialakítását, a 2. ábra pedig a nyitott fűtőszálat.

Az analízishez a következő állandókat / paramétereket használtuk:

  • 1 mm átmérőjű fűtőszál mindkét esetben
  • idő a hegesztés kezdetétől (120 másodperc)
  • belső rés az idom és a cső között ‒ 3 mm
  • félig fedett fűtőszál ‒ 0,7 mm takarásban
  • nyitott fűtőszál ‒ a kerület 50%-a érintkezésben
    van a levegővel

Amint azt már korábban említettük ebben az elemzésben, a fűtőszálak hőmérséklete és a környező polietilén hőmérséklete is (a fűtőszál közvetlen környezetében), sokkal magasabb értéket ért el, ha a fűtőszál nyitott volt, összehasonlítva a félig fedett fűtőszállal, ha a hőképzés ugyanolyan energia energiabevitel mellett történt.

Látható módon a vizsgálat azt mutatja, hogy a nyitott fűtőszál esetén, ha az nagy feszültséget kap, továbbá, ha nagy a rés is az idom és a cső között, akkor annak valós veszélye van, hogy a PE anyag erodál és kigyullad a magasabb elért hőmérséklet miatt.

A kritikus területek hőmérsékleteinek számszerű összehasonlítása 120 másodperces hegesztés után az alábbi táblázatban látható.

ÖSSZEGZÉSKÉPPEN

tehát megállapítható, hogy az elektrofúziós idomok esetén alkalmazott „félig fedett” fűtőszál-konstrukció ugyanazt a biztonságos és kiválóan kontrollálható hegesztést jóval alacsonyabb energiabevitel mellett képes biztosítani.

MLP Mannesmann Line Pipe H2READY GYÁRI BEVONATOS ACÉLCSŐ HIDROGÉN BEKEVERÉSHEZ

MIÉRT KELL HIDROGÉNT
BEKEVERNI A FÖLDGÁZBA?

Azért, hogy „zöld” energiát nyerjünk ezáltal, ugyanis a hidrogén elégetésekor víz keletkezik!

Az MLP felkészült korunk és a gázipar legújabb kihívására: a hidrogén bekeverésére a földgáz közegbe!

  • Ennek érdekében a gázipar szereplői, a cső-, idom-, fittingés szerelvénygyártók gőzerővel vizsgálják ezt az „új” közeget.
  • Ennek a folyamatnak élharcosa a Mannesmann Line Pipe H2READY csövének megalkotásával.

NÉHÁNY ÉRDEKES INFORMÁCIÓ
A H2READY CSŐRŐL:

  • Németországban már jelenleg is sok száz kilométernyi H2READY cső üzemel problémamentesen
  • a H2READY csövek ezáltal részeivé
    válnak egy teljes „zöld” körfolyamatnak, mert:

1. az elektrolízissel előállított hidrogén közvetlenül is hasznosítható, mint speciális motorok hajtóanyaga, emellett
2. földgázba keverve a teljes energiaellátás ökológiai lábnyomát is csökkenteni képes!

MINDEHHEZ AZONBAN MAGÁT A HIDROGÉNT (vagy legalább a hidrogéntartalmú földgázt) SZÁLLÍTANI KELL

► EHHEZ SZÜKSÉGESEK AZ MLP H2READY CSÖVEI

HOGYAN VISELKEDIK A HIDROGÉN ‒ SZÉNACÉL KÖLCSÖNHATÁS?

Alapvetően maga a hidrogén:

  • áthatol minden belső CSŐBEVONATON (javasolt bevonat: FLOW COAT©)
  • de NEM HATOL BE a SÉRTETLEN ACÉL felületbe

Mit tehet a gázszolgáltató a hálózatában üzemelő „régi” csövekkel, ha megjelenik ez az „új közeg”?

  • ELVILEG (ha sértetlenek a régi csövek) használhatók a hidrogén földgáz keverékre is, továbbra is
  • GYAKORLATILAG (a csövek felszínén megjelenő hibák nagy valószínűsége miatt) a régi csövek nagy részét ki kell cserélni H2READY csőre
  • és ezen a helyzeten a falvastagság és/vagy az acél anyagminőség növelése sem segít, ha a cső „hagyományos” kivitelű

A probléma a „sérült” acélfelületekkel van:

  • aktivált, fémtiszta REPEDÉSEKBE viszont azonnal behatol és súlyos korróziós folyamatokat indít el (már 0,15-0,30 PPM-től)
  • az ilyen repedések terjedési sebessége, kifáradása is jelentősen felgyorsul ezáltal

E speciális szakterületen alkalmazandó szabványok és műszaki ajánlások:

  • DVGW G 491 / Appendix O
  • DVGW G 409 / M
  • DVGW G 260 / E
  • ISO 14687:2011
  • EN 17124:2019-01
  • DVGW G 463 / A
  • IGC Doc 121/14
  • ASME B31.12-2018

HOGYAN TUD EZEN FELADATOKNAK MEGFELELNI A H2READY CSŐ?

H2READY cső anyagának különlegességei:

  • kevesebb C / P / S tartalom
  • kevesebb felületi hiba
  • X70 (L485) anyagminőség, ebből kisebb falvastagság is elég
  • DIN EN 10301 / ISO 15741 szabvány szerint

H2READY cső felhasználása:

  • vezeték formájában
  • tározó formájában is!

Azért jobb a csövekből épített tározó, mint a természetes üregek használata, mert a természetes üregekben H2S (kénhidrogén) is képződik, ami viszont nagyságrendekkel agresszívabb, mint a H2 (molekuláris hidrogén).

Köszöni figyelmét az

csapata!