Témata
Reklama

Moderní technologie a řízení jakosti svařování plastů

Plasty a jejich aplikace zasahují v současné době význačně do našeho života a tvoří jeho nedílnou součást. Vzrůst jejich výroby a spotřeby velmi podstatně převyšuje podobné ukazatele u materiálů klasických (kovových i nekovových).

V oblasti stavebnictví i průmyslové výroby tvoří velkou skupinu výrobky svařované z plastových polotovarů, z trubek, desek, profilů a fólií. Svařování potrubí z plastů probíhá v různých prostředích, např. v bytové zástavbě, průmyslových objektech nebo i jen ve výkopech. Montáže konstrukcí z plastů se provádí v terénu i v provozních halách, izolace z plastů na střechách, tunelech atd. Odhlédneme-li od celé řady aplikací průmyslových metod svařování plastů, např. vysokofrekvenčního, impulzního, ultrazvukem, třením, které jsou prováděny na jednoúčelových svařovacích strojích hlavně ve velkosériové výrobě, kde již bývají zavedeny systémy řízení jakosti, zůstává otevřené svařování tlakových a namáhaných konstrukcí, v níž se požadavky na řízení jakosti v současné době stávají aktuální.
Reklama
Reklama
Reklama

Svařované materiály a požadavky na stroje

Při svařování plastových potrubí, konstrukcí a izolačních pásů (fólií) mají bezprostřední vliv na kvalitu spoje technické možnosti svařovaného materiálu, montážní podmínky a namáhání spojů po svaření. Svářeči by měli především znát rizika nesprávné aplikace plastových výrobků, proto je nutné je školit v kurzech svařování plastů. Svářečské práce na plastových polotovarech lze v řadě případů vést a kontrolovat s použitím nezávislého záznamového zařízení nebo pomocí paměti vlastního stroje s následným tiskem protokolu o provedeném svaru.
Svařování metodou na tupo horkým tělesem se provádí nejčastěji na deskách a trubkách. U desek je nejpoužívanějším materiálem polypropylen (označený podle typu např. PP-H, PP-R), u trubek je to obvykle polyetylen (označený podle typu např. PE-HD, PE 100). Svařovaná plynovodní nebo vodovodní potrubí z polyetylenu musí vyhovět požadavkům určitého vnitřního přetlaku při zachování dostatečné bezpečnosti. Proto se kladou i vysoké požadavky na kvalitu svářečských prací, která může být mimo jiné doložena protokolem ze záznamového zařízení. Jedním z nich je tuzemské zařízení BOBR, které je možno připojit k jakémukoliv svařovacímu stroji pro svařování trubek metodou na tupo s hydraulickým ovládáním svařovacího tlaku. Ovládání záznamové jednotky je jednoduché a přehledné. Obsluha zařízení vybírá v menu pomocí čtyř kláves, které umožňují volbou svařovaného materiálu nastavení parametrů svařování, včetně testu základních funkcí přístroje, jeho konfigurace (např. nastavení jazykové mutace), tisk protokolu buď ihned po ukončení svaru nebo po provedení několika svarů. Dále umožňuje přenos dat do PC pro archivaci a tisk rozšířeného protokolu doplněného o další informace k zakázce.

Spojení elektrotvarovkami

Další metodou svařování plastů je spojování trubek elektrotvarovkou. Svařovací zařízení také umožňuje záznam parametrů a podmínek svařování. Elektrotvarovka je v hrdlech vybavena topnou odporovou šroubovicí, která je označovaná jako přímo vytápěné ztracené topné těleso. Nejčastěji se takto svařují trubky z polyetylenu (PE 100) a polypropylenu (PP-R), z nových materiálů jsou k dispozici tvarovky z polybutenu (PB). Svářečky pro tuto metodu dodávají výrobci v různých konfiguracích s možností vedení svářeče programem nabízejícím menu na displeji stroje, načtení parametrů svařování z čárového kódu tvarovky, korekci parametrů podle podmínek okolí, uložení proměnných v paměti a jejich tisk. Svářečky mají také kontrolní program zpětné vazby, který dokáže vyhodnotit chybu při svařovacím procesu, nedokáže však odhalit chyby svářeče při přípravě ploch.
Uvedené příklady metod svařování plastů díky určitému stupni automatizace a kontroly svařovacího procesu omezují vliv lidského faktoru. U ostatních metod svařování plastů, jako polyfúzní svařování vnitřních vodovodů z polypropylenu, svařování přídavným materiálem a horkým plynem nebo svařování nádrží a konstrukcí z polypropylenu a polyetylenu přídavným materiálem extruderem, nejsou vzhledem k charakteru svařování a vysokému podílu ruční práce svářeče zaváděny automatické záznamy dat. Protože se kromě výše uvedených materiálů dnes prosazují i materiály s vysokou chemickou a teplotní odolností, tj. fluorované plasty (PVDF, E-CTFE), které vyžadují přesné nastavení svařovacích parametrů a dodržení podmínek, musí být o to vyšší podíl systémů řízení jakosti celého procesu svařování plastů.

Nové evropské systémy jakosti

Pro zajišťování jakosti při výrobě a uvádění zařízení do provozu jsou v současné době v Evropě i ČR zaváděny modely podle norem řady ČSN ISO 9000, 9001, 9002. V nich je uvedeno, že svařování je výjimečný proces, u nějž musí být prováděna kontrola před, v průběhu a po svařování. Řízení jakosti podle přijatých mezinárodních norem je tedy nedílnou součástí moderních systémů svařování plastů.
Pro tavné svařování kovů a obecně i pro svařování plastů jsou uplatňovány normy ČSN EN 729-1, 729-2, 729-3, 729-4, které jsou podle typu svařovaného výrobku a jakostních požadavků rozděleny na tři části - základní, standardní a vyšší požadavky na jakost. S těmito požadavky souvisí kvalifikace svářečského personálu. V tomto roce dojde v Evropském výboru pro normování CEN ke schválení základní normy pro svařování termoplastů označené prEN 13 067 - Kvalifikace personálu pro svařování plastů - Uznávací zkouška svářečů. Svářeč podle této normy získá odbornou způsobilost s Evropským certifikátem (EPW - European Plastic Welder) uznaným v členských zemích EWF (Evropské svářečské federace), která zahrnuje většinu zemí Evropy včetně zemí tzv. východního bloku.
Akreditaci od EWF a EOTC (Evropská organizace pro testování a certifikaci) má v ČR jen jediný subjekt, jak je obvyklé v každé evropské zemi, kterým je autorizovaný národní orgán - Česká svářečská společnost ANB (CWS ANB). Tato společnost zajišťuje harmonizaci vzdělávání a zkoušek svářečského personálu v souladu s evropskými předpisy a dokumenty, vydávání osvědčení a evropské certifikáty pro svářeče uznávané také IIW (International Institut of Welding) v členských státech po celém světě.
Pro zajištění svářečského dozoru v souladu se systémy jakosti provádí CWS ANB výuku a zkoušky vyššího svářečského personálu na evropské úrovni, v kategoriích evropský svářečský technik (EWE-European Welding Engineer), technolog (EWT), specialista (EWS), praktik (EWP) a inspektor (EWIP).
Pro vyšší svářečský personál (svářečský dozor) v oblasti svařování plastů je v ČR akreditována organizace UNO Praha, spol. s r. o., člen CWS ANB, která uděluje po složení příslušných zkoušek certifikát Technolog svařování plastů a Specialista svařování plastů.

Specifikace postupu svařování

Výše uvedené kvalifikace zapadají do systémů jakosti a jsou předpokladem dalších kroků vedoucích k dodržování technologické kázně a kvality výrobků. Jak už bylo uvedeno, existují při svařování plastů svářečky a záznamová zařízení umožňující nezávisle na svářeči sledování podmínek a parametrů. Na druhé straně jsou využívány metody svařování plastů, kde svářeč může samovolně měnit parametry bez možnosti jejich pozdějšího prokázání. Proto se zavádí stejně jako v oblasti svařování kovů i u svařování plastů tzv. specifikace postupu svařování - WPS (Welding Procedure Specification). Je to průkazný dokument, ve kterém jsou uvedeny jednotlivé proměnné parametrů a podmínek procesu svařování k zajištění opakovatelnosti. WPS tedy obsahuje údaje o materiálech, svařovacím stroji, kvalifikaci svářeče, svářečském dozoru, parametrech svařování daného typu materiálu, včetně průměru potrubí či tloušťky desky nebo fólie. Jednotlivým WPS předchází WPAR (Welding Procedure Approval Record), protokoly schválení postupů svařování, které vystavuje nezávislá autorizovaná zkušební organizace podle předběžných pWPS. Tato nezávislá odborná komise vystaví WPAR, kterým se potvrdí podle zkoušek svarů správnost použitých parametrů svařování a zajištěných podmínek. Na základě WPAR vystavuje technolog nebo specialista svařování plastů jednotlivé WPS, které má k dispozici svářeč, svářečský dozor, inspekční personál, případně dozor zákazníka.
Dnes již celá řada investorů v oblasti svařování plastů požaduje doložení WPS před zahájením svářečských prací, aby si ověřila jejich připravenost a konkrétní úroveň systému řízení jakosti, na nějž všechny uvedené podklady a personální zajištění včetně svářečského dozoru musí navazovat. Při integraci ČR do Evropské unie se naše firmy neobejdou bez vyškoleného svářečského personálu a svářečského dozoru jako jednoho z článků systému řízení jakosti. Školení a certifikaci pracovníků i svářečské práce provádí UNO Praha, s. r. o.
Reklama
Vydání #6
Kód článku: 20601
Datum: 12. 06. 2002
Rubrika: Trendy / Plasty
Autor:
Firmy
Související články
Jedině CO2 laser pro opracování plastů? Dnes už ne

Implementace a nahrazování mechanických střihadel funkčními celky s CO2 lasery je již dlouhou dobu etablovaný proces pro odstraňování vtokových soustav. Ale co když chceme výrobek z plastu kompletně opracovat? Zjednodušit tvar formy a snížit tak náklady ve výrobě? Musíme kupovat drahé 3D CO2 laserové celky? Není možné laserovou technologii integrovat do technologie stávající?

Plazmová povrchová úprava nanovlákených polymerních struktur

Technologie plazmových povrchových úprav spočívá v navázání funkčních skupin na povrch řetězce polymeru v plazmovém výboji. Jedná se převážně o hydroxylové skupiny. Nepolární charakter povrchu materiálu se tímto mění na polární, tedy hydrofobní povrch se stává hydrofilním či naopak. Tato technologie nachází stále širší uplatnění v různých průmyslových, ale i medicínských aplikacích.

Problematika dějů při svařování plastů vybranými technologiemi

V současnosti průmyslově využívané technologie svařování plastů mohou do výrobního procesu vnést neočekávané problémy. Cílem článku je seznámit čtenáře s možnými úskalími, která mohou nastat při svařování některých typů plastů vybranými technologiemi.

Související články
Výrobní laserové technologie

Výrobní laserové technologie lze dělit mnoha způsoby-, podle použitého výkonu, délky pulzu nebo interakce s materiálem. Nejjednodušší způsob rozdělení laserových technologií je do tří skupin: dělení a odebírání materiálu, spojování materiálu a úprava povrchu materiálu. Vzhledem k rozmanitosti využití laseru není toto dělení zcela jednoznačné a existuje několik dalších technologií, které se nacházejí mezi těmito kategoriemi.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Laserová i optická řešení a mnohem více

Pravidelné podzimní dny otevřených dveří uspořádala pro své současné i potenciální zákazníky koncem září společnost Lascam systems. Po tři dny mohli zájemci o laserové technologie navštěvovat showroom dceřiné společnosti Elya Solutions v Horních Počernicích, kde bylo v provozu více než sedm různých aplikací dceřiných i zastupujících společností. Jednotlivá stanoviště prezentovala široké portfolio aplikací a služeb, jež integrátorská společnost Lascam nabízí.

Žíhání termoplastů

Moderní nauka o plastech v mnoha směrech vychází z nauky o kovech. Příkladem je žíhání, jeden ze způsobů tepelného zpracování. Společným účelem žíhání kovů i plastů je pomocí řízených teplotních změn dosáhnout rovnovážných stavů struktury a tím i cíleně ovlivňovat vlastnosti.

Makroplasty versus mikroplasty

Plasty se staly nenahraditelným materiálem sloužícím téměř všem oblastem lidské činnosti. V poslední době se pozornost odborníků i veřejnosti soustřeďuje na zcela nový ekologický fenomén, zvaný mikroplasty. Ve smyslu ekologické terminologie je pak možné výrobky z plastů označovat jako makroplasty.

Plasty a kompozity v inovaci strojírenských výrobků

Plasty a kompozity s polymerní matricí přinesly revoluci v materiálových přístupech ke konstrukci strojírenských výrobků a zařízení. Nepřetržitě probíhající materiálové inovace v oblasti plastů a kompozitů spoluvytvářejí inovativní řešení ve strojírenství. Reagují na potřeby strojírenského průmyslu a stávají se kontinuálním procesem s jasnou perspektivou do budoucna.

Optimalizace plastových výlisků s obsahem přírodních vláken

V průmyslové výrobě, především v automobilovém průmyslu, se začíná prosazovat trend nasměrovaný k využívání obnovitelných materiálů, ke kterým mj. patří přírodní vlákna. Vývojáři nových výrobků se setkávají s požadavky na aplikační využití plastových materiálů vyztužených přírodními vlákny, jako jsou sisal, konopí, len atd.

Horké trysky jako nový standard

Studené plnicí kanály doprovázejí odvětví vstřikování plastů od prvopočátku. I dnes často vypadá tento způsob plnění dutiny jako ten nejjednodušší a nejelegantnější. Proč má tedy smysl zabývat se aplikací horkých trysek i do malých sérií a malých forem? Srovnejme oba způsoby plnění a porovnejme ekonomické přínosy.

Inteligentní řešení pro vstřikování plastů

Automatizace, výrobní technologie, optimalizace procesů a služby jsou nedílnou součástí filozofie rakouské společnosti Engel. Ta svá systémová řešení v oblasti zpracování plastů představila v říjnu pod mottem „více než stroj“ na veletrhu Fakuma 2015 v německém Friedrichshafenu.

Plasty pomáhají modernizovat strojírenství

S pokračujícím vývojem nových materiálů se mění i materiálová skladba strojírenských výrobků a zařízení. V současné době si již nelze rozvoj téměř všech strojírenských odvětví bez použití plastových materiálů představit. Vývoj pak ukazuje, že plasty budou hrát ve strojírenství stále významnější úlohu.

Laserové řešení pro plastikářský průmysl

Konvenční technologie opracování plastů již v mnoha případech nevyhovuje požadavkům koncových uživatelů. Moderní lasery posouvají kvalitu výroby plastů na zcela novou úroveň. Lastic představuje implementaci nejmodernějších laserových technologií a ergonomického ovládání do jediného produktu, jenž je navržen tak, aby jeho aplikace do stávajících výrobních linek byla zcela bezproblémová.

Absorbér energie, izolace nebo kreativní materiál?

Vypadá jako polystyren, ale není to polystyren. Rozdíl poznáte nejpozději ve chvíli, kdy jej vezmete do ruky. Řeč je o expandovaném polypropylenu, materiálu, který pod obchodním názvem Arpro vyrábí globálně působící japonská společnost JSP. Vnitřní struktura dílů z něj vyrobených na první pohled připomíná díly z pěnového polystyrenu, ale jejich vlastnosti jsou zcela rozdílné.

Reklama
Předplatné MM

Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členem naší velké strojařské rodiny? Změňte to a staňte se naším stálým čtenářem. 

Proč jsme nejlepší?

  • Autoři článků jsou špičkoví praktici a akademici 
  • Vysoký podíl redakčního obsahu
  • Úzká provázanost printového a on-line obsahu ve špičkové platformě

a mnoho dalších benefitů.

... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou

      Předplatit