อุปกรณ์สำหรับต่อท่อเอชดีพีอีแบบ butt fusion

       การต่อท่อ HDPE แบบเชื่อมชน( Butt Fusion) จะต่อโดยอาศัยความร้อนที่อุณหภูมิ 210 องศาเพื่อให้เนื้อท่อหลอมละลายติดกัน ซึ่งมีขนาดตั้งแต่ 110 มม. ถึง 1600 มม. ส่วนอุปกรณ์ที่ใช้ร่วมกับท่อเอชดีพีอี (HDPE) แบ่งได้เป็น 2 ลักษณะ คือ

1. ชุดข้าง ใช้สำหรับประสานท่อเอชดีพีอี(HDPE)กับอุปกรณ์ท่อ เช่น สามทางหน้าจาน ท่อลด ประตูน้ำ ฯลฯ ประกอบด้วย1. หน้าแปลนพีอี (Stub End) 1 ตัว

2. แหวนเหล็ก (Backing Ring) 1 ตัว

3. สกรู 1 ชุด

4. ประเก็นยาง 1 แผ่น

2. ครบชุด ใช้สำหรับประสานท่อเอชดีพีอี(HDPE) กับท่อเอชดีพีอี(HDPE)  กรณีที่ ท่อชั้นคุณภาพไม่เท่ากัน   ต่างโรงงาน   ซ่อมท่อ   ฯลฯ  ประกอบด้วย

1. หน้าแปลนพีอี (Stub End) 2 ตัว

2. แหวนเหล็ก (Backing Ring ) 2 ตัว

3. สกรู 1 ชุด

4. ประเก็นยาง 1 แผ่น

                              ภาพแสดงข้อต่อท่อพีอีแบบหน้าจาน

1. Stub End ทำมาจากท่อเอชดีพีอี(HDPE)หนาแล้วไปกลึงขึ้นรูป หรือหล่อให้ได้มิติตามมาตรฐาน ก่อนสั่งซื้อต้องระบุให้ชัดว่าเป็น PN อะไร ขึ้นอยู่กับท่อที่ใช้

2. Backing Ring  ทำมาจากเหล็ก Ductile Iron หรือเหล็กเหนียว แต่โดยทั่วไปโรงงานผลิตท่อมักจะใช้เป็นเหล็กเหนียว ดังนั้น ก่อนสั่งซื้อต้องระบุให้ชัดว่าเป็นเหล็ก Ductile Iron หรือเหล็กเหนียว

3.สลักเกลียวและแป้นเกลียว ทำมาจากเหล็ก Ductile Iron หรือเหล็กชุบสังกะสี ขนาดและความยาวของสลักเกลียวขึ้นอยู่กับขนาดของท่อและชั้นคุณภาพท่อด้วย อีกทั้งต้องระบุให้ชัดว่าใช้แบบชุดข้างหรือแบบครบชุด ปัญหาที่เจอบ่อยคือ ความยาวของสลักเกลียวไม่เพียงพอ

4. ประเก็นยาง ประเก็นยางของท่อพีอีจะใช้แบบ”หูยก”ไม่ต้องมีรูเหมือนกับประเก็นยางหน้าจานแบบงานท่อทั่วไป

การทดสอบท่อเอชดีพีอี (HDPE)

การทดสอบท่อเอชดีพีอี จะดำเนินการทดสอบตามขั้นตอนดังนี้

ขั้นตอนที่ 1 ใช้แรงดันทดสอบดังนี้ 

- แรงดันทดสอบไม่น้อยกว่า  6.0 บาร์ สำหรับท่อเอชดีพีอี PN 10 

- แรงดันทดสอบไม่น้อยกว่า  5.5 บาร์ สำหรับท่อเอชดีพีอี PN 8 

- แรงดันทดสอบไม่น้อยกว่า  4.6 บาร์ สำหรับท่อเอชดีพีอี PN 6.3

***ใช้ระยะเวลาทดสอบ 2 ชั่วโมง เมื่อแรงดันในเส้นท่อลดลงมากกว่า 0.2 บาร์ ให้เติมน้ำเข้าไปจนได้แรงดันทดสอบ

ขั้นตอนที่ 2 เพิ่มแรงดันทดสอบเท่ากับ 1.3 เท่า ของแรงดันทดสอบขั้นตอนที่ 1 ภายในเวลาไม่เกิน 6 นาที 

- แรงดันทดสอบไม่น้อยกว่า  7.8 บาร์ สำหรับท่อเอชดีพีอี PN 10

- แรงดันทดสอบไม่น้อยกว่า  7.2 บาร์ สำหรับท่อเอชดีพีอี PN 8 

- แรงดันทดสอบไม่น้อยกว่า  6.0 บาร์ สำหรับท่อเอชดีพีอี PN 6.3 

***ใช้ระยะเวลาทดสอบ 2 ชั่วโมง เมื่อแรงดันในเส้นท่อลดลงมากกว่า 0.2 บาร์ ให้เติมน้ำเข้าไปจนได้แรงดันทดสอบ

ขั้นตอนที่ 3 ลดแรงดันทดสอบในท่อให้เหลือเท่ากับแรงดันทดสอบในขั้นตอนที่ 1ภายในเวลาไม่น้อยกว่า 6 นาทีแล้วปิดประตูน้ำทิ้งไว้ 1 ชั่วโมง หลังจากนั้นจึงวัดปริมาณน้ำที่เติมเข้าไปเพื่อให้แรงดันในท่อเท่ากับแรงดันทดสอบในขั้นตอนที่ 1 ปริมาณน้ำที่เติมไปนั้นไม่เกินค่าที่กำหนดไว้

ส่วนประกอบของเครื่องเชื่อมท่อHDPE

      เครื่องเชื่อมท่อ HDPE โดยวิธีเชื่อมชน (BUTT FUSION) ประกอบด้วยส่วนสำคัญดังนี้

1. โครงเครื่อง สำหรับจับยึดปลายท่อทั๊งสองข้าง โดยมีแค้ม 2 ชุดตั้งอยู่บนกระบอกไฮโดรลิค

2. ชุดแม่แรงไฮโดรลิค ขับเคลื่อนด้วยMotor มีวาล์วมือโยกสำหรับบังคับกระบอกไฮโดรลิค เคลื่อนเข้าออก พร้อม ทั้งวาล์วปรับแรงดัน และ Pressure Gauge เพื่อใช้ปรับแรงดันขณะเชื่อมท่อ และ วาล์ว By pass ลดแรงดันช่วงแช่ความร้อน พร้อม Accumulator เสริมแรงดันช่วง ทิ้งให้เย็น

3. ตัวปาดหน้าท่อ สำหรับปาดหน้าท่อให้เรียบและตั้งฉาก ขับด้วย มอเตอร์เกียร์

4. แผ่นความร้อน เคลือบด้วย Taflon ทั้งสองด้าน สำหรับหลอมละลายท่อให้ติดกัน

5. ไส้ประกับ สำหรับจับท่อเปลี่ยนขนาดได้ตามที่ต้องการใช้งาน

การคำนวณ Effective Area ของกระบอกไฮโดรลิกของเครื่องเชื่อมท่อ HDPE

ตัวอย่างการคำนวณเครื่องเชื่อมรุ่น : 315 mm

จำนวนกระบอกไฮโดรลิกของเครื่องเชื่อม = 2 กระบอก

d1 = 4.0 cm 

d2 = 3.0 cm

Effective Area A = จำนวนกระบอก x 3.14159 x ( d1² - d2² ) / 4  

                        = 2 x 3.142 x ( 4.0² - 3.0² ) / 4               

                         = 11.00 cm²

การคำนวณพารามิเตอร์การเชื่อมท่อ HDPE

1.1 ข้อมูลท่อ : ท่อขนาด 315 mm PN 6.3 PE 100มาตรฐานท่อ : มอก. 982 – 2548 ( PE100 )
OD = 315 mm e = 12.1 mm

ID = 315 – ( 2 x 12.1 ) = 290.8 mm

A = พื้นที่หน้าตัดท่อ ( mm² )   = 3.14159 x ( 315² - 290.8² ) / 4   

                                        = 11516 mm² 

                                        = 115.16 cm²

1.2 ข้อมูลเครื่องเชื่อม : เครื่องเชื่อมที่ใช้ : รุ่น 315 mm

 A = Effective Area ของกระบอกไฮโดรลิก = 11.00 cm²

ต้องการแรงเชื่อมท่อ Ø 315 mm   = 1.5 x พื้นที่หน้าตัดท่อ / Effective Area                                                                     = 1.5 x 115.16 / 11.00             

                                           = 15.7 Bar

 P1 = Pressure ที่ใช้ในการเชื่อมท่อ = 15.7 Bar

Pd = Drag Force = แรงพาท่อเข้าหากัน    = 8.3 Bar ( อ่านค่าจากเครื่อง LDU )                  

Pf = P1 + Pd                                    = 15.7 + 8.3 = 24.0 Bar ( แรงเชื่อมรวม )

การรับแรงดันและคุณสมบัติของท่อ HDPE

        ปัจจุบันวัสดุสำหรับผลิตตท่อ HDPE ตามาตรฐานผลิตภัณฑ์อุตสาหกรรม (มอก.982-2548) ได้แบ่งวัสดุสำหรับผลิตท่อ HDPE ออกเป็น 3 ชั้นคุณภาพ

1. ชั้นคุณภาพ PE100

2. ชั้นคุณภาพ PE80

3. ชั้นคุณภาพ PE63 

        เมื่อเปรียบเทียบคุณภาพของท่อที่มีขนาดเท่ากัน จะพบว่าท่อ HDPE ที่ผลิตจากชั้นคุณภาพ PE100 ผนังท่อจะบางกว่า , ทนแรงดันได้ดีกว่า , มีน้ำหนักเบากว่า , พื้นที่การไหลของน้ำมีมากขึ้น แต่ต้องขุดฝังลึกมากขึ้นเนื่องจากผนังท่อบางกว่าชั้นคุณภาพอื่นๆ         เมื่อผลิตมาเป็นท่อแล้ว จะแบ่งคุณภาพของท่อเป็น PN4 – PN25 (รับแรงดันได้ 4 บาร์ ถึง 25 บาร์) ตามลำดับ ดังนั้นเมื่อนำไปใช้งานต้องเลือกชั้นคุณภาพของวัสดุ(ชั้นคุณภาพ PE63,80,100 )และคุณภาพของท่อ (PN4 – PN25) ด้วย