Svejsning af Polymermembraner

Transkript

1 Plastindustriens Efteruddannelse Svejsning af Polymermembraner Uddannelsens indhold På baggrund af viden om plastmaterialerne Polyethylen (PE), Polypropylen (PP), Polyvinylchlorid (PVC) kan deltageren udføre varmluft-, kontaktvarme- og ekstrudersvejsning i henhold til gældende standarder for svejsning og udlægning af polymermembraner. Deltageren kan desuden udføre varmluft- og ekstrudersvejsninger, der forbinder polymermembraner til plastrør samt vurdere og udbedre fejl på svejste polymermembraner. Påtegningen MEMBRAN dokumenterer, at indehaveren er i stand til at udføre plastsvejsning på, efter metoderne varmluft-, varmekilde- og ekstrudersvejsning af polymermembraner til tag, tunnel, vej, vandreservoir, deponi- og lossepladsmembraner m.m

2 Indholdsfortegnelse Stikordsregister... 2 Plastmaterialernes opbygning... 3 PE... 4 Termoplast og hærdeplast... 5 Termoplasttyper... 6 Varmeudvidelse... 7 Plast-typernes egenskaber og anvendelse... 8 PE Polyethylen... 8 PVC Polyvinylklorid Identifikation Kemisk modstandsevne Limning af plast Varmluftsvejsning Ekstrudersvejsning Varmluftsvejsning (stive materialer) Varmluftsvejsning med "hurtigdyse" føringsdyse (bløde materialer) Ekstrudersvejsning Varmluftsvejsning: Metodebeskrivelse Sømformer: Varmluft Metodeforløb Kontaktvarmesvejsning: Metodebeskrivelse Sømformer: Kontaktvarme Sømformer: Kontaktvarme Metodeforløb Arbejdsprøve Kontrol Ikke-destruktiv prøvning Destruktiv prøvning Test og udførelse Svejseprotokol Samlemetoder Søm- og samlingsformer: Krav til svejste samlinger og visuel kontrol A: Overlapsvejsning uden tilsatsmateriale B: Overlapsvejsning med tilsatsmateriale C: Overlapsvejsning uden tilsatsmateriale D. Ekstrudersvejsning Samlinger. der er forberedt til kontrol ved gnisttest Generelt Før arbejdets start fastlægges følgende: Faseforklaring Praktiske opgaver Praktisk prøve

3 Stikordsregister A amorfe... 6;7;42 Arbejdsprøve... 40;59 B bagsøm... 22;24;25 blødgører... 10;12 bundsøm D delkrystallinske... 6;42 Densitet... 8;10 F forskydningstest Forskydningstest fusionsbredde... 47;49 føringsdyse... 15;23;61;63 G Gnisttest... 17;41 grundstoffer... 3 H hæftedyse... 20;23;25 hærdeplast... 5;6 håndrulle I Identifikation... 9;11;12 K krakning... 4 kædepolymerisation... 8 Limning...9;11 M molekyler... 3;4;8 molekylkæder...4;6 monomer...3;12 O overlapsvejsning...28;34 Overlapsvejsning... 27;33;45;46;48;50;63;64;65 oxidationslag...30;37 P polymerisationsproces... 4 polymermembraner...27;33 prøvekanal...29;36 S skrælningstest... 31;39;40;42;65 Skrælningstest svejseskoen... 18;26;52 T teststrimmel...31;39 tilsatsmateriale...32;39 Trykprøve...17;41 tværbindinger...5;6 U UV-bestandighed...9;10 V Vakuumprøvning Varmeudvidelseskoefficienten... 7 varmeøkse L Leder limning... 5;37;

4 E~PE VC~PVC Svejsning af Polymermembraner Plastmaterialernes opbygning Alle kendte stoffer er opbygget af små bestanddele som kaldes atomer. Et grundstof er et stof, der udelukkende består af ens atomer. F.eks. jern, der udelukkende består af jernatomer Fe. Vand derimod er en kemisk forbindelse, bestående af molekyler der er sammensat af flere forskellige atomer - et iltatom O og to brintatomer H (H 2 O), så vand er ikke et grundstof. Man kender over 100 forskellige grundstoffer. Disse kan ses i en oversigt over grundstofferne, som kaldes "Det periodiske system". Søg evt. på Internettet: eller: Eksempler på grundstoffer er brint, kulstof, ilt, kvælstof, klor, jern, sølv, tin, kviksølv, guld og platin. Hvis ens atomer slutter sig sammen til større enheder, som kaldes molekyler, sker der ingen ændringer i stoffet. Hvis derimod to eller flere forskellige atomer slutter sig sammen til et molekyle, har man det, der kaldes en kemisk forbindelse. P.t. findes der omkring 30 millioner kendte kemiske forbindelser. Som eksempler på kemiske forbindelser kan nævnes: vand, saltsyre, salt, sukker, sprit osv.. De her nævnte findes eller dannes ofte i naturen. Plast består også af molekyler, men de er stort set alle udvundet af gas eller råolie, eller kunstigt fremstillet. Ud af bare 3 slags grundstoffer er det muligt at fremstille flere forskellige plasttyper, f.eks. PE, PVC og PP. P~PP PE består af et molekyle (også kaldet en monomer), som består af 2 kulstofatomer (C) og 4 brintatomer (H). Dette stof kaldes ethylen, og udvindes normalt af gas eller råolie. Når disse monomere efterfølgende kædes sammen, dannes lange kæder, og materialet overgår fra gas til fast form. Materialet er nu blevet til polyethylen, PE. PVC består af 2 kulstofatomer (C) og 3 brintatomer (H) samt et kloratom (Cl). Dette stof kaldes vinylchlorid, og fremstår som gas. Efter sammenkædningen er materialet blevet til polyvinylchlorid, PVC. PP består af 2 kulstofatomer (C) og 3 brintatomer (H) samt et tredje kulstofatom (C), hvorpå der sidder 3 brintatomer (H). Dette stof kaldes propylen. Efter sammenkædningen er materialet blevet til polypropylen, PP

5 Dannelsen af højpolymere materialer sker altså gennem en sammenkoblingsproces ud fra små molekyler, der ofte er enkelt sammensatte kemiske forbindelser. Det stof, hvis molekyler danner byggesten i koblingsprocessen, kaldes monomere til det pågældende plastmateriale. F.eks. fremstilles polyethylen med lav densitet (PELD) af luftarten ethylen, som fås ved krakning af råolie. Processen kaldes en polymerisationsproces. Når monomererne er kædet sammen til lange kæder, kalder man dem molekylkæder. Længden af molekylkæderne kan varieres meget. Desuden kan der være sideforgreninger på molekylkæderne. Alt afhængig af molekylkædelængde og evt. forgreninger, får man forskellig styrke og stivhed i plasten. Desuden påvirker dette også plastens forarbejdningstemperatur og temperaturbestandighed, styrke, stivhed og kemikaliebestandighed m.m. Hvis molekylkæderne er lange og uden forgreninger, vil de kunne pakke sig tæt imod hinanden, og dermed bliver plasten også mere aromatæt og kemikaliebestandig. Hvis molekylkæderne derimod er korte og med mange sideforgreninger, vil de ikke kunne pakke sig helt tæt, og dermed kan aromastoffer og kemikalier trække ind i, eller igennem plasten, og måske nedbryde plasten. PE I de normalt anvendte PELD-typer har man mellem l000 og ethylenmolekyler i hver molekylekæde. Op mod slutningen af 1930'erne blev ethylen betragtet som et spildprodukt ved krakning af råolien. Mangel på smøremidler og den forestående 2. verdenskrig medførte en intensivering af forsøgene på at kunne polymerisere (sammenkæde) ethylenen til et olieagtigt produkt. ICI i England var de første, som kom med et brugbart produkt. Ved at bringe ethylen under højt tryk (2000 atm) og opvarme til ca. 300 C samt tilstedeværelsen af en katalysator fik man polymeriseringen til at ske. Afhængig af, hvor langt man lod reaktionen forløbe, fik man en olieagtig væske, et voksagtigt stof og til sidst det faste materiale polyethylen. Materialet fik ingen betydning som smøremiddel, men blev anvendt inden for radarindustrien pga. materialets gode egenskab som isoleringsmateriale

6 Termoplast og hærdeplast Plastmaterialerne opdeles i to hovedgrupper: Termoplast og hærdeplast. Opdelingen er baseret på, om der mellem de enkelte molekylekæder er tværbindinger eller ej. Her ligger molekylkæderne frit mellem hinanden. Ved opvarmning af materialet kan molekylkæderne flyttes til en ny form, og dermed kan der dannes et nyt emne. Her er det også muligt at opvarme emner/overflader og svejse/smelte disse sammen. Her er molekylkæderne blevet forbundet til hinanden ved hjælp af hærderen. Nu er det ikke længe muligt at flytte molekylkæderne til en ny form. Det betyder også at man ikke kan svejse hærdeplastemner sammen. Sammenføjning kan kun ske vha. limning (kemisk sammenføjning). Forskellen i de to gruppers forhold over for varme er stor, og har stor praktisk betydning. Termoplast viser gentagen plastisk formbarhed. Plastens tilstande: Tilstand 1: Plasten er hård og fast Tilstand 2: Plasten er blød og bøjelig Tilstand 3: Plasten er flydende/smeltet/plastisk Tilstand 4: Plasten er nedbrudt Her er det vigtigt at vide at plasten har hukommelse. Det betyder at de ændringer man foretager på emnet i tilstand 2 ikke er stabile/varige. Hvis f.eks. en bukket plade efterfølgende opvarmes vil den forsøge at gå tilbage til sin oprindelige facon. Kun de ændringer (formgivning/svejsning) som er udført i tilstand 3 kan anses som stabile/varige. Forholdet kan udtrykkes på den måde, at man ved opvarmning af termoplast tilfører energi til molekylkæderne således, at de får en større bevægelighed. Denne bevægelighed resulterer i en blødgøring af materialet. Ved fortsat opvarmning bliver det sejtflydende og derefter plastisk, som i almindelighed opfattes som smeltning. I denne tilstand er den stærke sammenfiltring af molekylkæderne blevet ophævet, og materialet kan formes. Ved afkøling genvinder termoplastmaterialet sine oprindelige egenskaber. Denne egenskab gør de termoplastiske materialer lette at forarbejde, men begrænser også deres anvendelse ved den højere temperatur

7 Hærdeplast er pga. tværbindinger begrænset til engangsformbarhed i plastisk tilstand. Under selve forarbejdningen arbejder man med relative korte molekylkæder, men ved opvarmning eller tilsætning af hærdemidler knyttes de korte molekylkæder sammen med tværbindinger til et netværksmolekyle. Hærdeplast kan betragtes som et stort sammenhængende molekyle, der ikke på ny kan bringes i plastisk tilstand. Opvarmning af hærdeplast medfører, at materialet ødelægges termisk og mister de oprindelige egenskaber, som ikke gendannes ved afkøling. I almindelighed kan hærdeplast anvendes ved væsentlig højere temperaturer end termoplast uden at ødelægges af varmen. Termoplasttyper PE Polyethylen 3 varianter: PELD blød, PEMD middel hård, PEHD hård PP PB Polypropylen Polybuthylen PVC Polyvinylchlorid Er grundlæggende hård. Kan blødgøres til meget bløde varianter. ABS PA Akrylnitril- Butadien-Styren Polyamid (nylon) PMMA Acrylplast PC PS TPE PVDF Polycarbonat Polystyren Termoplastisk polyester Polyvinylidenfluorid Krystallitdannelse Termoplastmaterialerne er i deres struktur enten amorfe eller delkrystallinske materialer alt efter molekylkædernes opbygning. I de amorfe plastmaterialer er den indbyrdes beliggenhed og struktur af alle molekylkæder fuldstændig tilfældig, ligesom trådene i et stykke filt eller vat. I de delkrystallinske plastmaterialer har molekylkæderne visse steder tendens til at lægge sig parallelt med hinanden på et stykke af længden, og der opstår derved det, man kalder krystallitdannelse. Krystallitter er altså et antal molekylkæder, der ligger parallelt med hinanden og forholdsvis tæt på et stykke af længden

8 En molekylkæde passerer ofte gennem flere amorfe områder og gennem flere krystallitter. Opbygning af delkrystallinsk plastmateriale Krystallitter er, som navnet siger, en forekomst, der pga. den ordnede struktur minder om krystaller. Forholdet mellem den amorfe del og den krystallinske del er forskelligt for de forskellige termoplastmaterialer og kan endog være forskelligt for det samme materiales vedkommende. En langsom afkøling begunstiger indholdet af krystallitter, mens en chokafkøling ikke giver molekylkæderne tid til at indordne sig, hvorved man helt kan undgå krystallitdannelse. Da lysbrydningen ikke er den samme for amorf og krystallinsk materiale, bliver delkrystallinsk (krystallitholdigt) termoplast mælket eller uklart som ved polyethylen, polypropylen og nylon. Er strukturen fuldstændig amorf, fås glasklart materiale som f.eks. polystyren, polyvinylchlorid, polycarbonat og akryl. Er termoplastmaterialet stærkt krystallinsk, fås atter en gennemsigtighed, som f.eks. kan ses hos polypropylen. Formel: ( = gange) Varmeudvidelse Alle materialer udvider sig i varme. Der er dog stor forskel på hvor meget forskellige materialer udvider sig. Plast udvider sig generelt meget i forhold til de fleste andre materialer. PE udvider sig 0,2 mm pr. meter ved en stigning på 1 C. Det betyder at hvis et rør bliver afkortet på 10 meter i længden ved en temperatur på 30 C, vil røret, hvis temperaturen falder til 10 C, blive 40 mm kortere. Med et PVC-rør går det ikke så galt. PVC udvider sig kun 0,075 mm pr. meter ved en stigning på 1 C. Her vil et 10 meter langt rør kun blive 15 mm kortere hvis temperaturen falder 20 C. Varmeudvidelseskoefficienten for stål er til sammenligning kun 0, pr. C pr. meter. Varmeudvidelseskoefficient Temperaturændring i C Længde i meter =? mm

9 Plast-typernes egenskaber og anvendelse PE Polyethylen Anvendelse Polyethylen forekommer i forskellige varianter fra meget bøjelige til mere stive typer - betegnet som henholdsvis LDPE og HDPE (lav- og højdensitet, densitet = massefylde). LDPE er sejere, men mindre stærk end HDPE og bruges bl.a. til folie, bæreposer og belægning på karton (f.eks. er mælkekartoner indvendig belagt med LDPE), baljer, flasker og kabelisolering, sække, beholdere, flasker og legetøj. PEMD anvendes til vandrør og gasrør. HDPE er meget mere formstabil end LDPE og bruges bl.a. til vand- og afløbsrør, flasker, beholdere, baljer, transportkasser, husholdningsartikler, spande, legetøj, profiler, plader og folier. En særlig type er LLDPE (Linear Low Density PE). Materialet er en modifikation af normal LD og er bl.a. i besiddelse af en betydelig større rivestyrke. LLDPE er derfor særdeles velegnet til poser, der skal slutte tæt om produktet, som f.eks. poser til dybfrost-fjerkræ. Mekaniske egenskaber PELD er et sejt, blødt og fleksibelt materiale, mens PEHD er et noget hårdere materiale. Opbygning [C 2 H 4 ]n PE er et delkrystallinsk materiale, der fremstilles ved kædepolymerisation. Betegnelsen polyethylen dækker over en række materialer, der kan inddeles i tre hovedtyper efter massefylden. PE kan polymeriseres til kæder, op til kulstofatomer lang. Her er de stærke nok til syntetisk is, udskiftelige led i kroppen og skudsikre veste. De kaldes Ultra High Molecular Weight PolyEthylene eller UHMWPE. Densitet PELD (Lav Densitet) 0,91-0,93 g/cm 3 PEMD (Medium Densitet) 0,93-0,95 g/cm 3 PEHD (Høj Densitet) 0,95-0,98 g/cm 3 PELD og PEHD betegnes også som henholdsvis forgrenet og lineært polyethylen. Da PEHD har meget få sidegrene på molekylkæderne, kan disse bedre "pakkes sammen", så der bliver gennemsnitlig flere molekyler pr. rumenhed, og man får derfor i sammenligning med PELD et materiale med højere krystallinitet og dermed højere densitet

10 Ved brand og ophedning af PE kan dannes: vand carbondioxid, kuldioxid carbonmonooxid, kulilte acetaldehyde CH 3 -CHO Udseende I ufarvet tilstand er materialet helt eller delvis uigennemsigtigt. Materialets egen farve er mælkehvid. Kun i form af tynde folier er materialet gennemsigtigt. Overfladen er vokslignende. UV-bestandighed Polyethylen bør kun anvendes udendørs, hvis det er tilsat carbon blank (kønrøg) eller UV-stabilisatorer. Temp. bestandighed Polyethylens bestandighed over for varme er ringe, mens kuldebestandigheden er god. PEHD har bedre varmebestandighed end PELD og tåler at blive varmesteriliseret. Til gengæld har PEHD en ringere kuldebestandighed end PELD. Maksimal anvendelsestemperatur er for PEHD ºC. Overfladebehandling Overfladebehandling af polyethylen benyttes normalt ikke, og kan kun gennemføres hvis materialet er forbehandlet, dvs. overfladen er omdannet. I så tilfælde kan alkydemaljer eller 2-komponentlakker anvendes. Limning Limning kræver ligeledes forberedelse af overflader, da overfladespændingen for PE er lav. Limning / klæbning på basis af epoxyd eller syntetisk gummi kan anvendes. Svejsning Samling af polyethylen fortages bedst ved svejsning. Polyethylen har særdeles gode svejseegenskaber. Alle svejsemetoder, undtagen HF-svejsning, kan anvendes. Stuksvejsning af PELD rør kan dog ikke anbefales. Kemisk bestandighed Den kemiske bestandighed er god, således opløses polyethylen ikke af almindelige opløsningsmidler, men PELD kan kvælde under indvirkning af benzin, terpentin og petroleum. Polyethylen, især PEHD, har tendens til spændingskorrosion. Identifikation & Brand og overophedning PE brænder uden røgudvikling med en gul flamme, og materialet smelter og drypper. Forbrændingsprodukterne lugter som stearin. formaldehyd HCHO, også ved svejsning af PE-folie acrolein, også ved svejsning af PE-folie eddikesyre CH 3 -COOH myresyre HCOOH

11 PVC Polyvinylklorid Anvendelse PVC fås både som hård PVC og som blød PVC. PVC er en termoplast. Hård PVC bruges bl.a. til kloakrør, vandrør, drænrør, fittings, vinduesrammer, tagrender, ovenlyspaneler, dørkarme, profiler, loftprofiler, gulv- og vægbeklædning, presenninger, slanger og isolering af kabler. Blød PVC fås i mange kvaliteter tilsat blødgører i en mængde, der giver materialet den ønskede blødhed. Blød PVC bruges bl.a. til gulvbelægning, industrislanger, haveslanger, elledninger samt til en lang række produkter til sundhedssektoren, bløde folier, ringbind, duge, regntøj, skriveunderlag, gummibåde og haveparasoller. Desuden anvendes PVC til hospitalsartikler: Katetre, urinposer, slanger, laboratorieudstyr og handsker. Specielle egenskaber PVC udgør ikke et enkelt materiale, men en materialegruppe, idet indholdet af blødgører kan være helt op til 50 %. Sædvanligvis betegnes de ikke blødgjorte, samt de lettere blødgjorte, som hård PVC. De mere gummiagtige typer, der indeholder % blødgører, betegnes som blød PVC. Hård PVC (ofte betegnet som PVC-U) er et forholdsvis stærkt og stift materiale med en god dimensionsstabilitet. Opbygning [C 2 H 3 Cl]n PVC er et amorft materiale, der fremstilles ved kædepolymerisation. Densitet Densiteten er normalt 1,38 g/cm 3, men varierer meget afhængigt af tilsætningsstofferne. Udseende I ufarvet tilstand er materialet glasklart og farveløst. Blød PVC er et fleksibelt materiale, der ofte har en gummi- eller læderagtig karakter. UV-bestandighed I almindelighed betragtes hård PVC som vejrbestandigt og velegnet til udendørsbrug. Blød PVC til udendørsbrug skal være særligt stabiliseret og indeholde specielle blødgøringsmidler. Temp. bestandighed Hård PVC har ringe bestandighed over for kulde (bliver sprød). I specielle PVC-typer er kuldebestandigheden forbedret væsentligt, men på bekostning af den kemiske bestandighed. Varmebestandigheden er ligeledes ringe. Blød PVC har ligeledes ringe bestandighed over for såvel varme som kulde. Fleksibiliteten ophører ved temperaturer omkring - 10 ºC

12 Ved brand og ophedning af PVC kan dannes: For de fleste PVC-typers vedkommende er evnen til at modstå slag stærkt reduceret i kulde. De mekaniske egenskaber er stærkt temperaturafhængige. Maksimal anvendelsestemperatur: ºC. Overfladebehandling Polyvinylklorid kan males med specielle vinyl- og akryllakker, der indeholder et egnet opløsningsmiddel. Limning Polyvinylklorid lader sig let lime ved anvendelse af opløsningsmidler som f.eks. methylenchlorid og tetrahydrofuran, hvori der er opløst noget PVC. Svejsning Til tykvæggede emner af hård PVC anvendes varmluftsvejsning. Tynde plader eller folier af såvel hård- som blødgjort PVC svejses ved varmetrådseller impulssvejsning. Til blødgjort PVC anvendes endvidere ofte HF- og varmluftssvejsning. Kemisk bestandighed Materialet har stor bestandighed over for syre og baser. Derimod kvælder PVC under indvirkning af en række almindeligt anvendte opløsningsmidler som acetone og tetraklorkulstof. Generelt er blødgjort PVC mindre bestandigt over for opløsningsmidler end hård PVC, ligesom en række opløsningsmidler kan udvaske blødgøringsmidlerne. Identifikation & Brand og overophedning PVC brænder med en stærkt sodende gul flamme, der er grøn i kanten. Røgen har en stikkende lugt af saltsyre. Forbrændingen ophører, når prøvelegemet fjernes fra den åbne ild. vand carbondioxid, kuldioxid carbonmonooxid, kulilte hydrogenchlorid / chlorbrinte som sammen med fugt dannes saltsyre methan ethan - ethen toluen benzen Saltsyre kan forårsage rust på metal, samt på jernarmering som er indstøbt i beton

13 Identifikation Identifikation foretages lettest ved en forbrændingsproces: Polyethylen (PE) Brænder med en klar, ikke sodende flamme, blå i bunden, gul i toppen, drypper og lugter som stearin (ikke selvslukkende). Polypropylen (PP) Brænder med en klar, ikke sodende flamme, blå i bunden, gul i toppen, skyder en bølge af smeltet materiale foran flammen. Drypper, lugter som olie eller voks (ikke selvslukkende). Polyvinylchlorid (PVC) Brænder med en stærkt sodende flamme, gul, grøn i kanten. Hvid røg og lugter som saltsyre (selvslukkende). Polystyren (PS) Brænder med en sodende, orangegul flamme. Lugter "sødt". Styren monomer (ikke selvslukkende). Akrylonitril butadien styren (ABS) Brænder med en sodende, orangegul flamme. Lugter som gummi (ikke selvslukkende). Polycarbonat (PC) Brænder med en let sodende, gullig flamme, glødende aske. Lugter sødligt (delvis selvslukkende). Polyamid (PA) Brænder med en gullig, blåbundet, sodende flamme, smelter og danner skummende dråber. Lugter skarpt, "myresyre" (selvslukkende). Akryl (PMMA) Brænder med gul, blåbundet, klar knitrende flamme. Lugter aromatisk, akryl-monomer (ikke selvslukkende). NB! Er materialet iblandet stabilisatorer, glidemidler eller en form for blødgører, kan lugten til dels skifte karakter

14 Kemisk modstandsevne + = God modstandsevne 0 = Betinget modstandsevne = Dårlig modstandsevne

15 Limning af plast Er man i tvivl om lims anvendelighed kontakt da limproducenten/forhandleren

16 Varmluftsvejsning Der findes en række forskellige brændertyper, der dog alle har det til fælles, at de hurtigt skal kunne opvarme atmosfærisk eller andre luftarter som f.eks. nitrogen til den ønskede svejsetemperatur. Svejsebrænderne - varmluftsvejseren - svejsepistolen er el-opvarmet. Luften tilføres enten fra ventilator, kompressor eller trykflaske, hvorfra den strømmer forbi elvarmelegemer. Ved passage over de varme glødetråde opnås den ønskede svejsetemperatur. Den opvarmede luft fortsætter ud i dysen, som retningsbestemmer luftstrømmen mod det plastmateriale, som skal opvarmes (svejses). Der findes forskellige principper for varmluftsvejsning. De to vigtigste: 1 - Svejsning af hårde (stive) materialer med almindelig dyse, 2 - Svejsning med "hurtig dyse" (føringsdyse). For begge svejseprincipper er det vigtigt for arbejdsforløbet, at forbehandlingen af såvel svejsetråd (tilsatsmateriale) som grundmaterialet er i orden. Det er en grundregel ved plastsvejsning, at de komponenter, der skal sammensvejses, skal være absolut rene. Kun ved absolut grundighed på dette område er grunden lagt for en optimal svejsning. Princippet ved varmluftsvejsning er meget udbredt inden for "tykvægget svejsning" især til kar, tanke og udluftningssystemer. I den forbindelse skal der altid bruges tilsatsmateriale. Varmluftsvejsning kan også anvendes inden for "tyndvægget svejsning". Her er overlapsvejsning uden brug af tilsatsmateriale den mest anvendte metode

17 Mange boblehaller, tag- og lossepladsmembraner er svejst med varmluft. Udstyret er i mange tilfælde opbygget som små svejsevogne med manuel eller automatisk fremføring. Opvarmningen sker ved, at den opvarmede luft blæses ind mellem de to folier, som ligger ind over hinanden med mm overlapning. Trykket fremkommer mellem trykhjul eller ruller, som kører på "ydersiderne" af folierne

18 Kontrolmetoder Det kan være lidt af et problem at kontrollere den færdige svejsning visuelt, så det er meget vigtigt, at man helt har styr på svejseparametrene. Er de veldokumenterede, kan man derefter iagttage svejsegeometrien og i tvivlstilfælde "rive" i svejsningen (udføre en trækprøve). Gnisttest Er svejsningen med en smal overlapning, kan man foretage en gnisttest. Trykprøve Inden for den senere tid er der udviklet en teknik, hvor svejsningen fremtræder som to svejsesømme med et usvejst midterparti. Med specialudstyr kan dette midterparti, som er at betragte som et "rør", pumpes op med luft, og et manometer på udstyret viser en eventuel utæthed. Konstateres et trykfald, kan utætheden spores med et skummiddel, det er ganske vist kun den yderste svejsefuge, som kan efterprøves på denne måde, og det er så op til tilsyn/bygherrer under hvilken form, utætheden skal repareres

19 Ekstrudersvejsning Der findes i dag mange forskellige fabrikater inden for ekstrudersvejseudstyr, de har dog alle det til fælles, at de er miniekstrudere, og at ekstrudatet er "svejsetråden" (tilsatsmaterialet). Som på den almindelige ekstruder, hvor det er værktøjet, der former og danner emnet, er miniekstruderen også forsynet med et "værktøj" - svejseskoen, som sammen med det emne, der skal svejses (grundmaterialet), former svejsesømmen. Foran svejseskoen sidder en varmluftdyse (ligner varmluftsvejsning), hvis formål er at forvarme grundmaterialet under svejsningen. Svejsetrykket er et samspil mellem output fra ekstruderen, svejsehastighed, fugeform, svejseskoens længde og svejseskoens anlæg mod grundmaterialet. Der er stor forskel på den måde "svejsetråden" transporteres gennem ekstruderen, noget forenklet kan det inddeles i to principper: 1. Ekstruder med snekke 2. Ekstruder med "stempel" Se næste side

20 1. Ekstrudersvejser med snekke (Kan generelt bruges til alle termoplasttyper) Som tilsatsmateriale kan enten anvendes granulat eller 2-4 mm svejsetråd fra rulle. Flowet gennem maskinen adskiller sig på ingen måde fra en almindelig ekstruder. Det er også grunden til, at man ved dette princip, ud over polyolefinerne, kan plastificere PVC. NB! Husk, at ved længere tids stop og ved arbejdsophør skal ekstruderen "køres" ren for PVC med PE! 2. Ekstrudersvejser med "stempel" (Bruges generelt kun til PE og PP) Som tilsatsmateriale kan kun anvendes svejsetråd fra rulle, og kun materiale fra polyolefinegruppen. Flowet gennem maskinen foregår ved, at det udefra kommende kolde materiale tilføres vha. to trykruller, og presser på det plastificerede (opvarmede) materiale i cylinderen. Varmluftsvejsning FORSIGTIG Man må aldrig berøre den forreste del af varmluftsvejseren, da denne kan være varm og derved forårsage forbrændinger. Ligeledes må der være fri passage foran varmluftdysen, da den udstrømmende luft kan blive op til 500 C varm

21 Varmluftsvejsning (stive materialer) 1. Svejsefugen forberedes med sav, fræser, fil, skraber eller lignende. NB! Det er vigtigt, at fugefladerne er glatte og fri for spåner (grater) eller dybe savspor. 2. Delene, der skal svejses, fikseres i forhold til hinanden, så de ikke forskyder sig under svejsningen. NB! Brug ikke hæftedyse! Tilsatsmateriale (svejsetråd) og selve svejsefladerne rengøres. 3. Mål temperaturen på luftstrømmen - ca. 5 mm fra dysespidsen. Forvarm grundmaterialet. Tryk svejsetråden vinkelret ned i materialet. Med en pendulbevægelse varmes nu et stykke frem i fugen, samt en smule op på tråden. Tilsatsmaterialet (tråden) trykkes ned i det opvarmede materiale (for en ø 3 mm tråd trykkes med ca. 2 kg). Det er vigtigt at iagttage, at der til stadighed er et smeltebad foran tråden, og at der på begge sider langs den svejste tråd og grundmaterialet fremkommer en "smeltevulst"

22 Endvidere skal man til stadighed sikre sig, at tilsatsmaterialet tilføres vinkelret mod grundmaterialet, og at dysen bevæges i en vinkel på 45 i forhold til grund- og tilsatsmateriale. Ved tendens til forbrændinger løftes dysespidsen en smule fra plasten, og/eller hastigheden på "pendulbevægelsen" øges. NB! En svejsning kan ikke blive bedre end kvaliteten af første svejste tråd (bundsøm). 4. Før opstart på de efterfølgende tråde sikres, at eventuelle forbrændinger fjernes, da disse vil give en dårlig binding med utæthed eller begyndende kærv til følge. Enhver af de efterfølgende tråde svejses som i punkt Det er vigtigt, at man ved sidste tråd sikrer sig, at tilsatsmaterialet (svejsetrådene) ligger højere end grundmaterialet, og at trådene er fuldsvejst på hele længden. NB! Man kan ikke udbedre en dårlig svejsning ved at varme på svejsetråden og trykke den ned i grundmaterialet

23 6. Hvor emne og konstruktion tillader det, klargøres ved skrabning eller fræsning til en svejsning på bagsiden ("bagsøm"). 7. Selve svejsningen følger som i punkterne 1, 2, 3, 4 og 5. Dog kan man med fordel anvende en svejsetråd med mindre diameter f.eks. Ø 2 mm. 8. Alt efter konstruktionens anvendelse kan det være nødvendigt, at den færdige svejsesøm efterbehandles med fræser, skraber, fil eller lignende. En svejsning kan skrabes og poleres helt i niveau med grundmaterialet

24 Varmluftsvejsning med "hurtigdyse" føringsdyse (bløde materialer) 1. Svejsefugen forberedes med sav, fræser, fil, skraber eller lignende. NB! Det er vigtigt, at fugefladerne er glatte og fri for spåner (grater) eller dybe savspor. 2. Delene, der skal svejses, fikseres i forhold til hinanden, så de ikke forskyder sig under svejsningen. NB! Brug ikke hæftedyse! Tilsatsmateriale (svejsetråd) og selve svejsefladerne rengøres. 3. Vælg den rigtige dyse, så dyse og tråddimension samt profil (rund/trekant) passer sammen. Mål temperaturen på luftstrømmen - ca. 5 mm fra dysespidsen, inden føringsdysen monteres. Forvarm en del af grundmaterialet inden tråden kommer i dysen, før tråden i dysen - svejsningen er i gang. NB! Hav altid en skævbider i nærheden, så tråden kan "klippes", hvis svejsningen skal afbrydes! Det er vigtigt at iagttage, at der på begge sider langs den svejste tråd og grundmaterialet fremkommer en "smeltevulst"

25 Det er vigtigt, at det er trykket på tilsatstråden, der skubber "svejsepistolen" frem, så tråden ikke stukkes i eller trækkes gennem dysen. Selve svejsetrykket er et samspil mellem tråd- og dysespidstrykket. Ved tendens til forbrænding løftes bageste del af dysen en smule fra grundmaterialet, og/eller fremføringshastigheden øges. 4. Hvor emne og konstruktion tillader det, klargøres ved skrabning eller fræsning til en svejsning på bagsiden ("bagsøm"). 5. Selve svejsningen følger som beskrevet i punkterne 1, 2 og Alt efter konstruktionens anvendelse kan det være nødvendigt, at den færdige svejsesøm efterbehandles med fræser, skraber, fil eller lignende. En svejsning kan skrabes og poleres helt i niveau med grundmaterialet

26 Ekstrudersvejsning 1. Svejsefugen forberedes med sav, fræser, fil eller lignende. NB! Det er vigtigt, at fugefladerne er glatte og fri for spåner (grater) eller dybe savspor. 2. Delene, der skal svejses, fikseres i forhold til hinanden, så de ikke forskyder sig under svejsningen. NB! Brug ikke hæftedyse! Tilsatsmateriale (svejsetråd) og selve svejsefladerne rengøres. Da det er sjældent, at man har mulighed for bagsøm, er det vigtigt, at man overholder en spaltebredde på 1-3 mm for derved at muliggøre gennemsvejsning. 3. Mål luftstrømmens temperatur ca. 5 mm fra dysespidsen. Kontroller om de øvrige temperaturer på ekstruderen svarer til de indstillede. Kontroller, at svejseskoens udformning svarer til den fugeform, der er valgt til den aktuelle svejsning. Start ekstrudersvejseren og kør så meget materiale ud, som må forventes at have stået i cylinderen (dette materiale har været opvarmet over længere tid og kan være en smule nedbrudt). Denne procedure gælder både ved opstart og genstart efter længere tids ophold

27 4. Med luftstrømmen forvarmes grundmaterialet. Start så vidt muligt "svejsningen" uden for selve emnet. Når luftstrømmen fra dysen rammer emnet, er svejsningen i gang. Svejsetrykket opnås ved det tryk, man påvirker ekstruderen med, men vær opmærksom på, at det er det smeltede materiale (tilsatstråden), der til dels skal skubbe ekstruderen frem (fremføringshastigheden). NB! Hav altid en skævbider i nærheden, så tråden kan "klippes", hvis svejsningen skal afbrydes! Det er vigtigt at iagttage, at der på begge sider, men under svejseskoens profil, er materiale, der overlapper et stykke ind over grundmaterialet dog uden at "finne". Det er endvidere af største betydning at holde øje med, at svejseskoen træder på grundmaterialet med sin fulde længde og bredde, svejseskoen må ikke kæntre. Hold også øje med at der ikke løber tilsatsmateriale foran svejseskoens styr. 5. Alt efter konstruktionens anvendelse kan det være nødvendigt, at den færdige svejsesøm efterbehandles med fræser, skraber, fil eller lignende. En svejsning kan skrabes og poleres helt i niveau med grundmaterialet

28 Varmluftsvejsning: Metodebeskrivelse (Overlapsvejsning uden tilsatsmateriale, type A-C) Ved varmluftsvejsning af overlappende polymermembraner udføres svejsningen uden brug af et tilsatsmateriale (f.eks. svejsetråd eller granulat), men der sker derimod en "sammenflydning" efter opvarmning af overmembranens underside og undermembranens overside (en forudsætning er, at membranmaterialet er af samme type). Fladen på de membranbaner, der skal forbindes, ændres midlertidig under påvirkning af varmluft til termoplastisk tilstand og sammenføjes (svejses) under tryk (se foto). Svejseparameter (temperatur, tryk) Temperatur Svejsetemperaturen skal være afstemt efter det pågældende termoplastiske materiale (se producentens temperaturangivelser). Svejsetryk Da viskositeten til stadighed ligger relativt højt, er et tilsvarende svejsetryk nødvendigt. Dette skal være afpasset således, at: Smelten ikke trykkes for meget ud af fugen. Der forekommer en vis sammenpresning og flydning, således at de opvarmede flader flyder sammen. Volumensvindet udlignes ved afkøling. Fugtighedsindeslutninger i svejseområdet undgås, da de ved svejsning kan føre til blæredannelse

29 Hastighed Svejsehastigheden retter sig efter materialets plastificeringsevne og pressetryk (svejsetryk) samt efter materiale- og udendørstemperatur. Maskiner og apparatur (varmluftsvejsning) Til optimal overlapsvejsning af kunststofmembraner med varmluft er følgende apparatur nødvendigt: Håndsvejseapparatur, beskyttelsesisoleret med trinløst regulerbare temperaturer fra C, uafhængigt af spændingssvingninger, påbygget blæsemotor, ligeledes trinløs luftmængderegulering af l luftmængdeydelse pr. minut, valgfrit til 110 eller 220 volt, forsynet med bredspaltedyse 20 eller 40 mm. En håndrulle med silikonebelægning i 40 eller 80 mm bredde til opnåelse af svejsetrykket. Varmluftsvejseautomater, selvkørende, beskyttelsesisoleret, til 220 eller 380 volt, med bredspaltedyse 30 eller 60 mm, valgfrit med eller uden prøvekanalindretning, trinløst regulerbar temperaturindstilling fra C, indstillelig i luftmængdetilførslen fra l/min., samt trinløst indstillelig kørehastighed fra 0-6 m/min., uafhængige af spændingssvingninger. Forsynet med dobbelttrykruller, indstilleligt rulletryk fra 0-50 kg. Strømforsyning: alt efter byggepladsens art skal de pågældende sikkerhedsforskrifter overholdes, og om nødvendigt skal der indsættes en afbrydertransformer for de elektriske apparater. Det anvendte forlængerkabel skal have et mindste tværsnit på 3 x 2,5 mm mm svejsebredde

30 Sømformer: Varmluft Ved overlapningssvejsning med varmluft skelner vi mellem to udførelsesvarianter: Overlapningssøm uden prøvekanal. Overlapningssømmen kan udføres som simpel søm i en bredde fra 20 til 60 mm. Se evt. kriterier 2A: Side 46 Overlapningssøm med prøvekanal. Overlapningssømmen med prøvekanal får i reglen en svejsebredde på 2 x 20 mm + 20 mm prøvekanalbredde eller alternativt 2 x 10 mm + 10 mm prøvekanalbredde. F

31 Generelt Al kontrol udføres efter "Kriterier for visuel bedømmelse af plastmembraner". NB! Vær opmærksom på afsnittet "Før arbejdets start fastlægges følgende": (se side 56). Metodeforløb Forberedelse af svejsezonerne Overlapningsfladerne i svejseområdet på membranerne skal være tørre og fri for snavs. Ved manuelle sammensvejsninger af PE og PP anbefales en mekanisk forberedelse af overlapningsfladerne i svejseområdet (f.eks. slibning med kornstørrelse 80 eller stålbørster) for at fjerne oxidationen. Ved automatsvejsning er fjernelsen af dette oxidationslag i fugefladerne ikke foreskrevet for alle plastfabrikater. Det kan anbefales at tildække svejsefladen på den bane, der skal "ligge over" næste dag (se foto). Svejseforløb Håndapparat: Håndapparatet indstilles på den af materialeproducenten anbefalede temperatur

32 Efter opnåelse af svejsetemperaturen bliver apparatet anbragt i svejseområdet, og der startes med den egentlige svejsning. Samtidig bliver pressetrykket påført med trykrullen fra oven mod svejseområdet, som på en eller anden måde skal have et fast underlag (f.eks. plastplade). Svejsehastigheden retter sig efter det udtrædende plastmateriale langs overgangen mellem overlap og undermembran. Automatsvejsning Svejseautomaten indstilles på den af materialeproducenten anbefalede temperatur og tryk. Overlap og undermembran føres mellem dobbeltrullerne, svejsetrykket aktiveres, og svejsehastigheden indstilles (værdier opnået efter prøvesvejsning). Dysen indskydes mellem overlap og undermembran, og drivmotoren tilsluttes. NB! Det anbefales at have et fast underlag (f.eks. en plastplade). En nøjagtig føring af svejseautomaten samt en løbende overvågning af svejsesømmen skal være sikret. Efterbehandling Hvis punkterne for hånd- og automatsvejsning overholdes nøjagtigt, er en efterbehandling af svejsesømmen ikke mere nødvendig. Svejseparameter og miljøbetingelser Varmlufttemperaturerne og pressetrykket (svejsetrykket) tages fra producenternes brugervejledninger. Svejsehastigheden skal afstemmes efter: Udetemperatur Arten af termoplast (f.eks. PVC, PE, PP, EVA) Materialebeskaffenhed (f.eks. egnede eller mindre egnede svejsbare termoplasttyper pga. fyldstoffer og blanding) Materialets styrke I alle tilfælde skal der før påbegyndelse af arbejdsopgaverne på byggepladsen svejses en "teststrimmel" (prøvesvejsning), ligesom der skal foretages en skrælningstest. En hastighed på 0,5-6 m/min. er mulig - alt efter materiale. Ved håndsvejsninger ligger ydelsen på 0,2-1 m pr. min. - alt efter ma

33 terialeart og beskaffenhed. Ved begyndende regn eller stærk blæst samt ved faldende temperaturer til + 5 C skal svejsearbejdet straks indstilles (se producentens brugervejledning). Svejsesømmene skal kontrolleres flere gange dagligt, ligesom der skal føres en svejseprotokol. Ved manuel sammensvejsning skal undergrunden være så fast, at der er et modtryk til stede. Ved automatsvejsning med dobbelttrykrulle er en fast undergrund ikke påkrævet, men det anbefales at bruge en plastplade af en vis længde, som trækkes frem i takt med arbejdets fremdrift. Kontrol Kontrollen udføres efter "Kriterier for visuel bedømmelse af plastmembraner". Reparation Skal der foretages en reparation, kan det enten ske ved ekstrudersvejsning, eller som vist på foto varmluftsvejsning med tilsatsmateriale (svejsetråd)

34 Kontaktvarmesvejsning: Metodebeskrivelse (Overlapsvejsning uden tilsatsmateriale, type A-C) Ved kontaktvarmesvejsning af overlappende polymermembraner udføres svejsningen uden brug af et tilsatsmateriale, men der sker derimod en "sammenflydning" efter opvarmning af overmembranens underside og undermembranens overside (en forudsætning er, at membranmaterialet er af samme type). Fladen (siderne) på de membranbaner, der skal forbindes, ændres midlertidig under påvirkning af kontaktvarmen til termoplastisk tilstand og sammenføjes (svejses) under tryk (se foto). Svejseparameter (temperatur, tryk) Temperatur Svejsetemperaturen skal være afstemt efter det pågældende termoplastiske materiale (se producentens temperaturangivelser)

35 Svejsetryk Da viskositeten til stadighed ligger relativt højt, er et tilsvarende svejsetryk nødvendigt. Dette skal være afpasset således, at: Smelten ikke trykkes for meget ud af fugen. Der forekommer en vis sammenpresning og flydning, således at de opvarmede flader flyder sammen. Volumensvindet udlignes ved afkøling. Fugtighedsindeslutninger i svejseområdet undgås, da de ved svejsning kan føre til blæredannelse. Hastighed Svejsehastigheden retter sig efter materialets plastificeringsevne og pressetryk (svejsetryk) samt efter materiale- og udendørstemperatur. Maskiner og apparatur (kontaktvarmesvejsning) Til optimal overlapsvejsning af kunststof membraner med kontaktvarme er følgende apparatur nødvendigt: Håndsvejseapparatur, som kan sammenlignes med en elektrisk loddekolbe, der har facon som en økse (varmeøkse). En håndrulle med silikonebelægning i 40 eller 80 mm bredde, som anvendes til at opnå svejsetrykket. Selvkørende svejseautomater findes i et stort antal forskellige fabrikater. En ting har de fleste fabrikater tilfælles, at hvad enten de anvender en eller to varmekiler, er disse for smalle i forhold til trykrullen/rullerne. NB! Kontroller, at varmekilen er 3-5 mm bredere end trykrullerne, da det smeltede/ opvarmede membranmateriale under sammentrykningen / svejsningen ikke må flyde ud på ikke opvarmet materiale (se kriterier 2A - 2C på de følgende sider). Det er endvidere generelt, at fabrikanterne af svejseudrustning reklamerer med en større svejsehastighed m/min., end udstyret i praksis kan yde. Vindhastighed (læ), jordtemperatur, folietemperatur, lufttemperatur er faktorer, man i salgsøjemed helt eller delvis har overset

36 Eksempler på selvkørende svejseautomater

37 Sømformer: Kontaktvarme Ved overlapningssvejsning med kontaktvarme skelner vi mellem to udførelsesvarianter: Overlapningssøm uden prøvekanal. Overlapningssømmen kan udføres som simpel søm i en bredde fra 20 til 60 mm. Se evt. kriterier 2A: Side 46 Overlapningssøm med prøvekanal. Overlapningssømmen med prøvekanal får i reglen en svejsebredde på 2 x 20 mm + 20 mm prøvekanalbredde, eller alternativt 2 x 10 mm + 10 mm prøvekanalbredde. F

38 Generelt Al kontrol udføres efter "Kriterier for visuel bedømmelse af plastmembraner". NB! Vær opmærksom på afsnittet "Før arbejdets start fastlægges følgende": (se side 56). Metodeforløb Forberedelse af svejsezonerne Overlapningsfladerne i svejseområdet på membranerne skal være tørre og fri for snavs. Ved manuelle sammensvejsninger af PE og PP anbefales en mekanisk forberedelse af overlapningsfladerne i svejseområdet (f.eks. slibning med kornstørrelse 80 eller stålbørster) for at fjerne oxidationen. Ved automatsvejsning er fjernelsen af dette oxidationslag i fuge fladerne ikke foreskrevet for alle plastfabrikater. For PVC kan en aftørring med et affedtningsmiddel anbefales i lighed med forberedelse til limning

39 Svejseforløb Håndapparat: Håndapparatet (svejseøksen) indstilles på den af materialeproducenten anbefalede temperatur. Efter opnåelse af svejsetemperaturen bliver apparatet anbragt i svejseområdet, og der startes med den egentlige svejsning. Samtidig bliver pressetrykket påført med trykrullen fra oven mod svejseområdet, som på en eller anden måde skal have et fast underlag (f.eks. plastplade). Svejsehastigheden retter sig efter det udtrædende plastmateriale langs overgangen mellem overlap og undermembran samt materiale (PE -PP - PVC). Automatsvejsning Svejseautomaten indstilles på den af materialeproducenten anbefalede temperatur og tryk. Overlap og undermembran føres mellem dobbeltrullerne, svejsetrykket aktiveres, og svejsehastigheden indstilles (værdier opnået efter prøvesvejsning). Varmekilen indskydes mellem overlap og undermembran, og drivmotoren tilsluttes. NB! Det anbefales at have et fast underlag (f.eks. en plastplade). En nøjagtig føring af svejseautomaten samt en løbende overvågning af svejsesømmen skal være sikret. Efterbehandling Hvis punkterne for hånd- og automatsvejsning overholdes nøjagtigt, er en efterbehandling af svejsesømmen ikke mere nødvendig. Svejseparameter og miljøbetingelser Kontaktvarmetemperaturerne og pressetrykket (svejsetrykket) tages fra producenternes brugervej ledninger. Svejsehastigheden skal afstemmes efter: Udetemperatur Arten af termoplast (f.eks. PVC, PE, PP)

40 Materialebeskaffenhed (f.eks. egnede eller mindre egnede svejsbare termoplasttyper pga. fyldstoffer og blanding). Materialets styrke I alle tilfælde skal der før påbegyndelse af arbejdsopgaverne på byggepladsen svejses en "teststrimmel" (prøvesvejsning), ligesom der skal foretages en skrælningstest. En hastighed på 0,5-6 m/min. er mulig - alt efter materiale. Ved håndsvejsninger ligger ydelsen på 0,2-1 m pr. min. - alt efter materialeart og beskaffenhed. Ved begyndende regn eller stærk blæst samt ved faldende temperaturer til + 5 C skal svejsearbejdet straks indstilles (se producentens brugervejledning). Svejsesømmene skal kontrolleres flere gange dagligt, ligesom der skal føres en svejseprotokol. Ved manuel sammensvejsning skal undergrunden være så fast, at der er et modtryk til stede. Ved automatsvejsning med dobbelttrykrulle er en fast undergrund ikke påkrævet, men det anbefales at bruge en plastplade af en vis længde, som trækkes frem i takt med arbejdets fremdrift. Kontrol Kontrollen udføres efter "Kriterier for visuel bedømmelse af plastmembraner". Reparation Skal der foretages en reparation, kan det enten ske ved ekstrudersvejsning eller varmluft svejsning med tilsatsmateriale (svejsetråd)

41 Arbejdsprøve En prøve, hvor plastsvejseren dokumenterer sine faglige kvalifikationer (f.eks. ved opstart på en ny entreprise). Note: Hvorimod en procedureprøve er en prøve, der verificerer flere parametre, end en arbejdsprøve gør. Svejseprotokol Et dokument, hvor plastsvejseren noterer de faktiske svejseparametre og arbejdsforhold. Ikke destruktiv prøvning (NDT) En prøvningsmetode, der efterlader svejsningen (membranen) ubeskadiget (f.eks.: Visuel kontrol - vakuumprøve - gnisttest eller trykprøve (sidstnævnte kan kun anvendes ved type C svejsninger)). Se afsnit "Søm- og samlingsform" side 45. Destruktiv prøvning En prøvningsmetode, der efterlader svejsningen (membranen) i "beskadiget" tilstand (for det meste en prøvning foretaget på et laboratorium, f.eks. forskydnings- og skrælningstest). Benævnelser ved samlinger Kontrol Kontrol af udførelse (i dette kriterium kun gældende for svejste samlinger). Al øvrig kontrol henføres til DS-R 466. Kontrol med udførelse skal ske på basis af en forud fastlagt kontrolplan (se side 56). Planen skal angive, hvem kontrolforpligtigelsen påhviler, kontrollens omfang, og på hvilket projektstadium, den skal udføres. Det skal ligeledes fremgå, om arbejdet umiddelbart kan videreføres, eller om der først skal foreligge en acceptgodkendelse

42 Ikke-destruktiv prøvning Visuel kontrol af samlingerne foretages ud fra de på siderne 46 til 55 illustrerede eksempler med deraf følgende godkendelse eller kassation. Vakuumprøvning af samlingerne foretages efter DS-R 466 ( ). Gnisttest af samlingerne foretages primært på samlinger, der er forberedt til denne metode (se side 54). Metoden kan dog også anvendes på udækkede membraner, der har været udlagt et stykke tid, og derved har samlet kondens (fugt) på undersiden. Princippet for gnisttest: Et instrument, der afgiver højfrekvente vekselstrømme med høj spænding (Tesla-princip). Føres instrumentet hen over folien langs samlingen, vil plasten virke som isolator. Ved bindingsfejl i samling eller direkte hul i folien vil der dannes jordforbindelse, som vil give et gnistgennemslag og derved registreres fejlen. Trykprøve af samlingerne foretages på samlinger, der er forberedt til denne metode. Svejsningen skal fremtræde som to svejsesømme med et usvejst midterparti. Med specialudstyr kan dette midterparti, som er at betragte som et "rør", pumpes op med luft (2-3 bar). Et manometer på udstyret viser efter en given tid (10-30 min.) en eventuel utæthed. Pst = Psl Tst Tsl NB! Husk at tage højde for temperatur og tryk Pst = tryk v. start Psl = tryk v. slut Tst = temperatur v. start Tsl = temperatur v. slut Konstateres et trykfald, kan utætheden spores med et skummiddel. Det er ganske vist kun den yderste svejsefuge, som kan efterprøves på denne måde, og det er så op til tilsyn/bygherre, under hvilken form utætheden skal repareres

43 Destruktiv prøvning Forskydnings- og skrælningstest foretages af en STP godkendt prøvningsinstans. 1. Prøveudtag: Antallet af prøveudtag er fastlast før arbejdets start jævnfør side 56 i dette kriterium og DS-R 466. Prøveudtag på arbejdsstedet ca. 36 x 60 cm med samlingen liggende i midten af de 36 cm. Prøven mærkes med løbende nr., entreprise nr., år, måned, dag samt svejserens navn eller nr. Prøveudtaget indtegnes på den samlede situationsplan. Prøven sendes til aftalte prøvningsinstans. 2. Prøvningens endelige udførelse: Af hver indsendt prøve vil der blive udtaget 5 usvejste og 10 svejste prøvelegemer (Prøvelegeme 1 se side 43). Gennemsnittet af de 5 usvejste prøvelegemers flydekraft/brudkraft vil blive brugt som referenceværdi. Referenceværdien bestemmes på den tyndeste af de to sammensvejste membraner (over- eller undermembran). 5 af de svejste prøve legemer vil blive anvendt til forskydningstest. 5 af de svejste prøvelegemer vil blive anvendt til skrælningstest. 3. Acceptkriterium: Prøvningen vil blive udført i henhold til DS/ISO 1184 (med Prøvelegeme 1). Trækhastighed 100 mm/min. Ved forskydningstest vurderes resultatet således: Sømstyrken skal for alle prøver af delkrystallinske materialer (f.eks. PE) min. være 90 % af den aktuelle (målte) flydekraft eller brudkraft. For alle prøver af amorfe materialer (f.eks. blødgjort PVC) skal brudkraften være min. 75 % af den aktuelle (målte) brudkraft. Ved skrælningstest vurderes resultatet således: Sømstyrken skal for alle prøver af delkrystallinske og amorfe materialer min. være 75 % af den aktuelle (målte) flydekraft eller brudkraft. Der må ikke ske en åbning i selve svejsesømmen, dog kan en åbning (skrælning) i selve membranmaterialet accepteres. Er det "overlap" eller "underlap", der brydes, men med tegn på mindre flydning, accepteres prøven

44 Test og udførelse Prøvelegeme 1 Forskydningstest Forskydningstest (overmembran/undermembran) Skrælningstest (overmembran/underlap) Skrælningstest (undermembran/overlap)

45 Svejseprotokol Tag- og geomembran Operatør/svejser: Dato: Projekt nr. / navn: Firma: Svejseudstyr / fabrikat: Svejsemetode: (Afkryds) A B C D E Anvendt brugervejledning: Tabelværdier Svejsning nr.: 1. Kontrol 2. Kontrol 3. Kontrol 4. Kontrol 5. Kontrol Dimension Folie dimension L x B Folie tykkelse Bemærkninger Ved svejsning er brugt afskærmning Ja / Nej Ja / Nej Ja / Nej Ja / Nej Ja / Nej Vejrforhold Sol Tørt Vind Temperatur C Regn Sne Rengøring Mekanisk Kemisk Slibning Skrabning Temperatur C Maskine Svejsetemperatur "Varmeøkse" Svejsetemperatur C Varmluft Svejsetemperatur C Ekstruder Trykrulle indstilling Svejsehastighed m/min. Visuel kontrol Vakuumtest Trykprøve Kontrol Indlagt leder Gnisttest Prøveudtag svejse nr. Reparation svejse nr. Operatør / Svejser: (Underskrift) Bemærkninger: Tilsyn / Kontrollant: (Underskrift)

46 Samlemetoder Søm- og samlingsformer: A: Overlapsvejsning uden tilsatsmateriale (varmluft- eller kontaktvarmesvejsning) B: Overlapsvejsning med tilsatsmateriale (varmluft- eller ekstrudersvejsning) C: Overlapsvejsning uden tilsatsmateriale (varmluft- eller kontaktvarmesvejsning) D: "Overlapsvejsning" - kantsøm m/u skærpning (ekstrudersvejsning) E: "Overlapsamling" (limning / klæbning eller vulkanisering)

47 Krav til svejste samlinger og visuel kontrol A: Overlapsvejsning uden tilsatsmateriale 1A: U = underlap U 50 mm Den færdigsvejste membran skal være fri for folder - dybe ridser (transport- eller udlægningsskader), forbrændinger o.l. Man må godt kunne ane svejsestedet ved at "kigge" hen over overfladen (mærke af trykrulle og/eller sammentrækning i materialet e.l.). NB. Det skal tilstræbes, at underlappen (U) har en fri ende på min. 50 mm fra svejsningen. 2A: Langs overgangen mellem overlap-undermembran og underlap-overmembran skal der kunne ses en ensartet sammenflydning (svejsevulst). NB. Sammenflydningen skal fremstå som "blød dråbe" uden skarpe overgange til over-/undermembran, se Fig. A. Fig. B kan ikke accepteres. 3A: Langs svejsesømmen skal der være tydelig indikation af svejseforberedelse (slibning - rensevæsker). Slibningen skal være ensartet og uden dybe spor. A ~ Slibning med f.eks. kornstørrelse 80 B ~ Slibning med rund slibeskive, der ikke er holdt plant, og derved opstår der dybe ridser (kærv)

48 4A: F = fusionsbreddeo = overlap F 20 mm F 20 mm Ved svejsning med fri overlap skal O 10 mm. Ellers skal svejsningen ligge lige til kant med overmembranen, og være fuldsvejst langs hele kanten. F 20 mm. 5A: Ved og omkring svejsningen må folien ikke krølle (tegn på at svejseudstyret har stået og "fedtet i det")

49 B: Overlapsvejsning med tilsatsmateriale 1B: U = underlap U 50 mm Den færdigsvejste membran skal være fri for folder - dybe ridser (transport- eller udlægningsskader), forbrændinger o.l. Man må godt kunne ane svejsestedet ved at "kigge" hen over overfladen (mærke af trykrulle og/eller sammentrækning i materialet e.l.). NB. Det skal tilstræbes, at underlappen (U) har en fri ende på min. 50 mm fra svejsningen. 2B: Tilsatsmaterialet må på intet sted danne en "skarp" overgang til grundmaterialet (fig. D), men derimod have en "blød" afrundet overgang (fig. A-B-C) for at undgå kærvdannelse (brudanvisning). Fig. E kan dog accepteres

50 3B: Langs svejsesømmen skal der være tydelig indikation af svejseforberedelse (slibning - rensevæsker). Slibningen skal være ensartet og uden dybe spor. A ~ slibning med fx kornstørrelse 80 B ~ slibning med rund slibeskive, der ikke er holdt plant og derved opstår der dybe ridser (kærv). O 10 mm F 10 mm F 15 mm 4B: F = fusionsbreddeo = overlap Ved svejsning med fri overlap skal O 10 mm, ellers skal svejsningen ligge lige til kant med overmembranen og være fuldsvejst langs hele kanten. Ved svejsesamlinger med overlap fri fra svejsning skal det tilstræbes, at F 10 mm. Ved svejsesamlinger uden fri overlap skal F 15 mm. (Fig. A). 5B: Ved og omkring svejsningen må folien ikke krølle (tegn på at svejseudstyret har stået og "fedtet i det")

51 C: Overlapsvejsning uden tilsatsmateriale U 50 mm A B 1C: Ved membrantykkelser mindre end ca. 1,5 mm skal der være tydelige spor efter trykrullen (fig. A). Ved membrantykkelser større end ca. 1,5 mm skal samlingen kunne lokaliseres i hele svejselængden (fig. B). NB. Det skal tilstræbes, at underlappen (U) har en fri ende på min. 50 mm fra svejsningen. 2C: Langs overgangen mellem overlap-undermembran og underlap - overmembran skal der kunne ses en ensartet sammenflydning (svejsevulst). NB. Sammenflydningen skal fremstå som en "blød dråbe" uden skarpe overgange til over- undermembran. 3C: Langs svejsesømmen skal der være tydelig indikation af svejseforberedelse (slibning - rensevæsker). Slibningen skal være ensartet og uden dybe spor. A ~ slibning med fx kornstørrelse 80 B ~ slibning med rund slibeskive, der ikke er holdt plant og derved opstår der dybe ridser (kærv). A B

52 4C: F = Fusionsbredde F mm Ved dobbeltsvejsning skal F 10 mm på hver side af "kanalen". Kanalen skal tilsvarende have en bredde 10 mm. 5C: O = Overlap Ved svejsesamlinger med overlap fri fra svejsningen skal O 10 mm, ellers skal svejsningen ligge lige til kant med overmembranen, og være fuldsvejst langs hele kanten. 10 mm 6C: Ved og omkring svejsningen må folien ikke krølle (tegn på at svejseudstyret har stået og "fedtet i det")

53 D. Ekstrudersvejsning 1D: Tilsatsmaterialet skal fremstå som en ensartet streng. På begge sider af svejsningen skal der være et synligt, ubrudt "spor" (synlig overfladeforandring) fra opvarmningsluften. NB. Det skal tilstræbes, at underlappen (U) har en fri ende på min. 50 mm fra svejsningen. U 50 mm 2D: Langs svejsesømmen skal der være tydelig indikation af svejseforberedelse (slibning - rensevæske). Slibningen skal være ensartet og uden dybe spor. (Anbefalet kornstørrelse på slibebånd/skive 80). Hvis der anvendes rund slibeskive, skal denne holdes så plant som muligt, da der ellers let fremkommer dybe ridser (kærv). 3D: e = membrantykkelse O = overlapning Overlapningen skal være ens artet på såvel overmembran som undermembran. O = 6 x e. Dog min. 5 mm og maks. 12 mm 4D: Svejsesømmen skal være et "aftryk" af svejseskoens profil uden overflydning under eller ved siden af svejseskoen. (Se 5D)

54 5D: En mindre overflydning kan accepteres, hvis den er "svejst" helt ned til membranen (fig. A). Et udseende som fig. B kan ikke accepteres grundet kærv (brudanvisning). 6D: e = membrantykkelse x = tilsatsmaterialetykkelse målt fra overmembrankant y = maks. tilsatsmaterialetykkelse "Sømgeometri": x = e y = 2 e ± 10 % Radierne x og y's skæringspunkt angiver, hvor tilsatsmaterialets højeste punkt bør ligge. Der kan accepteres en afvigelse på ± 40 % af det beregnede toppunkt (tykkelse). 7D: Overgangen mellem membran og underlap må ikke gå ind under overmembranens kant (fig. A)

55 Samlinger. der er forberedt til kontrol ved gnisttest Leder Forberedelsen foretages ved, at man inden eller under selve svejsningen indlægger en leder (f.eks. kobbertråd) mellem over- og undermembran. Tråden kan ligge i svejsningen (fig. A.) Tråden kan ligge uden for svejsningen, men under overmembranen (fig. B1-B2). Dette kræver dog, at tråden er fikseret inden svejsning. NB. Lederen skal have jordforbindelse ved en af membranenderne under testningen

56 Generelt Den færdigsvejste membran skal være fri for folder eller "knæk". Folder på langs eller tværs af svejsningen kan ikke accepteres. "Knæk", som oftest langs svejsningens kant, kan ikke accepteres. Det generelle indtryk ved at skue ud over den færdigsvejste membran skal være en spændingsfri flade uden folder på grund af skæve træk, eller folder ved eller omkring svejsningerne. Klatter Der må på intet sted på membranen være "ekstruderklatter" (tabt tilsatsmateriale)

57 Fase: 1 Før arbejdets start fastlægges følgende: Myndighedskrav Kundekrav 2 Valg af membranmateriale 3 Valg af svejseopfølgningsmetode Svejsemetodik Svejsebrugervejledning parametre 4 Svejser Kalibrering af udstyr 5 Niveau-inddeling GRUPPE A GRUPPE B GRUPPE C 6 Svejsearbejde Svejsearbejde Arbejdsprøve Svejserens egenkontrol Svejserens egenkontrol Tilsynsuddannelse Tilsynskontrol Tilsynsuddannelse KS - tilsynsuddannelse Visuel kontrol Svejseprotokol mærkning Visuel kontrol Dokumentation Mærkning Visuel kontrol "Tilsyn" Ikke destruktiv prøvning Destruktiv prøvning Visuel kontrol Ikke destruktiv prøvning Destruktiv prøvning Svejsearbejde Svejserens egenkontrol Visuel kontrol Ikke destruktiv prøvning Dokumentation Mærkning Tilsynskontrol Visuel kontrol "Tilsyn" Ikke destruktiv prøvning Destruktiv prøvning Bygherrens overtagelseskontrol

58 Faseforklaring Fase l: Fase 2: Fase 3: Fase 4: Det aktuelle myndighedskrav til produktet (eventuelle normer og standarder), samt kundens krav til produktet samordnes. Materialevalg til den aktuelle opgave. Herunder vælges opfølgningsmetode i henhold til dette kriterium samt svejsemetodik. Valget skal kunne indfri fase l og 2's krav. Derefter vælges svejsebrugervejledningen inkl. parametre til det valgte materiale. Personale og udstyr 4.1 Uddannelse af personale Er der uddannelseskrav til svejser (eventuelt DS 2383)? 4.2 Kontrol af svejseudstyr Er der krav om, at svejseudstyret skal kalibreres? Gælder kalibreringen såvel nyt som brugt maskinudrustning? Skal kalibreringen udføres af et af de nordiske standardiseringsråd anerkendte institutter? Er kalibreringsinstituttet anerkendt i et land? Er det almindeligt, at instituttet bliver anerkendt i de andre nordiske lande? Fase 5: Niveauinddeling 3 forskellige opfølgningskrav: A, B og C. Gruppe A Den lette, uden særlige krav, men ved svejserens egenkontrol (ikke til deponering af farlige stoffer/medier) Gruppe B Mellemkravet, som kræver både svejserens egenkontrol og bygherretilsyn. Gruppe C Stærkeste krav, som kræver svejserens egenkontrol og bygherretilsyn samt forudgående arbejdsprøve (skal bruges ved skærpede krav til f.eks. kemikaliedeponering)

59 Fase 6: Opfølgningskrav niveau A: Under opfølgningskrav niveau A kan plastsvejsere svejse på svejsemaskiner uden særlig forudgående godkendelser samt udføre egenkontrol, som består af: Svejserens egenkontrol, visuel kontrol Visuel kontrol Visuel kontrol i henhold til dette kriterium. Dokumentation af svejsningen Dokumentation af det udførte arbejde og den visuelle kontrol, bevis for uddannelse og svejsemaskinens beskaffenhed påføres svejseprotokollen (se side 44). Graden af dokumentation bestemmes af bygherren. Der skal samtidig med valg af opfølgningsmetode klart beskrives til det aktuelle arbejde, hvornår og hvor tit svejseprotokollen skal udfyldes, og hvor den arkiveres. Dokumentation ved svejsningen Svejseren skal mærke svejsningerne i et sådant omfang, at det er muligt at identificere svejseren. Mærkningen kan foretages efter aftale med bygherren. Fase 6: Opfølgningskrav niveau B: Under opfølgningskrav niveau B bør plastsvejsere svejse på godkendte svejsemaskiner. Svejsearbejdet følges op af egenkontrol og en bygherrekontrol. Svejserens egenkontrol: Visuel kontrol Visuel kontrol i henhold til dette kriterium. Dokumentation af svejsningen Dokumentation af det udførte arbejde og den visuelle kontrol, bevis for uddannelse, svejsemaskinens beskaffenhed og eventuel kalibrering påføres svejseprotokollen (se side 44). Graden af dokumentation på denne protokol bestemmes af bygherren. Der skal samtidig med valg af opfølgningsmetode klart beskrives til det aktuelle arbejde, hvornår og hvor tit svejseprotokollen skal udfyldes, og hvor den arkiveres. Hvis der stilles krav om sporbarhed, skal svejsekontrol anvendes til alle svejsninger. Denne svejsekontrol arkiveres hos bygherren

60 Dokumentation ved svejsningen Svejseren skal mærke alle svejsningerne i et sådant omfang, at det er muligt at identificere svejseren. Mærkningen kan foretages efter aftale med bygherren. Bygherrekontrollen: Tilsynskontrollen Tilsynspersonalet skal være uddannet og godkendt af bygherren, inden de må varetage tilsynsfunktionen. Tilsynsfrekvens (f.eks. fra %), herunder en visuel kontrol, skal bestemmes samtidig med valg af opfølgningsmetode, inden arbejdet må igangsættes. Ikke destruktiv test Den ikke destruktive test kan bestå af: visuel kontrol -vakuumprøve - gnisttest. Destruktiv test En destruktiv test skal foretages efter de i opfølgningsmetoden angivne retningslinier og frekvens. Den destruktive test skal foretages i henhold til dette kriterium (se side 42). Fase 6: Opfølgningskrav niveau C: Arbejdsprøve (se side 40) Under opfølgningskrav C skal plastsvejsere stille op til en arbejdsprøve med godkendt svejseudstyr. Denne arbejdsprøve skal overværes og godkendes af en af kunden udpeget kontrolinstans (kvalitetssikringstilsyn - i det følgende kaldet KS-tilsyn). KS-tilsynet skal være uddannet og godkendt af bygherren, inden de må varetage KS-kontrolfunktionen. Under arbejdsprøven vil der blive udført følgende test: Kontrol af svejser og svejseudstyr Svejseren skal kontrolleres for uddannelse og godkendelse. Svejseudstyret skal kontrolleres. Ikke destruktiv test Den ikke destruktive test vil her bestå af en indgående visuel kontrol i henhold til dette kriterium

61 Destruktiv test Den destruktive test skal foretages i henhold til dette kriterium, samt normal opskæring med efterfølgende visuel kontrol i henhold til dette kriterium. Dokumentation Dokumentationen for arbejdsprøven arkiveres hos bygherren. Efter godkendt arbejdsprøve kan svejseren starte markarbejdet op. Øvrig kontrol Øvrig kontrol udføres efter "Opfølgningskrav niveau B" (side 58)

62 Praktiske opgaver Opgaverne 1-3 udføres før de øvrige opgaver, derefter har rækkefølgen ingen betydning. 1. PVC Varmluftsvejsning uden føringsdyse (plade mod plade) 2. PEH Varmluftsvejsning med føringsdyse (plade mod plade) 3. PEH Ekstruder- og varmluftsvejsning (T-stød) 4. PEH Varmluftsvejsning af lige gennemføring (folie mod rør)

63 5. PEH Varmluftsvejsning (ekstrudersvejsning) af skrå (ca. 45 ) gennemføring (folie mod rør) Bemærk: Ved opgaverne 7-11 er der frit valg mellem varmluft- eller kontaktvarmesvejsning (maskine). Banebredden kan opskæres nær svejsning og dermed svejses flere gange. Opgaverne udføres af en svejser og en hjælper ("svejsesjak"). A og B mand skiftes, så alle har løst samtlige opgaver hhv. som svejser og hjælper

64 6. PVC Maskinsvejsning Overlapsvejsning uden tilsatsmateriale (samlingsform type A) 7. PEH Maskinsvejsning Overlapsvejsning uden tilsatsmateriale (samlingsform type C) 8. PEH Maskinsvejsning (samlingsform type C) 8A. Svejsningen trykprøves 8B. Prøveudtag 360 x 600 mm (prøven afprøves efter anvisning i "Kriterier for visuel bedømmelse af plastmembraner"). 8C. Reparation efter prøveuddrag med 100 mm overlap - varmluftsvejsning (hånd) med håndrulle. Kanten rundt varmluftsvejses med tilsatsmateriale O eller tråd, med eller uden føringsdyse. 8D. l m kantsvejses med varmluft (med tilsatsmateriale). 1 m kantsvejses med ekstruder (samlingsform D). 8E. Opgaven 8C vakuumtestes

65 9. PVC Overlapsvejsning uden tilsatsmateriale med varmluftblæser og håndrulle. I opgave 6 hugges et hul med hugpibe et stykke fra svejsning. Hullet repareres uden tilsatsmateriale og vakuumtestes. 10. PEL Overlapsvejsning (samlingstype C) En rulle, 4-6 m i bredden, 25 m i længden og 1,5-2 mm i tykkelsen, udrulles og opskæres på midten. Sammensvejsning (svejseprotokol) Visuel bedømmelse Trykprøve Prøveudtag Reparation efter prøveudtag Vakuumtest af reparation 11. PE (frit valg mellem PEL/PEH 1-1,5 mm). Overlapsvejsning på skråning (samlingstype C). Problemløsning uden særlig instruktion Svejsning Kontrol

66 Praktisk prøve Prøve 1 Overlapsvejsning (samlingstype C) Torsdag eftermiddag (4. dag) 2 baner 3000 x 600 x 2 mm PEH Maskinsvejses med varmluft eller kontaktvarme. Fredag morgen (5. dag) Svejsningen trykprøves (0,5 bar). Fra den ene ende og 1 m ind varmluft svejses med tilsatsmateriale (frit dysevalg). Fra den ene ende og 1 m ind ekstrudersvejses (samlingstype D). Midtvejs mellem svejsning og kant hugges et hul med hugpibe. Stedet repareres med en ca. Ø 160 mm lap. Reparationen foretages med varmluft og håndrulle. Kanten rundt varmluftsvej ses med tilsatsmateriale. Reparationen vakuumtestes. NB! Trykprøve og vakuumtest overværes af censor. Midt på varmluftsvejsning (maskine) udtages tre prøver til skrælningstest. Opgaven bedømmes efter "Kriterier for visuel bedømmelse af "plastmembraner". Hver påvist fejl giver 1 point (maks. 4 fejl for at bestå). Utæthed ved trykprøve 2 fejl