DVS 2208-1-2007 Welding of thermoplastics - Machines and devices for the heated tool welding of pipes piping parts amd panels.pdf

1、DVS, Ausschuss fr Technik, Arbeitsgruppe Fgen von Kunststoffen“Bezug: Verlag fr Schweien und verwandte Verfahren DVS-Verlag GmbH, Postfach 10 19 65, 40010 Dsseldorf, Telefon (02 11) 15 91- 0, Telefax (02 11) 1591-150File: D:Eigene DateienKundenDVSRi+Me22082208Teil12208-1.fmErstellt am: 22.02.2006Zul

2、etzt gendert am: 09.01.2007NachdruckundKopie,auchauszugsweise,nurmitGenehmigungdesHerausgebersDiese Verffentlichung wurde von einer Gruppe erfahrener Fachleute in ehrenamtlicher Gemeinschaftsarbeit erstellt und wird als eine wichtige Erkenntnisquelle zurBeachtung empfohlen. Der Anwender muss jeweils

3、 prfen, wie weit der Inhalt auf seinen speziellen Fall anwendbar und ob die ihm vorliegende Fassung noch gltigist. Eine Haftung des DVS und derjenigen, die an der Ausarbeitung beteiligt waren, ist ausgeschlossen.DVS DEUTSCHER VERBANDFR SCHWEISSEN UNDVERWANDTE VERFAHREN E.V.Ersetzt Ausgabe Dezember 1

4、997Inhalt:1 Geltungsbereich2 Allgemeine Anforderungen an Maschinen fr die Heizele-mentstumpf- und Heizelementmuffenschweiung2.1 Spanneinrichtungen 2.2 Fhrungselemente 2.3 Einrichtung zur Schweinahtvorbereitung2.4 Anordnung des Heizelementes 2.5 Steuer- und Regeleinrichtungen 2.5.1 Kraftsteuerung 2.5

5、.2 Zeitsteuerung 2.5.3 Wegsteuerung2.5.4 Protokollausdruck2.6 Aufbau und Kennzeichnung der Maschinen2.7 Betriebssicherheit2.8 Prfung und Wartung2.9 Allgemeine Anforderungen an Heizelemente2.9.1 Gestaltung 2.9.2 Werkstoffe 2.9.3 Oberflchenbeschaffenheit 2.9.4 Mindestleistung des Heizelementes 2.9.5 M

6、indesttemperaturbereich 2.9.6 Temperaturgenauigkeit 3 Maschinen fr die Heizelementstumpfschweiung3.1 Schweimaschinen fr Rohre 3.1.1 Spanneinrichtungen 3.1.2 Fhrungselemente und Spanneinrichtungen 3.1.3 Heizelemente 3.1.4 Einrichtung zur Schweinahtvorbereitung 3.1.5 Steuer- und Regeleinrichtung fr Kr

7、aft, Zeit, Temperatur und Weg3.1.6 Aufbau der Maschine und Sicherheit im Einsatz3.2 Schweimaschinen fr Tafeln3.2.1 Spanneinrichtungen 3.2.2 Fhrungselemente 3.2.3 Heizelemente 3.2.4 Steuer- und Regeleinrichtungen 3.2.5 Aufbau der Maschine und Sicherheit im Einsatz4 Maschinen fr die Heizelementmuffens

8、chweiung4.1 Bauarten 4.2 Technologische Varianten4.3 Schweimaschinen und -gerte4.3.1 Heizelemente 4.3.2 Spanneinrichtungen4.3.3 Fhrungselemente4.3.4 Steuer- und Regeleinrichtungen fr Kraft und Weg5 Gerte fr die Heizwendelschweiung 5.1 Konstruktive Gestaltung 5.1.1 Allgemeines 5.1.2 Elektrische Siche

9、rheit 5.1.3 Bedienerfhrung 5.1.4 Eingabesysteme 5.1.5 Temperaturmessung zur Kompensation der Schwei-energie5.1.6 Transformatoren5.2 Bedienungsablufe 5.3 Gerteanforderungen 5.3.1 Arbeitsbereich 5.3.2 Energieversorgung 5.3.3 Messung des Formstckwiderstandes 5.3.4 Energieabgabe 5.3.5 Schweizeit 5.3.6 S

10、icherheitseinrichtungen 5.3.7 Belastungsnachweis5.4 Kennzeichnung5.5 Protokollausdruck5.6 Prfung und Wartung6 Normen und Richtlinien6.1 Normen6.2 Richtlinien7 ErluterungAnhang: Muster fr Prfprotokolle1 GeltungsbereichIn dieser Richtlinie wird den Halbzeugverarbeitern und den Ma-schinenherstellern ei

11、ne bersicht ber die Anforderungen gege-ben, die an Gerte und Maschinen zum Heizelementschweienund Heizwendelschweien von thermoplastischen Kunststoffenzu stellen sind. Anhand der aufgezeigten Merkmale kann derVerarbeiter prfen, mit welchen Gerten oder Maschinen seineSchweiaufgaben werkstoffgerecht u

12、nd sicher realisierbar sind.Die Richtlinie bezieht sich auf die Verfahren und die verschiede-nen Ausfhrungsarten des Heizelementschweiens, bei denendie Erwrmung der Fgeflchen durch direkten Kontakt mit denHeizelementen erfolgt, wie sie z. B. in DVS 2207-1, -11 und -15beschrieben sind. Bei Heizwendel

13、formstcken ist das Heizele-ment in Form eines elektrischen Leiters bereits im Bauteil inte-griert und verbleibt dort nach dem Fgeprozess.Der Inhalt der Richtlinie bezieht sich insbesondere auf Gertezum Schweien von Polyolefinen (PE, PE-X, PP und PB) sowiePVDF, PVC-U und PVC-C.Bei Gerten zum Schweien

14、 von anderen thermoplastischenKunststoffen ist im Einzelfall zu berprfen, ob werkstoff- undverfahrensbedingt Anforderungen zu bercksichtigen sind, dievon den in dieser Richtlinie festgelegten abweichen.Spezialmaschinen, das gesamte Gebiet des Folien- und Dich-tungsbahnenschweiens, die Infrarot-Schwe

15、itechnologie sowieGerte fr Hochfrequenz-, Vibrations-, Reibschweien usw. wer-den in dieser Richtlinie nicht behandelt.Mrz 2007Schweien von thermoplastischenKunststoffenMaschinen und Gerte fr das Heizelementschweien von Rohren, Rohrleitungsteilen und TafelnRichtlinieDVS 2208-1B974908A824A6748CAAAA99B

16、AB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FA2DEF1929BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2016-11Seite 2 zu DVS 2208-12 Allgemeine Anforderungen an Maschinen fr die Heiz-elementstumpf- und HeizelementmuffenschweiungDie an Maschinen und Gerte zum Heizelementschweien zustellenden Anfor

17、derungen sind so vielschichtig und mit der je-weils durchzufhrenden Schweiaufgabe so eng verknpft, dasses nicht ratsam ist, Universalmaschinen herzustellen, die fr alleSchweiaufgaben umrstbar sind. Aus diesem Grund werdennachstehend zuerst die allgemeingltigen Anforderungen, danndie Besonderheiten d

18、er einzelnen Maschinengruppen beschrie-ben.Der Hersteller muss in geeigneter Form nachweisen, dass seinErzeugnis die in dieser Richtlinie beschriebenen Anforderungenerfllt.2.1 SpanneinrichtungenDie Spanneinrichtungen sind so zu konzipieren, dass die zuschweienden Teile genau, schnell und sicher gesp

19、annt und diezum Schweien notwendigen Krfte ohne Lagenderung derWerkstcke bertragen werden. Die Spanneinrichtungen drfendie Werkstckoberflche nicht nachteilig beeinflussen. Sie sindfr Rohre und Rohrleitungsteile konstruktiv so auszulegen, dasseine Rundformung im Schweinahtbereich erzielt wird.2.2 Fhr

20、ungselementeDie Fhrungselemente mssen die auftretenden Krfte aufneh-men knnen und gewhrleisten, dass die zum Schweien erfor-derlichen Krfte sicher und genau auf die Werkstcke bertragenwerden. Die Fhrungen mssen in allen Betriebszustndenleichtgngig sein. Dies wird z. B. durch eine gute Dauerschmie-ru

21、ng erreicht. Bei manueller Schmierung mssen die Schmierstellen kenntlichgemacht, gut sichtbar und leicht zugnglich sein. In die Bedie-nungsanleitungen sind entsprechende Hinweise aufzunehmen.2.3 Einrichtung zur SchweinahtvorbereitungBei Schweivorgngen, die eine Bearbeitung der Verbindungs-flchen im

22、eingespannten Zustand der Werkstcke erfordern, isteine Einrichtung zur spanenden Bearbeitung vorzusehen. DieseEinrichtung darf andere Arbeitsgnge der Maschine nicht behin-dern.2.4 Anordnung des HeizelementesBeim Heizelementstumpf- und -muffenschweien ist die Aufhn-gung und Fhrung des Heizelementes s

23、o zu gestalten, dass esplanparallel zu den Verbindungsflchen steht. Eine Mglichkeithierzu ist eine selbstzentrierende Aufhngung, in der es sich in-nerhalb bestimmter Grenzen ohne Widerstand verschieben lsst.Nach dem Anwrmvorgang muss das Lsen und Entfernen desHeizelementes von den Verbindungsflchen

24、mglichst schnellerfolgen knnen, damit die zulssige Umstellzeit nicht berschrit-ten wird. Gegebenenfalls sind spezielle Einrichtungen zum Abl-sen des Heizelementes vom Werkstck vorzusehen.2.5 Steuer- und RegeleinrichtungenZur Sicherung reproduzierbarer Ergebnisse mssen Druck und/oder Zeit auf den zu

25、schweienden Werkstoff sowie die brigenSchweibedingungen abstimmbar sein. Anforderungen an dieTemperaturregelung sind in Abschnitt 2.9.6 behandelt. Die Auf-zeichnung der Soll- und Istwerte sind in geeigneter Form vorzu-nehmen. 2.5.1 KraftsteuerungBeim Heizelementmuffenschweien werden die Krfte verfah

26、-rensbedingt nicht durch die Gerte erfasst. Beim Heizelement-stumpfschweien siehe hierzu Abschnitt 3.1.5.1.Einstell- und Ablesbarkeit der Drcke mssen einfach und ber-sichtlich sein. Bei hydraulischen Maschinen muss das Manome-ter (analog oder digital) eine Skalenteilung bzw. Anzeigewertevon 1% des E

27、ndwertes besitzen. Die Anzeigegenauigkeit be-trgt 1 bar (Gteklasse 1,0).Bei Maschinen mit Federkraft muss die Skalenteilung des Anzei-gegert dem maximalen Anzeigewert angepasst sein.Bereich 100 N 10 NBereich 100 . 500 N 20 NBereich 500 N 50 NDer bentigte Arbeitsdruck der Maschine muss vorwhlbar sein

28、.Die Differenz von gewnschter zu tatschlicher Fgekraft darfnicht mehr als 10% betragen. Bei grerer Abweichung ist eineKorrekturtabelle zu erstellen.Die Bedienungskrfte drfen 250 N nicht bersteigen.2.5.2 ZeitsteuerungEine exakte Steuerung des Zeitablaufes ist fr eine sichereSchweiverbindung notwendig

29、. Die Zeiten mssen berwachtwerden.2.5.3 WegsteuerungBeim Fgevorgang ist eine Gesamttoleranz von 0,5 mm einzu-halten.2.5.4 ProtokollausdruckBei Maschinen mit Aufzeichnung bzw. gesteuerten Maschinensind Protokolle auszudrucken, deren Inhalt folgende Mindestan-forderung zu erfllen hat: Gerte fr Heizele

30、mentstumpfschweiung: Maschinen-Typ, Maschinen-Nummer, Datum, Uhrzeit, Protokoll-Nummer, Schweier-Nummer, Baustellen- oder Auftragsnummer, Naht-Nummer, Halbzeugabmessung, Material, Auentemperatur, Solltemperatur und Isttemperatur des Heizelementes, Anwrmzeit, Umstellzeit, Fgedruckaufbauzeit, Bewegung

31、sdruck, Solldruck, Istdruck und Abkhlzeit. Alle Strungen whrend des Schweiverlaufes mssen proto-kolliert werden. Datum der letzten oder nchsten berprfung.2.6 Aufbau und Kennzeichnung der MaschinenDie konstruktive Gestaltung der Schweimaschine muss auf dieEinsatzbedingungen und Umgebungseinflsse der

32、Schweiauf-gaben abgestimmt sein. Die Bedienungsanleitung muss die Kennwerte der Maschine, Funktionsbeschreibungen, Wartungsanweisungen enthalten.An jeder Maschine mssen Angaben zum CE-Zeichen, Hersteller, Typ, Baujahr, Kenndaten (gem DIN), die fr den sicheren Betrieb unentbehrlich sind, deutlich erk

33、enn-bar und dauerhaft angebracht sein.2.7 BetriebssicherheitDie Unfallverhtungsvorschriften sind einzuhalten und die Si-cherheitsbestimmungen nach VDE und Betriebssicherheitsver-ordnung zu beachten, insbesondere wenn mit elektrischer Span-nung ber 50 Volt gearbeitet wird.B974908A824A6748CAAAA99BAB34

34、9F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FA2DEF1929BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2016-11Seite 3 zu DVS 2208-12.8 Prfung und WartungNach Herstellerangabe, jedoch mindestens ein Mal im Jahr, isteine berprfung des Schweigertes bzw. -maschine von ei-nem Sachkundigen mit der dafr not

35、wendigen Erfahrung unddem Nachweis der Qualifizierung durch den jeweiligen Herstellerdurchzufhren. Bei Maschinen und Gerten, die berdurch-schnittlich belastet werden, muss der Prfzyklus verkrzt wer-den. In der Bedienungsanleitung ist auf Zyklen und Umfang derWartung hinzuweisen. Muster fr Prfprotoko

36、lle sind im Anhang enthalten.2.9 Allgemeine Anforderungen an HeizelementeDie Wrme wird von eingebetteten elektrischen Heizkrpernbzw. Wrmetrgern zur Oberflche des Heizelementes durch ei-nen wrmeleitenden Werkstoff bertragen.Das Heizelement muss so gebaut sein, dass unter Betriebs-bedingungen ein einw

37、andfreies Anwrmen der Fgeflchen aufSchweitemperatur gewhrleistet ist. Die Handhabung des Heiz-elementes darf die Umstellzeit nicht negativ beeinflussen. Wh-rend der Angleichzeit und der Anwrmzeit muss das Bedienper-sonal die Wulstbildung am Heizelement beobachten knnen.Das Heizelement muss in eine P

38、osition gebracht werden knnen,in der es problemlos und sicher gereinigt werden kann. Die ma-schinenseitig einstellbaren maximalen Solltemperaturen drfenzu keiner Zerstrung oder Vernderung der Oberflchenbe-schichtung fhren.Die Besonderheiten des Heizwendelschweiens sind in Ab-schnitt 5 beschrieben.2.

39、9.1 GestaltungDie gesamte Schweiflche der Werkstcke muss innerhalb derNutzflche des Heizelementes liegen. Hierbei gilt als Nutzflcheder Bereich, in dem Temperatur und abzugebende Wrme inner-halb des geforderten Toleranzfeldes regelbar sind. Die Mae derNutzflche mssen auf dem Heizelement dauerhaft an

40、gegebenwerden.2.9.2 WerkstoffeDie Heizelemente bestehen aus einem ausreichend wrmelei-tenden, korrosionsbestndigen und lunkerfreien Material.2.9.3 OberflchenbeschaffenheitDie Oberflche eines Heizelementes muss im Nutzbereich so be-schaffen sein, dass ein Verbleiben von Rckstnden des plasti-schen Mat

41、erials vermieden wird und das Reinigen ohne Besch-digung mglich ist. Zwecks leichterer Sauberhaltung der Oberfl-che und Minderung der Haftkrfte beim Ablsen der Fgeteilewerden Beschichtungen empfohlen.Antihaftspray wirkt als Trennmittel und darf nicht verwendet wer-den. Es wird beim Abheben der Fgete

42、ile vom Heizelement mitabgehoben und in die Schweinaht bertragen.Zur Kontrolle der Beschichtungsgte sind mit PTFE neu be-schichtete Heizelemente vor der ersten Inbetriebnahme mindes-tens 1 Stunde auf Arbeitstemperatur 260C vorzuheizen. Tempe-raturen ber 270C zerstren die PTFE-Beschichtung und dieHei

43、zelemente mssen dann neu beschichtet werden. Auerdem ist zu beachten: Bei PTFE-Beschichtung Rauheitsklasse N9 nach DIN ISO1302, Ra 6,3 m, Rt 16 m. bliche Beschichtungsdickenliegen zwischen 30 bis 50 m. PTFE-Beschichtungen sind soeinzufrben, dass Beschdigungen und Rckstnde vomSchweivorgang leicht erk

44、ennbar sind. Bei galvanischen berzgen drfen keine Unterkupferungenoder kupferhaltigen galvanischen berzge verwendet wer-den.2.9.4 Mindestleistung des HeizelementesUnabhngig von der Art der Temperaturregelung, dem damit ver-bundenen Regelverhalten und dem Temperaturprofil auf dernutzbaren Heizelement

45、flche muss sich der Temperaturabfall imBereich der Werkstckanlage mit dem Ende der Angleichzeit aufeinen Wert 2000 . 5000 5000 . 12000 12000Reglerabweichung C 333333Temperaturverteilung ber die Nutzflche C5 7 11 13 14 8Technisch bedingte Gesamtabweichung C8101416171B974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2

46、C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FA2DEF1929BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2016-11Seite 4 zu DVS 2208-1Die Messung wird bei Rohr-Heizelementen an 4 Punkten aufdem ueren Nutzflchenbegrenzungskreis im Abstand von 90durchgefhrt. Bei Elementen zur Schweiung von Tafeln wirddas Elemen

47、t in die Reinigungsposition gefahren und nach einerWartezeit von 8 Minuten (zugfreie Umgebung) die Messungenauf der Nutzflche ausgefhrt. Diese werden von der Mitte, be-ginnend im Abstand von 50 cm, und an/unter den Befestigungs-punkten/Halterungen vorgenommen. Die Messzeit ist so zu wh-len, dass die

48、 Werte stabil angezeigt werden. Zur Differenzbildungsind der kleinste und grte Messwert heranzuziehen.Die Messungen werden bei einer Umgebungstemperatur von23 2C und einer Bezugstemperatur von 210C bzw. bei Ele-menten zum Heizelementmuffenschweien bei 260C durchge-fhrt. Dazu bieten sich vorzugsweise schnell anzeigende Tempe-raturmessgerte fr Oberflchenmessungen bei einer Auflagefl-che mit ca. 10 mm Kantenlnge an, die guten Flchenkontaktund schnelle Reaktionszeiten ermglichen.Der Temperaturregler muss in geeigneter Weise i