DVS 2212-4-2013 Qualification testing of plastics welders - Welding of PE casing pipes - Pipes and piping parts.pdf

1、Bezug: DVS Media GmbH, Postfach 10 19 65, 40010 Dsseldorf, Telefon (0211) 1591-0, Telefax (0211) 1591-150Nachdruck und Kopie, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung desHerausgebersFebruar 2017DVS Deutscher Verband fr Schweien und verwandte Verfahren e. V. Richtlinie DVS 2207-5 Beiblatt 1 Ersetzt Aus

2、gabe Juli 1997Richtlinie DVS 2207-5 Beiblatt 1 Schweien von thermoplastischen Kunststo en Schweien von PE-Mantelrohren Stopfenschweien an PE-Mantelrohren DVS, Ausschuss fr Technik, Arbeitsgruppe “Fgen von Kunststo en“ Diese Ver entlichung wurde von einer Gruppe erfahrener Fachleute in ehrenamtlicher

3、 Gemeinschaftsarbeit erstellt und wird zur Beachtung empfohlen. Der Anwender muss jeweils prfen, wie weit der Inhalt auf seinen speziellen Fall anwendbar und ob die ihm vorliegende Fassung noch gltig ist. Eine Haftung des Deutschen Verbandes fr Schweien und verwandte Ver-fahren e.V. und derjenigen,

4、die an der Ausarbeitung beteiligt waren, ist ausgeschlossen. B974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FB2DEE1C29BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2017-04Februar 2017Inhalt:1. Geltungsbereich2. Stopfenschweien2.1. Schnittdarstellung der Schweiverbindung2.2

5、. Allgemeine Anforderungen2.3. Voraussetzungen zum Schweien2.3.1. Formen, Abmessungen und Eignung von Schweistopfen2.4. Werkzeuge und Gerte2.4.1. Heizelemente2.4.2. Schweistopfenhalter2.4.3. Kegelsenker fr Schumlochbearbeitung2.5. Manahmen vor dem Schweien2.6. Ausfhren des Schweiens2.6.1. Angleichen

6、2.6.2. Anwrmen2.6.3. Umstellen2.6.4. Fgen2.6.5. Abkhlen3. Prfen4. Dokumentation5. Verfahrensanleitung (Kurzfassung)6. Schrifttum2207-5 Beiblatt 1DVSB974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FB2DEE1C29BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2017-041. Geltungsbere

7、ich Das vorliegende Beiblatt zur Richtlinie DVS 2207-5 behandelt das Schweien konischer Schweistop-fen zum Verschluss der Schum nungen mit der Verfahrensvariante HS/HD an Mantelrohrverbin-dungen an werkmig gedmmten Mantelrohrsystemen fr direkt erdverlegte Fernwrmenetze nach AGFW FW 401 sowie den EN-

8、Normen 253, 448, 488, 489, 13941, 15632 und 15698. Fr das Prfen und Bewerten dieser HS/HD-Schweiverbindungen gilt Beiblatt 2. 2. Stopfenschweien Das Stopfenschweien wird zum Verschlieen der Schum nungen angewendet. Es ist eine Kombination des Heizelement-Stumpfschweiverfahrens (HS) mit dem Heizeleme

9、nt-Muf-fenschweiverfahren (HD) und wird im Geltungsbereich dieses Beiblattes als manuelles Verfahren ausgefhrt. 2.1. Schnittdarstellung der Schweiverbindung Der in Bild 1 dargestellte Querschnitt zeigt den Schweistopfen in einer einschaligen Mu e aus PE-HD, einschaligen Mu e aus PE-X, zweischaligen

10、Mu e mit uerer Schale aus PE-X und Innenschale aus PE-HD. Bei dnneren Schalen ragt der Schweistopfen deutlich in das Mu eninnere, bei zweischaligen Mu en mit grerem Durchmesser ist der innere berstand geringer. Bild 1. Prinzipdarstellung von Schweistopfen (links: einschalige Mu e, rechts: zweischali

11、ge Mu e). Besonders zu beachten ist, dass der Schweistopfen lediglich mit der Mu e aus PE-HD eine langfristig sichere sto schlssige Verbindung eingeht. Die Verbindung des Schweistopfens mit der einschaligen Mu e aus PE-X wird zwar durch den u-eren sichtbaren Schweiwulst signalisiert, aufgrund der un

12、terschiedlichen Struktur beider Werksto e (MFR-Wert) ist jedoch eine langzeitige Sto schlssigkeit mit Dichtwirkung nur mit gesondertem Nach-weis gewhrleistet. Der Schweistopfen ist mit einem berstand von 0-2 mm ber der Mu enober che einzuschweien. Da am Schweistopfen nach dem Anwrmen ausreichend pla

13、sti zierte Fge che zur Verfgung steht, ist lediglich bei zweischaligen Mu en mit grerem Durchmesser darauf zu achten, dass der Schweistopfen beim Schweien weit genug in die Innenschale aus PE-HD eingedrckt wird und mit dieser eine innige Verbindung eingeht. Seite 3Februar 20172207-5 Beiblatt 1DVSB97

14、4908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FB2DEE1C29BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2017-04Februar 2017Seite 4Dabei ist eine Fgekraft von etwa 30 bis 50 N einzuhalten. Seitens des Schweiers ist ein Abgleich zwischen der Wanddicke der Mu e und der Lnge des S

15、chweistopfens vorzunehmen, um Unstetigkeiten beim Fgen vorzubeugen. 2.2. Allgemeine Anforderungen Die Schweiverbindungen mssen langfristig dicht sein und dabei den auftretenden thermischen und mechanischen Belastungen widerstehen. Zu beiden Varianten des kombinierten HS/HD-Schweiverfahrens enthlt Ri

16、chtlinie DVS 2207-1 de-taillierte Angaben. Von den ausfhrenden Mu enmontageunternehmen ist eine Verfahrensprfung nach Richtlinie DVS 2207-5 fr den spezi schen Schweistopfen nachzuweisen. Die Ausfhrung auf der Baustelle erfolgt entsprechend der Schweianweisung. Die Schweianweisung muss auch Prfverfah

17、ren und Anforderungen zur Eigenberwachung enthal-ten. Die Anforderungen an die visuellen Prfungen sind in Anlehnung an Richtlinie DVS 2202-1, Be-wertungsgruppe II, festzulegen. Informativ: Es ist weder empfehlenswert noch notwendig, die Stopfenschweiung mittels zustzlichem PE-Lochverschluss (Patch)

18、abzudecken. 2.3. Voraussetzungen zum Schweien Die Schweistopfen mssen bezglich ihrer Abmessungen auf die Gre der Schum nungen und die Mae des Heizdorns sowie der Heizbuchse abgestimmt sein. Voraussetzung fr den Aufbau ei-nes Fgedrucks whrend des Schweivorgangs ist, dass sowohl die Schum nung als auc

19、h der Schweistopfen in derselben Weise konisch geformt sind. Nach EN 489 muss die Kennzeichnung der Schweistopfen so bescha en sein, dass sie nach dem Einbau noch erkennbar ist. Die Schweistopfen sind mit dem Namen des Herstellers zu versehen. Es sind nur Schweistopfen zulssig, die mit dem Namen des

20、 Herstellers bzw. dem Herstellerkennzei-chen und dem MFR-Wert gekennzeichnet sind. Fr die Sicherstellung einer sto schlssigen Verbindung ist es bedeutend, dass die PE-Materialien EN 253 entsprechen. Danach mssen die Schmelze-Masse ieraten (MFR) der PE-Mu enrohre und des Schweistopfens bei der Bestim

21、mung nach EN ISO 1133-1 unter der Prfbedingung 190/5 (190 C, 5 kg) im Bereich von 0,2 g/10 min MFR 1,4 g/10 min liegen und die MFR der zu verschweienden Werksto e drfen hchstens 0,5 g/10 min voneinander abwei-chen. Dies bedingt, dass Schweistopfen zu verwenden sind, auf welchen auch der eindeutige M

22、FR-Wert angegeben ist. Alternativ ist eine eindeutige Kennzeichnung auf der Verpackung notwendig. Bei Ver-wendung von Schweistopfen mit unbekanntem oder nicht eindeutigem MFR-Wert bzw. ohne Kenn-zeichnung ist ein gesonderter Eignungsnachweis zu fhren. 2.3.1. Formen, Abmessungen und Eignung von Schwe

23、istopfen Schweistopfen sind spritzgegossene Formteile, die sich in der Ausfhrung unterscheiden. Sie sind vom Anwender hinsichtlich ihrer Eignung auszuwhlen. 2207-5 Beiblatt 1DVSB974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FB2DEE1C29BEST BeuthStandardsCollection -

24、 Stand 2017-04Form und Abmessung der Schweistopfen mssen mit den zur Verfgung stehenden Werkzeugen und Gerten kompatibel sein. Bild 2 zeigt drei unterschiedliche Formen von Schweistopfen mit folgenden Merkmalen: 1. Vollstopfen mit Loch zum Eindrehen des Stopfenhalters 2. Leichtstopfen mit Loch zum E

25、indrehen des Stopfenhalters 3. Vollstopfen mit Bolzen zum Halten mit z. B. einer Gripzange a) b) c)Vollstopfen mit Loch zum Eindrehen des StopfenhaltersLeichtstopfen mit Loch zum Eindrehen des StopfenhaltersVollstopfen mit Bolzen“ zum Halten mit z. B. einer GripzangeBild 2. Beispiele fr unterschiedl

26、iche Formen von Schweistopfen. Die Schweistopfen a) und b) lassen die Verwendung eines Schweistopfenhalters mit Gewinde-Schneidstift zu, was die sichere Handhabung beim Fgen ermglicht; siehe Abschnitt 2.4.2. Schwei-stopfen; c) erfordert die Verwendung einer Zange o. ., was den Anforderungen an Werkz

27、euge und Gerte nur eingeschrnkt entspricht. 2.4. Werkzeuge und Gerte Die Verwendung geeigneter und sicherer Werkzeuge und Gerte zum Schweien der Schweistopfen ist Teil der sachgemen Schweidurchfhrung. Zur Werkzeug- und Gerteausstattung beim Schweien von Schweistopfen gehren: Heizelement (Stopfenschw

28、eigert) Bohrmaschine bzw. Akkuschrauber Zylindrischer Bohrer bzw. Frser mit Anschlag fr Schumlochbearbeitung (konischer Schlboh-rer) Fcherschleifer Schweistopfenhalter Schaber 2.4.1. Heizelemente Die Heizelemente bestehen aus einem Handgri mit integriertem Temperaturregler und der Energie-zufhrung s

29、owie dem beheizbaren Grundkrper, an welchem Heizdorn und Heizbuchse angeschraubt werden, siehe Bild 3. Seite 5Februar 20172207-5 Beiblatt 1DVSB974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FB2DEE1C29BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2017-04Februar 2017Seite 6Bi

30、ld 3. Heizelement mit Temperaturregler und beheizbarem Grundkrper (links); Heizdorn und Heizbuchse zum Anschrauben (rechts). Der Heizdorn ist auen und die Heizbuchse innen konisch geformt, beide Werkzeuge mssen mit der Form des Schweistopfens und der Schum nung in bereinstimmung sein. Das Heizelemen

31、t muss in seinem Nutzbereich (Heizdorn und Heizbuchse) mit einer antiadhsiven Beschichtung versehen sein, um einer Anhaftung von Schmelzerckstnden vorzubeugen. Die antiad-hsive Eigenschaft muss auch bei lngerem Gebrauch des Heizelements gegeben sein, andernfalls ist ein Austausch bzw. die Neubeschic

32、htung zu veranlassen. Die Verwendung von Antihaftspray o. . ist unzulssig. Bild 4. Heizelement mit Haltevorrichtung. Zur Vermeidung von Verschmutzungen und Beschdigungen des Heizelements ist dieses vor und nach dem Schweien in einer geeigneten Schutzvorrichtung aufzubewahren (z. B. Tragekasten). Zum

33、 sicheren Ablegen whrend des Gebrauchs des Heizelements ist insbesondere whrend der Aufheiz- und Abkhlphasen, der Wartezeiten etc. eine Haltevorrichtung zu benutzen, die einen Fremdkontakt der Heiz chen verhindert, siehe Bild 4. Vor Inbetriebnahme ist das Heizelement entsprechend Richtlinie DVS 2207

34、-1 mit sauberem, unbe-nutztem, saugfhigem, frei von Duftsto en, nichtfaserndem und uneingefrbtem Papier zu reinigen. Nach dem Reinigungsvorgang drfen sich keine Reste von Reinigungsmittel, Papier oder dergleichen auf dem Heizelement be nden. Das Heizelement muss im Temperaturbereich von 180 bis 260

35、C stufenlos einstellbar sein und sollte ber eine automatische Abschaltung bei bertemperatur verfgen. Die bliche Schweitemperatur liegt fr Wanddicken bis 5 mm bei 250 C bis 270 C, bei greren Wanddicken sollten 230 C bis 250 C eingehalten werden; davon abweichende Angaben der Schweistopfenhersteller z

36、u den Ver-arbeitungstemperaturen sind zu beachten. 2207-5 Beiblatt 1DVSB974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FB2DEE1C29BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2017-04Die Temperatur des Heizelements ist vor Schweibeginn zu kontrollieren. Dies kann zum Beispie

37、l mit einem schnellanzeigenden Temperaturmessgert erfolgen, das fr Ober chennmessungen mit einer Au age che von ca. 10 mm geeignet ist. Die Kontrollmessung ist frhestens 10 Minuten nach Erreichen der zum Schweien erforderlichen Schweitemperatur (Solltemperatur) durchzufhren und zu protokollieren. Es

38、 sind jeweils zwei Mess-punkte am Heizdorn und an der Heizbuchse zu whlen, mit welchen ein Durchschnittswert aus vier Einzelmessungen zu ermitteln ist. Nhere Angaben zur Bestimmung der Temperaturgenauigkeit ent-hlt Richtlinie DVS 2208-1. Ggf. vorhandene Abweichungen sind vom Schweier an der Temperat

39、ur-einstellung des Schweigertes nachzuregeln. 2.4.2. Schweistopfenhalter Schweistopfenhalter gibt es in verschiedenen Ausfhrungen, sie mssen ausnahmslos eine leichte Bedienbarkeit und sichere Handhabung whrend der Verfahrensschritte ermglichen. Hierzu gehrt u. a. die feste Verankerung des Schweistop

40、fens mit dem Halter, welche ein versehentliches Herausfal-len oder Verrutschen des Schweistopfens verhindert, siehe Bild 5. Bild 5. Ausfhrungsbeispiele fr Schweistopfenhalter. Nach dem Schweivorgang muss sich der Halter leicht vom Schweistopfen lsen lassen, um eine unntige Belastung der Schweiverbin

41、dung zu vermeiden. Das Hantieren mit einer blichen Zange, als Ersatz fr einen speziellen Schweistopfenhalter, ist unzulssig. Von Vorteil ist es, wenn der Schweistopfenhalter mit einem Anschlag versehen ist, der ein zu tiefes Eindrcken des Schweistopfens in die Schum nung unterbindet. Der Anschlag mu

42、ss so gestaltet sein, dass sich der Schweiwulst beim Eindrcken des Schweistopfens in die Schum nung unge-hindert ausformen kann. 2.4.3. Kegelsenker fr Schumlochbearbeitung Die Schumlochbearbeitung dient dazu, die fr das Schweien erforderliche Anschrgung der zylind-rischen nung zu bewerkstelligen. Hi

43、erzu eignet sich ein speziell geformter Kegelsenker mit einem auf den Schweistopfen abgestimmten Kegelwinkel. Wichtiges Merkmal des Kegelsenkers ist die Begrenzung durch einen Anschlag, damit der groe Ke-geldurchmesser an der zu bearbeitenden Schum nung dem Durchmesser des Schweistopfens entspricht,

44、 siehe Bild 6. Informativ: Ein zu tief eingesenkter Konus wrde dazu fhren, dass ein Teil der Fge che in der Schum nung verloren geht und dadurch die Belastbarkeit des Schweistopfens verringert wird. Seite 7Februar 20172207-5 Beiblatt 1DVSB974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65C

45、D15BE74F0686BD19CFC1FB2DEE1C29BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2017-04Februar 2017Seite 8Bild 6. Ausfhrungsbeispiel eines Kegelsenkers mit Anschlag fr die Bearbeitung der Schum nungen. 2.5. Manahmen vor dem Schweien Generell muss sichergestellt werden, dass der Schweistopfen beim Schweivorgang

46、keinen Wider-stand durch den PUR-Hartschaumsto erfhrt, d. h. die erforderliche Fgekraft in der Schweiebene muss sichergestellt werden, siehe Bild 7 und Bild 8. Bild 7. Ungeeignete Vorbereitung der Schwei che fr Wanddicken 5 mm durch einen Kegelsenker, da die Aufbringung der erforderlichen Fgekraft d

47、urch den Druckwiderstand des PUR-Hartschaumsto es beim Anpressen des Stopfens erschwert bzw. nicht erreicht werden kann. Bild 8. Geeignete Vorbereitung der Schwei che fr Wanddicken 5 mm durch einen Kegelsenker. Im Bereich der Schum nungen sind auf dem Mu enrohr Schaumreste und Verschmutzungen etc. g

48、ro chig zu entfernen. Anschlieend sind die vorgereinigten zylindrischen Schum nungen mittels eines sauberen und fett-freien Kegelsenkers zu bearbeiten. Die Bearbeitung hat wesentlichen Ein uss auf den Schweipro-zess, da die Formschlssigkeit der Schum nung mit dem Schweistopfen und dem Heizelement die unerlssliche Voraussetzung fr eine homogene Verbindung darstellt. Bis 5 mm Wanddicke kann eine zylindrische Anbohrung ausreichend sein. Darber hinaus ist die Boh-rung mit einem Kegelsenker nachzu