Isiflo Sprint Prosessteknisk Optimalisering av Sveiselinjestyrke

Transkript

1 Isiflo Sprint Prosessteknisk Optimalisering av Sveiselinjestyrke Jens Olav Enger SINTEF Raufoss Manufacturing Thomas Jeltsch EMS Grivory, EMS-CHEMIE AG Tor Heine Bossum Raufoss Water & Gas

2 Presentasjon : Type 100 Type 100/112 Type 115/116 Type 121 Type 120 Type 125

3 Tekniske data: Rørtyper : PE, PEX og PVC Arbeidstrykk : 16 bar (vann) Bruddmodus : Rørbrudd utenfor kopling Livstid : > 50 år (ISO 9080) Temperaturområde : < 40 o C Materiale : Hus: Glassforsterket PA 12 Klemring: POM Pushback ring: POM O-ring: EPDM

4 Tekniske fordeler Hus i kompositt materiale: Glassforsterket Polyamide 12 Styrke I gjengepartiet Kompakt design og lav vekt Korrosjonsbestandig Ingen tungmetallavsetning I drikkevann Metallliknende styrke i hus og gjenger

5 Tester og godkjennelser:

6 Tester og godkjennelser: Materiale testet i henhold til ISO9080 ved SKZ timer ved 20 og 60 C for å simulere 50 års levetid.

7 Produktkrav: For å tilfredsstill ISO 9080 kurvene skal koplingene testes i 1 time ved 80 bar for å garantere 50 års levetid ved maks. trykk på 16 bar.

8 Rheologisk Sveiselinje Optimalisering v/thomas Jeltsch CAE-Service

9 Rheologisk Sveiselinje Optimalisering Basis hvorfor oppstår sveiselinjer kan sveiselinjer unngås fiber orientering innebygde spenning sveiselinje styrke Sveiselinje otimalisering prosess posisjon

10 Årsak til sveiselinjer... grunnet materialflyt rundt hindringer, kjerner, etc.

11 Årsak til sveiselinjer... grunnet store veggtykkelses variasjoner

12 Årsak til sveiselinjer... grunnet forskjellig flytlengde

13 Årsak til sveiselinjer... ved oppdeling av materialflyten

14 Kan sveiselinjer unngås?... normalt ikke uten omkonstruksjon

15 Fiber orientering Flytfront Strukket flyt Sjær flyt

16 Fiber orientering Tverrsnitt Hastighet Skjær Orientering Tid: t1 < t2

17 Fiber orientering fibre orientation parallel to weld line

18 Fiber orientering fiber orientering parallel til sveiselinje synk i overflaten

19 Fiber orientering Sveiselinje CT- illustrasjon av en sveiselinje, PA-GF10

20 Fiber orientering overflate 75% 50% 25% midten Fiber orientering rød høy grønn middels blå lav 80x80x2mm Grivory GV-5H

21 Krymp vs. fiber orientering krymp 50 ganger forstørret Fiber i midten

22 Innebygde spenninger Spenninger i Y-retning Y X Halvdel av en 80 x 80 x 4mm plate, fylt med filminnløp fra venstre

23 Sveiselinje styrke in flow dircetion perpend. to flow direction weld line 100% 80% 60% 40% 20% 0% 50% GF * 30% GF * no GF *

24 Sveislinje optimalisering prosess innløpsposisjon erfaring

25 Prosessering høy smeltetemperatur høy verktøy temperatur rask trykkøkning etter at smeltefrontene møtes rask fylling optimal utlufting effektiv fordeling av ettertrykket

26 Innløpsposisjon B A C Innløpsposisjon bestemmer sveiselinje posisjon!

27 Posisjon av sveiselinje A B A C sveiselinje

28 Innebygde Spenning -350MPa 250MPa 90MPa 18Nm

29 Overflytskavitet Innløp Overflyt kaviteter

30 Overflytskavitet WL WL

31 EMS-Kaskade fylling G2 G1 90% fylling gjennom Innløp 1 Veksler over til Gate 2

32 Hastighet EMS-Kaskade fylling

33 Hastighet EMS-Kaskade

34 2-komponent Kaskade Fylling Signifikant penetrasjon av den 2. komponenten i sveiselinjeområdet area ved 90% partiell fylling Grilamid TR90 nat. + TR 90 red

35 Sveiselinje styrke forbedring 200% WL standard Overflow cavity Cascade 150% 100% 50% 0% 50% GF * 30% GF * no GF*

36 Sveiselinje styrke etter aldring Grivory HTV-5H1 Produksjon av fastnøkkel med og uten overflytskaviteter etterfulgt med aldring 2 år varmt vann 110 C

37 Sveiselinje styrke etter aldring Produksjon med standard og kaskade fylling... Grivory HT1V-4 FWA... deretter aldring i varmt vann timer varmt vann 95 C, 5.5bar, 12 l/min

38 Sveiselinje styrke etter aldring 400% WL standard Overflow cavity Cascade 300% 200% 100% 0% w/o aging with aging Grivory HTV-5H1 & HT1V-4 FWA, 23 C, static

39 Oppsummering Sveiselinjer er optiske og mekaniske forstyrrlser Spenninger vertikalt på sveiselinjer er spesielt kritisk å evaluere Optimalisering gjennom å posisjonere sveiselinjer til områder med lave spenninger ha optimale prosess parametere implementere overflyt kaviteter implementere EMS-kaskadefylling

40 Sveiselinje optimalisering Isiflo Sprint Kaskadefylling på 40, 50 og 63 mm hus : Type 110 Type 120 Varminnløp Kaldinnløp Varminnløp Kaldinnløp

41 Isiflo Sprint type mm kaskade-fylling, Grilamid LV-65H General process-parameters: Innsprøytningstid 1,43s Ettertrykk 800bar Holdtid 50s Kjøletid 60s Smelte temperature 280C o (dyse) 280C o 275C o 275C o 250C o (sylinder) Smelte temperatur (Hot-half) 285C o (sone 1) 285C o 285C o 285C o Veksling mellom innløp 1 og 2 ved 95% fylling 90% 85% 80% 75% Teoretisk sveiselinje posisjon (hvit linje)

42

43

44 Sveiselinje optimalisering Isiflo Sprint Sprengtrykk og trykktest : I henhold til ISO 9080 kurvene skal koplingene testes i 1 time ved 80 bar for å garantere 50 års levetid ved maks. trykk på 16 bar. Sprengtrykk / trykktest u/kaskadefylling type 110 : 85 bar / 5 min. Sprengtrykk / trykktest m/kaskadefylling type 110 : bar / > 1 time Sprengtrykk etter trykktest type 110 m/kaskadefylling : bar Sprengtrykk / trykktest m/kaskadefylling type 120 : bar / > 1 time Sprengtrykk etter trykktest type 120 m/kaskadefylling : bar

45 Forsterking av sveiselinje Isiflo Sprint På spesielle komponenter hvor kaskadefylling var urealistisk har Raufoss Water & Gas innført innstøpte karbon fiber ringer som forsterkning av gjengeparti. Ringene er fremstilt ved pullwinding. Maks. vridningsmoment konisk gjenge m/hamp u/forsterkning : Nm Maks. vridningsmoment konisk gjenge m/hamp m/forsterkning : Nm

46 Forsterking av sveiselinje Isiflo Sprint

47 Takk for oppmerksomheten! Spørsmål?