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
Presentasjon :
Type 100
Type 121
Type 100/112
Type 120
Type 115/116
Type 125
Tekniske data:
•
•
•
•
•
Rørtyper :
PE, PEX og PVC
Arbeidstrykk : 16 bar (vann)
Bruddmodus : Rørbrudd utenfor kopling
Livstid :
> 50 år (ISO 9080)
Temperaturområde : < 40oC
Materiale :
Hus:
Klemring:
Pushback ring:
O-ring:
Glassforsterket PA 12
POM
POM
EPDM
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
Tester og godkjennelser:
Tester og godkjennelser:
Materiale testet i henhold til ISO9080 ved SKZ
–10 000 timer ved 20 og 60 °C for å simulere 50 års levetid.
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.
Rheologisk Sveiselinje
Optimalisering
v/Thomas Jeltsch
CAE-Service
Rheologisk Sveiselinje Optimalisering
• Basis
–
–
–
–
–
hvorfor oppstår sveiselinjer
kan sveiselinjer unngås
fiber orientering
innebygde spenning
sveiselinje styrke
• Sveiselinje otimalisering
– prosess
– posisjon
Årsak til sveiselinjer
... grunnet materialflyt rundt hindringer, kjerner, etc.
Årsak til sveiselinjer
... grunnet store veggtykkelses variasjoner
Årsak til sveiselinjer
... grunnet forskjellig flytlengde
Årsak til sveiselinjer
... ved oppdeling av materialflyten
Kan sveiselinjer unngås ?
.... normalt ikke uten omkonstruksjon
Fiber orientering
Flytfront
Strukket flyt
Sjær flyt
Fiber orientering
Tverrsnitt
Hastighet
Tid: t1 < t2
Skjær
Orientering
Fiber orientering
fibre orientation
parallel to weld line
Fiber orientering
fiber orientering
parallel til
sveiselinje
synk i overflaten
Fiber orientering
Sveiselinje
CT- illustrasjon av en sveiselinje, PA-GF10
Fiber orientering
overflate
75%
50%
25%
midten
80x80x2mm
Grivory GV-5H
Fiber orientering
rød
høy
grønn middels
blå
lav
Krymp vs. fiber orientering
krymp 50 ganger forstørret
Fiber orientering @ i midten
Innebygde spenninger
Spenninger i Y-retning
Y
Halvdel av en 80 x 80 x 4mm plate,
fylt med filminnløp fra venstre
X
Sveiselinje styrke
in flow dircetion
perpend. to flow direction
weld line
100%
80%
60%
40%
20%
0%
50% GF *
30% GF *
no GF *
• Sveislinje optimalisering
– prosess
– innløpsposisjon
– erfaring
Prosessering
• høy smeltetemperatur
• høy verktøy temperatur
• rask trykkøkning etter at smeltefrontene
møtes
• rask fylling
• optimal utlufting
• effektiv fordeling av ettertrykket
Innløpsposisjon
B
A
Innløpsposisjon bestemmer sveiselinje
posisjon!
C
Posisjon av sveiselinje
A
B
A
C
sveiselinje
Innebygde Spenning
-350MPa
250MPa
90MPa
18Nm
Overflytskavitet
Innløp
Overflyt kaviteter
Overflytskavitet
WL
WL
EMS-Kaskade fylling
G2
G1
90% fylling gjennom
Innløp 1
Veksler over til Gate 2
EMS-Kaskade fylling
Hastighet
EMS-Kaskade
Hastighet
2-komponent Kaskade Fylling
Signifikant penetrasjon av den 2. komponenten i
sveiselinjeområdet area ved 90% partiell fylling
Grilamid TR90 nat. + TR 90 red
Sveiselinje styrke forbedring
WL standard
Overflow cavity
Cascade
200%
150%
100%
50%
0%
50% GF *
30% GF *
no GF*
Sveiselinje styrke etter aldring
Produksjon av
fastnøkkel med og
uten
overflytskaviteter ...
Grivory HTV-5H1
... etterfulgt
med aldring
2 år varmt vann 110°C
Sveiselinje styrke etter aldring
Produksjon med
standard og
kaskade fylling...
Grivory HT1V-4 FWA
... deretter
aldring i varmt
vann
6.000 timer varmt vann 95°C, 5.5bar, 12 l/min
Sveiselinje styrke etter aldring
WL standard
Overflow cavity
Cascade
400%
300%
200%
100%
0%
w/o aging
with aging
Grivory HTV-5H1 & HT1V-4 FWA, 23°C, static
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
Sveiselinje optimalisering Isiflo Sprint
Kaskadefylling på 40, 50 og 63 mm hus :
Type 110
Varminnløp
Type 120
Varminnløp
Kaldinnløp
Kaldinnløp
Isiflo Sprint type 110-63mm kaskade-fylling, Grilamid LV-65H
General process-parameters:
Innsprøytningstid
Ettertrykk
800bar
Holdtid
Kjøletid
Smelte temperature
Smelte temperatur (Hot-half)
Veksling
mellom innløp
1 og 2 ved
95% fylling
1,43s
50s
60s
280Co (dyse) 280Co 275Co 275Co 250Co (sylinder)
285Co (sone 1) 285Co 285Co 285Co
90%
85%
Teoretisk sveiselinje posisjon (hvit linje)
80%
75%
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 : 110-120 bar / > 1 time
Sprengtrykk etter trykktest type 110 m/kaskadefylling : 110 – 115 bar
•
•
Sprengtrykk / trykktest m/kaskadefylling type 120 : 110-120 bar / > 1 time
Sprengtrykk etter trykktest type 120 m/kaskadefylling : 130 -140 bar
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 : 30 – 40 Nm
Maks. vridningsmoment konisk gjenge m/hamp m/forsterkning : 110 – 120 Nm
Forsterking av sveiselinje Isiflo Sprint
Takk for oppmerksomheten !
Spørsmål ?