効率とコストの点で、電気融着溶接は突合せ溶接とどのように比較されますか?

どちらかを選ぶときは 電気融着溶接 (EFW) そして 突合せ溶接(BW) 、決定は多くの場合、パイプのサイズ、材質、設置環境、コストの考慮事項など、プロジェクトの特定のニーズに依存します。

1. 溶接プロセスと装置の複雑さ

電気融着溶接(EFW) これは、抵抗発熱体を含む特別に設計されたフィッティング (カップリング) に電流を流す比較的単純なプロセスです。これにより、継手の両側のプラスチックパイプが溶けて融合します。電気融着溶接で使用される主な機器には、電気融着機、融着ユニット、および適切な電気融着カップリングが含まれます。このプロセスは最小限のセットアップで比較的迅速に完了できるため、手の届きにくい場所や狭いスペースへの設置に最適です。

効率 : 電気融着溶接は、小型または中型のパイプの場合、突合せ溶接よりも効率的なことがよくあります。このプロセスでは準備にかかる時間が短縮され、接続に必要な手順も少なくなります。さらに、電気融着溶接は 1 つのジョイントにつき通常約 5 ～ 10 分で迅速に行うことができるため、時間を節約し、人件費を削減できます。

対照的に、 突合せ溶接(BW) 2 つのパイプ セグメントの端を柔らかくなるまで加熱し、制御された圧力下でそれらを押し合わせます。このプロセスでは高精度の位置合わせが必要ですが、これは高品質の溶接を実現するために不可欠です。突合せ溶接の装置は、パイプクランプシステム、発熱体、油圧プレス機構で構成されています。適切な位置合わせと均一な溶接を確保するには、パイプをクランプ システムで所定の位置に保持する必要があります。

効率 : 突合せ溶接は、特に大きなパイプを扱う場合、時間がかかることがあります。このプロセスには、パイプの洗浄や位置調整など、さらに多くの準備が必要です。溶接自体には時間がかかる場合がありますが、多くの場合、より強力で耐久性のある接合が得られます。突合せ溶接は、接合部の強度が最重要となる大規模プロジェクトや工業プロジェクトに適しています。

2. 材質の適合性

電気融着溶接 通常、次のような材料で作られたパイプに使用されます。 ポリエチレン(PE) 、 ポリプロピレン(PP) 、 and ポリフッ化ビニリデン(PVDF) 。これは、これらの材料に適した多用途の方法であり、特に小径のパイプを使用する場合や、スペースの制限により従来の溶接方法が困難な場合に適しています。電気融着溶接は使いやすさとこれらの材料との互換性により、住宅の水道やガス管などの小規模な設備に最適な選択肢となっています。

効率 : 都市や産業の配管システムでよく使用される材料の場合、電気融着溶接は、複雑な設定を必要とせずにパイプを接合する信頼性の高い方法を提供します。この方法では、接合部の完全性も高く、設置後の検査も比較的簡単です。

突合せ溶接 主に、から作られた大きなパイプに使用されます。 高密度ポリエチレン (HDPE) 、 ポリ塩化ビニル(PVC) 、 and ポリエチレン(PE) 。突合せ溶接で作成される接合部は電気融着溶接で作成される接合部よりも堅牢であることが多いため、大径パイプを扱う場合に特に効果的です。突合せ溶接は、石油やガスのパイプライン、水処理プラント、化学処理施設など、接合部の強度が重要となる産業用配管システムに最適な方法です。

効率 : 突合せ溶接は大口径および高圧システムの両方に適していますが、より小さな配管システムや複雑な取り付けが必要な材料を扱う場合には、電気融着溶接ほど汎用性が低い場合があります。

3. コストに関する考慮事項

各溶接法のコストを評価するときは、両方を考慮することが重要です。 初期投資 そして 長期的な運用コスト .

電気融着溶接 一般に、初期投資が少なくて済みます。電気融着機は通常、大型の油圧突合せ溶接機よりも安価です。さらに、溶接プロセスが速くなり、必要な準備手順が少なくなるため、人件費も安くなることがよくあります。材料、特に電気融着カップリングは、突合せ溶接に使用される配管や継手と比較して、ジョイントごとに高価になる場合があります。ただし、設置時間の短縮により、このコストを相殺できます。

運営コスト : 電気融着溶接では、各溶接を完了するのに必要な人数と時間が短縮されるため、大幅な省力化が可能になります。さらに、カップリングは比較的安価ですが、ジョイントごとに交換する必要があるため、特に大規模プロジェクトの場合、継続的なコストが増加する可能性があります。

突合せ溶接 機器の初期費用が高くなる傾向があります。突合せ溶接に使用される機械、特に大径パイプ用に設計された機械は、非常に高価になる場合があります。さらに、突合せ溶接には、パイプの正確な位置合わせや洗浄など、より多くの準備時間が必要となり、人件費が増加する可能性があります。

4. 強度と耐久性

電気融着と突合せ溶接のどちらかを選択する際の最も重要な要素の 1 つは、 強度と耐久性 最終ジョイントの部分。

電気融着溶接 一般に、ほとんどの低圧から中圧システムに十分な信頼性の高いジョイントを作成します。電気融着によって作成された溶接は均質であり、パイプと同じ材料で作られているため、強力な接合が得られます。ただし、大口径のパイプや高圧下のシステムなどの高応力状況では、電気融着溶接では突合せ溶接と同じレベルの強度が得られない場合があります。

耐久性 : 電気融着接合は信頼性がありますが、特に高い機械的負荷や外部応力に対処する場合、極端な環境要因に対する耐久性や耐性が突合せ溶接と同レベルではない可能性があります。

突合せ溶接 連続的で非常に強力な接合が得られ、一般に電気融着溶接よりも耐久性が高いと考えられています。突合せ溶接ジョイントは、石油・ガス産業や大規模設備などの高圧下のパイプラインに最適です。接合部の強度は、溶接プロセス中の位置合わせ、圧力、温度に大きく依存しますが、正しく行われれば、非常に耐久性があり、長持ちする接続が得られます。

よくある質問

Q1: 電気融着溶接は大きなパイプにも使用できますか?

• A1 : 電気融着溶接は通常小さなパイプに使用されますが、適切な継手が利用可能な場合は大きなパイプにも使用できます。ただし、より大型の高圧システムでは、突合せ溶接が一般的に好まれます。

Q2: 電気融着溶接は突合せ溶接より速いですか?

• A2 : はい、電気融着溶接は、準備やセットアップに必要な時間が少ないため、特に小さなパイプの場合、一般に高速です。

Q3: 高圧パイプラインにはどの方法が適していますか?

• A3 : 突合せ溶接は、溶接の強度と耐久性の点から、高圧システム、特に大口径パイプでの使用に適しています。

Q4: 両方の方法における環境への配慮は何ですか?

• A4 : どちらの方法も有害な化学薬品やガスを必要としないため、環境的に安全です。ただし、突合せ溶接機のエネルギー消費量は、より大型の装置と加熱要件により通常より高くなります。

参考文献:

1. ASTMインターナショナル。 （2020年）。 ポリエチレン管の電融接合の標準ガイド 。 ASTM F3036-16。
2. Wang, H.、Liu, Y. (2018)。 産業用途における熱可塑性プラスチックパイプの突合せ溶接プロセスの分析 。材料処理技術ジャーナル、255、48-56。
3. ISO 21307:2019。 プラスチック配管システム - ポリエチレン (PE) 電気融着継手 。国際標準化機構。