Alles unter Kontrolle: die Bedeutung von Schweissnachprüfungen

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Produkteinblicke

Die Dichtigkeit verschweisster thermoplastischer Kunststoffe ist unerlässlich. Die Validierung von Schweissnähten erfordert geeignete Hilfsmittel: Diese sind, wie nicht anders zu erwarten, ebenfalls Teil des Angebots von Leister.

Autor: Alberto Pecchio, Marketing-Spezialist, Leister Italien

Die Dichtigkeit verschweisster thermoplastischer Materialien ist unerlässlich, besonders wenn die Dichtigkeit von Entsorgungsstätten wie Deponien oder Tiefbauwerken betroffen ist, z. B. Dämme, Stauseen und Tunnel. Die Arbeiten an solchen Bauten sind erst definitiv abgeschlossen, wenn die Qualität der Schweissnähte nach definierten Parametern geprüft wurde. Die Validierung von Schweissnähten erfordert geeignete Hilfsmittel: Diese sind, wie nicht anders zu erwarten, ebenfalls Teil des Angebots von Leister, dem weltweiten Branchenführer für Kunststoffschweisslösungen aus der Schweiz.

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Die Erfahrung von Leister in diesem Segment ist Voraussetzung für die sorgfältige Konstruktion geeigneter Systeme für die Qualitätsprüfung von Schweissnähten. Über diese Systeme haben wir mit Klaid Mastora gesprochen, dem technischen Fachmann für Maschinenwartung und Qualitätskontrolle von Leister.

Was für Schweissnähte werden geprüft?

Für eine hochwertige Arbeit ist es unerlässlich, die Qualität der ausgeführten Schweissungen zu prüfen. Die Prüfung und Dokumentation von Schweissungen sind Standard, wenn es beispielsweise um Arbeiten auf Mülldeponien geht, bei denen maximale Qualität gefordert ist. Fehler bei der Abdichtung würden die Sauberkeit des Grundwassers gefährden und hätten potenziell negative Folgen für die öffentliche Gesundheit. Die Anforderungen der Kunden hängen davon ab, welche Arbeiten ausgeführt werden. Bei Abdichtungsarbeiten müssen Anwender darauf vorbereitet sein, die Qualität ihrer Arbeit zu prüfen und zu dokumentieren. Alle Schweissnähte können geprüft werden, nicht nur solche, die mit einem Schweissautomaten ausgeführt werden, z. B. mit dem GEOSTAR G5 oder G7, TWINNY T5 oder T7 oder COMET, sondern auch solche, die mit Extrudern ausgeführt werden. In der ersten Testphase wird eine Testschweissung mit den Werkstoffen, die später verschweisst werden sollen, ausgeführt. Die Prüfstücke müssen vorbereitet werden. Das perfekte Werkzeug dafür ist der COUPON CUTTER, eine unter der Marke Leister angebotene mechanische Stanze, die es durch ihren langen und ergonomischen Hebel ermöglicht, auf einfache Weise Schweissproben gemäss den DVS-Richtlinien (d. h. den Richtlinien für die Verarbeitung von Kunststoffen, Anm. d. Hrsg.) zu erhalten. Sobald das Prüfstück hergestellt wurde, kann es auf seine Zugfestigkeit getestet werden.

Wie wird die Zugfestigkeit gemessen?

Das ist einfach. Hierfür wird das Leister-Prüfgerät EXAMO USB verwendet. Das Gerät besteht im Grunde aus einer Steuerungs- und einer Messeinheit, Klemmbacken für Reagenzgläser und einem Mechanismus, der die Backen bewegt. Für die Prüfung muss eine Vorschubgeschwindigkeit eingestellt werden, z. B. die Geschwindigkeit, mit der sich die Backen auseinanderbewegen, sodass das Prüfstück aufgrund seiner zunehmenden Streckung belastet wird. Am Ende der (Zerstörungs-)Prüfung wird die gemessene maximale Belastung (F peak) sowie die Bruchdehnung (F tear) zusammen mit den dazugehörigen Dehnungswerten auf einer digitalen Anzeige visualisiert.
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Die Bruchdehnungswerte müssen unter einem bestimmten Grenzwert bleiben, der entsprechend dem jeweiligen Werkstoff und der geplanten Belastung der Schweissnaht festgelegt wird. Das Aussehen des Prüfstücks nach dem Bruch liefert dem Fachmann hilfreiche Informationen über die Qualität der Schweissnaht. Der handliche und leichte EXAMO USB ist ein kleines, tragbares Labor, das für den einfachen Einsatz auf der Baustelle konzipiert wurde.

Welche Methoden dienen sonst noch zur Qualitätsprüfung von Schweissnähten?

Sehr häufig erfolgen Prüfungen direkt auf der Baustelle, basierend auf der Messung des Luftdrucks im Inneren der verschweissten Membran. Das bekannteste Beispiel nutzt die besondere Form der sogenannten doppelten Überlappschweissnähte, dicht beieinanderliegende Schweissnähte, die einen Testkanal bilden, in den Luft gepumpt wird.

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Ein Druckluftmessgerät und eine TEST NEEDLE dienen zur Dichtigkeitsprüfung der Schweissnaht. Die Nadel wird in die Schweissnaht gesteckt, in die anschliessend Luft eingepresst wird, bis ein bestimmter Druck erreicht ist, der mit dem Druckmessgerät gemessen wird. In bestimmten Zeitabständen wird dann die Entwicklung des Drucks beobachtet. Die Prüfung gilt als bestanden, wenn der Druckabfall innerhalb eines akzeptablen Bereichs bleibt. Die Nadel mit dem Druckmessgerät ist in zwei verschiedenen Modellen erhältlich, je nach Härte des zu prüfenden Werkstoffs. Ein einfaches Schutzsystem, dass die Anwender von Qualitätsrisiken schützt.

Wie lassen sich Undichtigkeiten in der Schweissnaht genau lokalisieren?

Für diese Anforderung bietet Leister ein System bestehend aus einer VAKUUMPUMPE und Glocken an, die unterschiedliche Formen haben können (quadratisch = VAKUUM BELL oder rechteckig = VAKUUM BOX). Die zu prüfende Schweissnaht wird zuvor mit Seifenlauge besprüht. Durch das von der Pumpe im Inneren der Glocke erzeugte Vakuum entsteht ein Luftstrom, der Undichtigkeiten sofort anzeigt. Wenn das Problem nicht zu gross ist, lässt sich die undichte Stelle leicht reparieren, z. B. mit einer neuen Extrusionsschweissung, ohne dass die gesamte Schweissnaht neu gemacht werden muss.

Sind die mit diesen Methoden durchgeführten Prüfungen zuverlässig?

Ja, absolut. Die vorbeugende Prüfung des zunächst angefertigten Prüfstücks mit dem EXAMO, gefolgt von Prüfungen mit der TEST NEEDLE und dem Vakuumsystem, erlauben die Einstellung der richtigen Parameter für den gesamten Schweissprozess. Darüber hinaus sind die modernen Schweissmaschinen von Leister, z. B. GEOSTAR G5 oder G7 oder TWINNY T5 oder T7, mit dem Leister-Qualitäts-System (kurz LQS) ausgestattet, einem System, das über GPS verfügt, sodass alle Schweissparameter ständig aufgezeichnet werden - zusammen mit der Geo-Lokalisierung der Maschine.