Украина, г. Мелитополь,
ул. Интеркультурная, 184
На карте
Присоединяйтесь к нам
в социальных сетях!
Проекты систем полива любой сложности с гарантией результата!
Качественный монтаж всех типов систем полива - 2 года гарантии!
Наш опыт проектирования и монтажа систем полива - 15 лет!
Главная / Статьи

Контроль якості зварювальних робіт при будівництві поліетиленових трубопроводів

Відомо, що для забезпечення надійності на­пірних поліетиленових труб для транспортування газу, води чи технічних продуктів протягом усьо­го терміну їх експлуатації необхідно, по-перше, застосовувати сертифіковані труби та фітинги, а по-друге, здійснювати будівельно-монтажні роботи згідно з вимогами затвердженого про­екту. Важливим штрихом при цьому є проведення випробувань на якість зварних з’єднань.

Залежно від речовин, що транспортуються поліетиленовими трубопроводами, в Україні діє ряд нормативних документів [1-3], у яких чітко прописано процедури та послідовність їх вико­нання, в тому числі й застереження проведення випробувань. Основними методами контролю якості зварних з’єднань напірних трубопроводів є контроль зовнішнього вигляду (огляд з’єднань і вимірювання розмірів ґрата при зварюванні на­грітим інструментом встик усіх зварних з’єднань), руйнівні методи випробування для обраних зраз­ків (осьовий розтяг, сплющення, випробування на відрив тощо), гідравлічні та пневматичні (для збудованих трубопроводів).

Контролю зовнішнього вигляду підлягають з'єднання, виконані будь-яким способом зварю­вання, він проводиться відразу після завершення охолодження зварного з'єднання. Контрольні зразки з'єднань, за якими можна візуально по­рівнювати зовнішній вигляд зварних з'єднань трубопроводу, зберігають на підприємстві, що виконує зварювальні роботи при будівництві трубопроводу з поліетиленових труб.

Метод контролювання

Спосіб зварювання

Зовнішній огляд

Нагрітим інструментом встик. Деталями із закладними нагрівальними елементами

Випробування на осьовий розтяг

Нагрітим інструментом встик

Випробування на сплющування

Деталями із закладними нагрівальними елементами

Випробування на відрив

Деталями із закладними нагрівальними елементами (тільки для сідельних відводів)

Пневматичні чи гідравлічні випробування

Нагрітим інструментом встик. Деталями із закладними нагрівальними елементами


Після виконання зварювання ПЕтруб нагрітим інструментом встик слід звертати увагу на такі вимоги [1]:

— валики зварного шва мають бути симетричні та рівномірно розподілені по окружності зварених труб;

-колір валиків повинен бути одного кольору із трубою та не мати тріщин, пор та сторонніх включень;

-симетричність шва (відношення ширини зо­внішніх валиків ґрата до загальної ширини ґрата) повинна бути кратною співвідношенню в межах 0,3-0,7 у будь-якій точці шва. При зварюванні труб зі з'єднувальними деталями це відношення допускається в межах 0,2ч-0,8;

-зсув зовнішніх кромок елементів, що зварю­ються, не повинен перевищувати 10% товщини стінки труби (деталі);

-западина між валиками ґрата (лінія сплавки зовнішніх поверхонь валиків ґрата) не повинна перебувати нижче зовнішньої поверхні труб (деталей);

— кут зламу зварених труб або труби та з'єдну­вальної деталі не повинен перевищувати 5°.

При будівництві напірних водопроводів у ДСТУ-Н Б В.2.5-40:2009 [2] даний перелік вимог упущено, тому рекомендуємо користуватися нормами, прописаними для газопроводів [1].

Руйнівні випробування зразків зварених з’єднань поліетиленових труб на даний час є обов’язковими тільки для газопроводів. Такі ви­пробування необхідно проводити в сертифікова- них лабораторіях, після чого замовнику видається протокол встановленого зразка.

Основним методом для контролю якості з'єднань ПЕтруб, виконаних зварюванням на­грітим інструментом встик, є випробовування на осьовий розтяг. Результати випробування вважаються позитивними, якщо внаслідок ви­пробування на осьовий розтяг не менше 80% зразків мають пластичний характер руйнування 1 -го типу. Інші 20% зразків можуть мати характер руйнування ІІ-го типу. Руйнування ІІІ-го типу не допускається [1, п. 10.3.2.1].



Робочий тиск газу, МПа

Норми випробувань

На міцність

На герметичність

Випробувальний тиск, МПа

Тривалість

випробування,

годин

Випробувальний тиск, МПа

Тривалість

випробування,

годин

Від 0,005 до 0,300

0,6

1

0,3

24

Від 0,3 до 0,6

0,75

1

0,6

24

Від 0,6 до 1,2

1,5

1

1,2

24



SDR

Максимальний тиск, бар, не більше

MRS 8,0, МПа (ПЕ 80)

MRS10,0, МПа (ПЕ 100)

МОР

Р = 1,ЗхМОР

МОР

Р, =1, ЗхМОР

9

8,0

10,4

10,0

13,0

11

6,4

8,3

8,0

10,4

13,6

5,0

6,5

6,4

8,3

17

4,0

5,2

5,0

6,5

21

3,2

4,1

4,0

5,2

26

2,5

3,2

3,2

4,1

33

2,0

2,6

2,5

3,2

Незважаючи на те, що в нормативних доку­ментах для будівництва водопроводів відсутні вимоги проведення руйнівних випробувань зварних з’єднань поліетиленових труб, рекомен­дуємо перед початком будівельно-монтажних робіт зварити контрольний стик і віддати його на випробування у сертифіковану лабораторію, частину зварного з’єднання, що не піддавалося випробуванню, можна використати як «еталон­ний зразок» при зварюванні даної партії труб. Це стосується в першу чергу будівництва полі­етиленових трубопроводів великого діаметра (315….630 мм) із товщиною стінки понад 20 мм. Геометричні розміри ґрата для труб великих діа­метрів не прописані у таблиці 21 [1]. Річ утому, що оцінити за геометричними розмірами ґрата якість звареного з’єднання складно. Це зумовлено різноманітністю марок поліетиленів, з яких виробляють тру­би, використанням зварювального обладнання з низьким ступенем автоматизації, коли дотримання ре­жиму процесу зварювання залежить виключно від кваліфікації зварника. Тому форму ґрата для труб із великою товщиною стінки (рис. 1) визначити за єдиним критерієм оцінки неможли­во. У таких випадках рекомендується тільки порівняння ґрата з еталонними зразками [6].

При виконанні зварювання полі­етиленових труб із застосуванням з'єднувальних деталей із закладними нагрівальними елементами (муфтові з’єднання) слід дотримуватися техно­логічного процесу (підготовку кінців труб, складання стику тощо). При підготовці кінців труб особливу увагу треба звернути на чистоту поверхонь труб, відсутність вологи і найголовні­ше — на механічну обробку поверхонь

труб (зняття оксидного шару у зоні зварювання). Для зняття оксидного шару товщиною 0,1 -0,2 мм з поліетиленових труб великого діаметра необхідно застосовувати механічні зачисні інструменти. Ці інструменти швидко та якісно зачищають поверх­ню труби, що практично неможливо виконати за допомогою ручної циклі.

При виконанні зварювання поліетиленових труб із застосуванням сіделець із закладними нагрівальними елементами методом терморе- зисторного зварювання, крім вже перелічених вимог, необхідно використовувати оригінальні (розроблені виробником сіделець) затискні при­строї для кріплення сіделець великого діаметра до основної труби (рис. 2). Щілина в 1 мм між поліетиленовою трубою та сідельцем може при­звести до «холодного» зварювання.
При контролі якості з’єднань при терморе- зисторному зварюванні слід здійснювати огляд з’єднань і порівнювати їх із графічними зображен­нями у таблицях Г. 2 та Г. З ДБН В.2.5-41:2009 [1].

До руйнівних методів випробування зразків, що зварені за допомогою деталей із закладними нагрівальними елементами, найчастіше засто­совують випробування на сплющення (муфтові з’єднання) та випробування на відрив (сідельні з’єднання)- додатки Ж та И (відповідно) ДБН В.2.5-41:2009 [1 ]. У країнах ЄС нині надають перевагу контролю якості зварних муфтових з’єднань випробуванням на віддир [4] (рис. 3). При застосуванні цього методу виготовляються п’ять зразків, випробування триває до повного руйнування кожного з них, і потім аналізується характер руйнування — пластичний/крихкий.

Якщо зазначені руйнівні методи випробування здійснюються у сертифікованих лабораторіях на відповідному обладнанні, то гідравлічні чи пневма­тичні випробування проводяться безпосередньо в зоні будівельно-монтажних робіт.
При спорудженні ПЕ газопроводів використо­вується виключно пневматичний метод випро­бування. Слід пам’ятати, що до пневматичних випробувань (на герметичність та міцність) полі­етиленові газопроводи допускаються тільки після проведення контролю якості зварних з’єднань, про що було сказано вище [1, п. 10.3].

Підземні поліетиленові газопроводи всіх тисків випробовуються на міцність і герметичність пові­трям при температурі труби не нижче мінус 15 °С та обов’язковій присипці труби в траншеї шаром ґрунту заввишки 20-25 см [5, п.п. 23.8 та 23.9].

При безтраншейних методах будівництва та ре­конструкції газопроводів (ГНБ, реновація) перед протягуванням труб слід проводити попередні випробування магістралі на герметичність, які при цьому рекомендується здійснювати протя­гом 1 години.

Випробувальні тиски при проведенні попередніх і остаточних випробувань поліетиленових газо­проводів наведені в таблиці 2 [5].

Виходячи з даних таблиці 2, максимальний ви­пробувальний тиск повітрям не повинен переви­щувати 1,5 МПа (15 бар) для труби, виготовленої із поліетилену типу ПЕ 100 50П11. Разом з тим тиск при перевірці на герметичність не повинен перевищувати максимальний робочий тиск ПЕ трубопроводу, тому, що інформація, яка наведена в таблиці, складалася для газопроводів із макси­мальним робочим тиском до 0,6 МПа. Це дуже важливо, оскільки при компресії повітря сильно нагрівається, і в свою чергу нагріватимуться стінки труби. При нагріві до 40 °С стінка поліетиленової труби втрачає приблизно 25% своєї міцності. Особливо на це слід зважати при випробуваннях газопроводів на герметичність при безтраншей- них методах будівництва та реконструкції. Адже підсонячним промінням поліетиленові труби можуть нагрітися і до вищих температур.

Методи випробування водопроводів і напірних каналізаційних мереж прописані в розділі 10 ДСТУ-Н Б В.2.5-40:2009 [2]. Попереднє випро­бування надлишковим гідравлічним тиском на міцність виконується до засипання траншеї та встановлення арматури (гідрантів, запобіжних клапанів, вантузів). Випробувальний тиск повинен дорівнювати розрахунковому робочому тиску, помноженому на коефіцієнт 1,5. Остаточне ви­пробування надлишковим гідравлічним тиском на герметичність виконується після засипання траншеї та завершення всіх робіт на даній ділянці трубопроводу, але до установки арматури, за­мість якої на час випробування встановлюються технологічні заглушки. Випробувальний тиск повинен дорівнювати розрахунковому робочому тиску, помноженому на коефіцієнт 1,3. При до­триманні вимог, прописаних у розділі 10 ДСТУ-Н Б В.2.5-40:2009 [2], особливих проблем при ви­пробуванні не виникає.

За певних обставин ПЕ водопровідні мережі можна випробовувати пневматично. Такі випро­бування водопроводів здійснюють при їх назем­ному та надземному прокладанні в наступних випадках: температура навколишнього повітря нижче 0 °С; використання води неприпустиме з технічних причин; вода в необхідній для випро­бувань кількості відсутня [2].

При цьому умови проведення пневматичних ви­пробувань істотно відрізняються від гідравлічних.

Якщо було прийнято рішення випробовувати поліетиленовий водопровід або напірну кана­лізацію пневматичним способом, то значення випробувального тиску розраховується як для газопроводів. Для розрахунків випробувального тиску в барах застосовується формула:

де MRS — мінімальна тривала міцність, МПа;
С — коефіцієнт запасу міцності (для поліетиле­нових газопроводів = 2,5);
SDR — стандартне розмірне відношення.
Випробувальний тиск має дорівнювати роз­рахунковому робочому тиску, помноженому на коефіцієнт 1,3, тобто Рвипро6=1, ЗхМОР.

Якщо при пневматичному випробуванні роз­рахунок тиску проводити як для гідравлічних випробувань (де коефіцієнт запасу міцності для поліетиленових водопроводів = 1,25), то це може призвести до руйнування трубопроводу (рис. 4), оскільки значення випробувального тиску перевищуватиме допустимий тиск у 2 рази від допустимого для пневматичних випробувань.

У таблиці 3 наведені розрахункові значення тиску повітря, який необхідно створювати у поліетиле­нових трубах при пневматичному випробуванні залежно від значення SDR.

Отже, контроль якості зварних з’єднань полі­етиленових трубопроводів є необхідною проце­дурою. Разом з тим недосконалість нормативних документів (відсутність переліку вимог щодо контролю якості зварних з’єднань при будівництві водопроводів, застережень при пневматичних випробуваннях поліетиленових трубопроводів), що діють на даний час в Україні, призводить до непорозумінь між виробниками поліетиленових труб та фітингів і будівельними організаціями..

Життя вимагає прискорення впровадження стандартів, адаптованих до європейських норм з виробництва пластикових труб та фітингів, з контролю якості зварних з’єднань полімерних трубопроводів, з навчання та атестації зварників пластмас. Це дасть змогу підвищити якість вико­нання робіт і визначати відповідальність кожного за виконану ним роботу.

Література

  1. ДБН В.2.5-41:2009. Газопроводи з поліети­ленових труб. Частина І. Проектування. Частина II. Будівництво.
  2. ДСТУ-Н Б В.2.5-40:2009. Проектування та монтаж мереж водопостачання та каналізації з пластикових труб.
  3. ВСН 550-88. Строительство и проектиро- вание трубопроводов из пластмассовьіх труб (Будівництво та проектування трубопроводів із пластмасових труб).
  4. ІЗО 13954:1997. Ріазіісз рірез апсі Іііііпдз — РееІ бесоНезіоп Іезі Іог роїуеІНуїепе (РЕ) еіесігоїи- зіоп аззетЬІіез оі потіпаї оиїзібе біатеіег дгеаіег ІНап ог 1о 90 тт. (Пластмасові труби та фітинги — Випробування на стійкість до відшарування поліетиленових (РЕ) електрозварних з’єднань номінального зовнішнього діаметра більшого або рівного 90 мм).
  5. ДБН В.2.5-20-2001. Газопостачання.

Наши клиенты