Газифікація с. Комиші Сумської області природним газом двохступеневою системою поліетиленовими газопроводами з розробкою газифікації житлового будинку та технології будівництва поліетиленовими газопроводами з висвітленням технології зварювання поліетилено

До 10

Більше 10 до 23

10±0,5 20±0,5

115±5

150

170

20±6

40±0,5

Рис. 5.1 Схема зразка для випробування стикових зварних з'єднань на розтягування і його розміри

Таблиця 5.2 – Геометричні параметри зварного з'єднання

Товщина стінки труби, мм

Від 5 до 7

Від 7 до 8

Від 9 до 10

Від 10

до 14

Від14 до 18

Від 8

до 23

Висота грата не менше, зсув мм кромок не більше, мм

2,5

0,5

1,0

1,5

2,0

Випробування зразків проводять не менше, ніж через 16 годин після їх виготовлення. Для випробувань застосовують розривні машини, які забезпечують посилення, необхідне для руйнування зразка при швидкості переміщення рухомого захвату 50 мм/хв. Якість зварних з'єднань вважається задовільною, якщо всі випробувані зразки були зруйновані поза швом (за межами зварювання) – рис. 5.1

У якісному зварному з'єднанні валики з обох боків зварного шва повинні бути овальної форми, гладкими, рівномірними і симетричними по всьому периметру (рис. 5.2). Крім того, валики не повинні мати раковин, тріщин, розривів, сторонніх включень та інших дефектів. Впадина між валиками повинна бути видимою, не мати різкої розмежувальної лінії і бути не нижче зовнішньої поверхні труби. Основні дефекти зварних з'єднань поліетиленових труб, причин їх виникнення і способи запобігання наведені в табл. 16. Геометричні параметри зварного з'єднання повинні відповідати вимогам, зазначеним вище. Допускається найбільша висота грата не більше подвоєного значення, наведеного в таблиці.

Отже, при візуальному контролі якість зварних з'єднань поліетиленових труб характеризується чотирма величинами.

Таблиця 5.3 – Основні поверхневі дефекти зварювання

Дефект	Причина дефекту	Спосіб усунення
Висота грата менша норми	Температура оплавлення нижче норми Час нагріву нижче норми Тиск осадки нижче норми	Встановити потрібну температуру нагрівального інструменту Витримати час нагріву згідно з даними таблиці Забезпечити потрібний тиск осадки
Нерівномірна ширина грата	Нерівні торцеві поверхні Перекіс труб при зварюванні Зміщення торців зварюваних труб	Підвищити точність торців Відрегулювати точність центрування труб Перевірити співвісність
Тріщини і раковини по лініях зварювання	Недостатній тиск осадки Погана підготовка торцевих поверхонь Штучне охолодження зварних швів	Забезпечити потрібний тиск осадки Поліпшити ступінь чистоти зварюваних поверхонь Зварний шов охолоджувати тільки природним шляхом
Непровари	Надмірне охолодження оплавлених поверхонь під час технологічної паузи	Знизити час технологічної паузи до межі, зазначеної в таблиці
Раковини, бульбашки повітря	Температура нагріву вище норми Потрапляння на оплавлені кінці крапель вологи Забруднення поверхні нагрівального інструменту Порушення умов збереження труб	Встановити потрібну температуру нагрівального інструменту Захищати ділянку зварювання від атмосферних опадів Більш ретельно очистити поверхню нагрівального інструменту Збільшити глибину шару, що знімають при торцюванні до 2 мм

Ефективність візуального контролю основана на тому, що названі параметри зварного з'єднання пов'язані з параметрами технологічного процесу зварювання. Наприклад, висота валика грата залежить від глибини проплавлення даної труби і тиску осадки, різниця висот валика грата свідчить про різну глибину проплавлення зварюваних труб, а зсув поверхонь характеризує недостатнє центрування труб або невідповідність зварюваних труб по діаметру.

У результаті досліджень візуального контролю був запропонований такий критерій оцінки якості. Зварні з'єднання вважають якісними, якщо виконується умова:

а/d < 0,1 h_1,2/d >0,15

Бракованим вважається зварне з'єднання, якщо має місце одна з умов:

а/d> 0,1 h_1,2/d <0,15

Вимірювання лінійних розмірів виконується за допомогою штангенциркуля ЩЦ-1 ГОСТ 166–80, який має глибиномір або з допомогою спеціального приладу – профілеміра, розробленого інститутом ім. Платона.

№

п/п

Вимоги до якості зварного з’єднання

Примітка

Валики зварного грату повинні бути рівномірно розподілені по торцю розтрубу з’єднувальної деталі.

Висота валика повинна відповідати таким параметрам:

Геометричні розмірни валиків в різних місцях зварного з’єднання не повинні відрізнятися більше ніж на 20%.

Колір валика повинен відповідати кольору труби і деталі.

Поверхня валиків зварного з’єднання повинна бути гладкою. Без тріщин, раковин, пор, сторонніх включень.

Провести механічні випробування 1% всіх з’єднань, зварених одним зварником на одному етапі, але не менше 3 стиків.

Ǿ<=63 2–3 мм

Ǿ>63 3–4 мм

на віддир на зсув

на сплющення

При будівництві газопроводів кожен зварювальник повинен мати посвідчення на право виробництва зварювальних робіт. Однак, незалежно від наявності названого посвідчення зварювальник повинен виконати зварювання трьох пробних стиків при змінних діаметрах зварюваних труб і типу зварювального обладнання, якщо вперше приступає до зварювання або мав перерву в роботі більше трьох місяців, при переході на інший будівельний об'єкт, а також через кожен рік безперервної роботи. Відбір зразків для механічних випробувань здійснюють після того, як отримані позитивні результати візуального і вимірювального контролю.

Якщо в результаті візуального і вимірювального контролю зварні з'єднання не задовольняють встановлених вимог, або при випробуванні на розтягування руйнування відбулось на площі зварювання, результат вважається незадовільним. У такому випадку зварник виконує подвоєну кількість пробних стиків. Якщо при повторному контролі отримані незадовільні результати хоча б по одному із стиків (при візуальному і вимірювальному контролі) або вирізаних зразків (при випробуваннях на розтяг), то зварник вважається таким, що не витримав випробувань, до роботи не допускається і направляється на повторне навчання.

Результати випробувань пробних стиків оформляють актом або висновком і додають до виконавчої документації на газопровід.

Технологічна підготовка виробництва повинна забезпечувати наявність повного комплекту технічної і технологічної документації та технологічного оснащення. Повинні також дотримуватись вимоги до виконання зварювальних робіт – освітленість робочого місця, відсутність атмосферних опадів, необхідна температура навколишнього середовища.

Особливості будівництва газопроводу з поліетиленових труб регламентуються згідно з прийнятими вимогами. Зварювальні роботи допускається виконувати при температурі повітря від –15 до +30° С (при терморезисторному зварюванні від -10 до +45 °С). У більш широкому інтервалі температур зварювальні роботи слід виконувати в спеціальних приміщеннях. На кожне зварне з'єднання зварник повинен поставити номер стику та клеймо, які наносяться на гарячий розплав через 20–30 секунд після осадки.

Технологічний контроль (температура зварювання, тривалість нагріву і охолодження під тиском, тиск при нагріві і охолодженні зварного стику, тривалість технологічної паузи) здійснюються в стовідсотковому об'ємі по кожному зварному стику. Зварні з'єднання поліетиленових труб необхідно перевіряти зовнішнім оглядом і піддавати механічним випробуванням. Перевірці зовнішнім оглядом підлягають 100% з'єднань, механічним випробуванням – 1% з'єднань, але не менше 5 стиків із загальної кількості виконаних одним зварювальником на одному об'єкті. Контрольні стики слід вирізати в період виробництва робіт з метою виключення вварювання «котушок».

Безпосередньо після закінчення зварювання кожен стик підлягає візуальному контролю, який виконується після звільнення труб із затискачів центратору. Дефектні зварні стики бракуються і вирізаються, після чого виконується виявлення та усунення причин виникнення браку (протокол механічних випробувань).

У процесі виконання зварювальних робіт на кожні 100 стиків необхідно виконувати руйнуючі випробування одного контрольного стику, який слід вирізати безпосередньо з трубопроводу. У випадку незадовільних результатів випробувань виконується повторна перевірка подвоєної кількості контрольних стиків. При незадовільних результатах контрольних випробувань хоча б одного з додаткових контрольних стиків зварювання припиняється, всі зварні стики даного зварника бракуються і вирізаються, при цьому виконують виявлення і усунення причин браку. Якщо причиною браку виявляється низька кваліфікація зварника, то його звільняють від роботи.

5.3 Технологія будівництва поліетиленовими газопроводами з висвітленням технології зварювання поліетиленових труб в розтруб

Для з'єднання труб І деталей з поліетилену низького тиску застосовують контактне теплове зварювання у стик.

Теплове зварювання термопластів виконується, як відомо, за рахунок дифузії молекул нагрітого полімеру до його в'язкотекучого стану в контактованих поверхнях. Ділянка в' язкотекучого стану полімеру – інтервал температур, що знаходяться між температурою виникнення течії і температурою розпаду полімеру. У такому інтервалі температур і здійснюється нагрівання труб при тепловому зварюванні. У різних полімерів цей інтервал різний. Якщо він дуже великий, то процес зварювання ускладнюється за рахунок тимчасової жорсткості режиму, а це. істотно, може впливати на якість зварювання.

У в'язкотекучому стані молекули поліетилену мають досить високу швидкість переміщення одна відносно одної. Чим більша рухомість молекул (менша в'язкість розплаву), тим більше за один і той же час молекули полімеру можуть проникнути в пограничні зони зварювальних поверхонь, тим міцніше буде з'єднання. Невдало вибрані теплотехнічні параметри зварювання г однією ч причин отримання стикових з'єднань з низькими показниками міцності. Щоб уникнути цього, слід точно знати ті температурні інтервали, при яких відбуваються фазові перетворення в процесі нагрівання і плавлення полімеру.

Коротко вимоги такі: зварювання труб при високих температурах повітря необхідно вести в жорстких режимах (тобто після 2–3-хвилинної витримки стик швидко охолоджують); при зварюванні в зимовий період при температурі від -5 до -15 °С стик охолоджується за рахунок навколишнього повітря, тобто повільно. Ідеальною буде вважатись така якість стику, яка Ідентична якості матеріалу труб.

Технологічний процес зварювання включає такі етапи:

– підготовка труб до зварювання (збір і встановлення труб у зварювальній установці);

– механічна обробка торців (обробка зварюваних кромок):

– перевірка точності співпадання торців;

– приведення труб до контакту з нагрівальним інструментом і нагрів торців (оплавлення);

– видалення деталей інструменту і виведення інструменту із зони зварювання (технологічна пауза);

– стискання труб однієї з іншою (осадка стику) з охолодженням стику під тиском.

Оплавлення зварюваних горців здійснюється плоским нагрівальним інструментом, що являє собою алюмінієвий диск, кільце або плиту. Температура поверхні інструменту – 21О-230 °С. При оплавленні торці труб притискують до інструменту) з певним зусиллям. На початку процесу оплавлення створюють підвищений тиск (до 0,1–0,25 МІІа) для забезпечення повного контакту торців з нагрівачем. Потім тиск зменшують (до 0,02–0,03 МПа) і продовжують нагрів протягом