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
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.
Режими зварювання
| Діаметр труби |
Час (сек.). |
Технологічна пауза
(сек.)
|
Час (хв.) |
|
Прогрів труби
(градуси Цельсія)
|
Охолодження зварного
з’єднання
(градуси Цельсія)
|
|
-5+5◦
|
+5+20◦
|
>+20◦
|
-5+5◦
|
+5+20◦
|
>+20◦
|
|
20
25
32
40
50
63
75
90
110
|
10–12
10–12
12–14
16–20
20–24
24–30
30–40
40–50
50–60
|
6–7
6–7
8–9
13–15
17–19
22–24
26–28
33–35
40–42
|
4–6
5–6
6–7
10–12
15–17
20–22
24–26
30–32
37–40
|
2–3
2–3
3–4
4–5
4–5
5–6
5–6
5–6
6–7
|
2–3
2–3
3–4
4–5
5–6
6–7
7–8
8–10
10–12
|
2–3
2–3
4–5
5–7
6–8
8–9
8–10
10–12
12–14
|
4–5
5–6
6–7
7–8
8–9
9–10
10–12
12–13
14–15
|
Коротко
вимоги такі: зварювання труб при високих температурах повітря необхідно вести н
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 певного часу, який залежить від
товщини стінки груби.
| Склад бригади |
Обладнання та
інструмент |
| Спеціальність |
К-сть
чол.
|
Назва |
Марка |
К-сть
шт.
|
|
Зварювальник 4 р.
Слюсар 3 р.
|
1
1
|
-
Генератор струму
-
Термометр ТТ-ЦО16
-
Нагрівальний елемент
-
Комплект змінних профільних пар (дорн-гільза) Ǿ -16–110
-
Центратор
-
Кутник
-
Калібри
-
Лінійка
-
Ножиці Д-63
-
Цикля
-
Фаскознімач
|
HONDA
ТТ-ЦО16
|
1
1
1
1
1
1
1 компл.
1
1
1
1
|
Тривалість
технологічної паузи (час між закінченням оплавлення торців і початком осадки
стику) не повинен перевищувати 3–7 с.
Осадку
стику виконують при наданому тискові, який складає 0,15–0,25
МПа,
тривалість збільшення тиску осадки 3–8 с. Зварені труби повинні залишатись
закріпленими в затискачах центратора зварювальної установки до тих пір, доки
температура стику не знизиться до 50–60 °С.
Зварювання
поліетиленових труб з маркуванням «ГАЗ» і з’єднувальних деталей до них
допускається при температурі від -5 до +30 °С. При температурі нижче
-15 °С зварювання виконують у спеціальних укриттях. Місце зварювання необхідно
захищати від вітру: атмосферних опадів, сонячного проміння, пилу та піску.
Для
зварювання поліетиленових труб нагрітим інструментом у стик розроблено і
випускається малими серіями декілька модифікацій механізованих установок для
зварювання поліетиленових труб у стик і (розтруб). Конструкція і маса
зварювальних установок залежить від діаметра та типу труб, а також від функцій,
які вони виконують (нове будівництво, заготовка вузлів на ЦЗБ, ремонт
газопроводів). Установки можуть бути переносними, транспортованими на підручних
засобах стаціонарні.
Інститутом
ім. Патона розроблено установки УСТТ-110 та УСТТ-225. Виробництво їх освоїв
Єреванський завод «Рем деталь». Установки комплектуються нагрівальними
інструментами, визначаються простотою виготовлення, невеликою масою і
безпечністю в роботі. Ці установки успішно впроваджуються при будівництві
поліетиленових газопроводів у Миколаївській, Полтавській, Харківській,
Київській, Сумській, Донецькій та інших областях України.
Технологічні
операції із зварювання поліетиленових труб на установках УСТТ-1 10 та УСТТ-225
виконуються в такій послідовності:
– встановлюється на блоці керування температура
нагрівального інструменту 220 °С, що забезпечує підтримку в автоматичному
режимі на поверхні нагрівального інструменту 220 °С;
– труби закріплюються в затискачах центра торів, при
цьому виліт кінців труб із затискачів має бути достатнім (від 10 до 20 мм)
для ведення осадки труб у процесі зварювання;
–
для вирівнювання зварюваних поверхонь, видалення шару, що зазнав впливу
сонячної радіації і кисню повітря, при якому на зварюваних торцях знімається
шар глибиною не менше 2 мм. Непаралельність торців після механічної
обробки не повинна перевищувати 0,3 мм для труб діаметром 63 мм, 0,4 мм
для труб діаметром 110, 160 мм, 0,5 – для труб діаметром 225 мм;
–
проміжок часу між торцюванням і нагрівом зварюваних поверхонь не повинен
перевищувати 3 хв;
–
перевіряється центрування, а потім надійність кріплення труб у центраторі
шляхом зведення труб і створення тиску осадки від 0,20 до 0,25 МПа. При цьому
не повинно відбуватись ковзання труб у затискачах центраторів. Попередньо визначається
зусилля осадки. Зусилля холостого ходу визначається силовимірювальним пристроєм
при переміщенні затиснутої в хомути центратора труби (пліті);
–
після перевірки виходу на робочий режим нагрівальний інструмент встановлюється
в зазор між трубами і створюється тиск оплавлення 0,2+0,05 МПа, який
підтримується до утворення по всьому периметру труби первинного грата висотою:
0,5 мм при товщині стінки до 7 мм; 1,0 мм – від 7 до18 мм;
1,5 мм – більше 18. Після утворення первинного грата необхідно знизити
тиск до мінімального 0,02 – 009 МПа, що забезпечить щільне прилягання горців
труб до нагрівального інструменту. Торці труб прогрівають протягом часу, який
визначають залежно від товщини стінки труби і температури навколишнього
середовища:
– після закінчення процесу
прогрівання видаляється нагрівальний інструмент із зони зварювання, створюється
тиск осадки 0,2–0,05 МПа і забезпечується природне охолодження зварного стику в
центраторі під вищевказаним тиском осадки. Тривалість технологічної паузи
між моментом закінчення прогріву і початком осадки, збільшення тиску осадки і
охолодження зварного стику.
5.2
Енергоресурсозбереження при експлуатації та контролю якості зварного з’єднання
Контроль якості
зварних з'єднань поліетиленових газопроводів можна розподілити на 3 етапи:
попереджувальний – до початку зварювання, активний – в процесі зварювання,
приймальний – після завершення зварювання.
При попереджувальному
контролі рівень якості зварного
з'єднання залежить, перш за все від якості матеріалу.
Вимоги, які ставлять
до якості поліетиленових труб, призначених для транспортування газу
сформульовано в нормативно-технічній документації, в якій регламентуються
допустимі значення лінійних розмірів: довжина труби, її середній зовнішній
діаметр і товщина стінки. Використовуване зварювальне обладнання повинно бути
атестоване на право застосування при будівництві газопроводів. Повторна
атестація зварювального обладнання виконується з інтервалом не більше ніж 10
днів (незалежно від перерв у роботі).
При зварюванні для
забезпечення високої якості зварних з'єднань необхідне співпадання зварюваних
труб за діаметром і товщиною стінки.
Активний
контроль – це контроль правильності витримки оптимальних технологічних
параметрів зварювання. Затримана інформація про ці параметри дозволяє
прогнозувати якість зварного з'єднання в процесі експлуатації.
Контролю підлягають
такі технологічні параметри:
• температура нагрівального інструменту (нагрівача);
• температура і глибина проплавлення контактних з
нагрівачем торців труб;
• час і тиск їх оплавлення;
• тривалість технологічної паузи після встановлення
нагрівача;
• час і тиск при осадці і охолодженні зварного стику.
Контроль температури
нагрівального інструменту виконується термоіндикатором температури; глибини
проплавлення торців труб за допомогою термографічної приставки, розробленої в
ІЕЗ ім. Патона. В результаті термографічного контролю залишається термограма,
на якій зареєстровано розподілення глибини прогрівання по периметру труби.
Для контролю
технологічних параметрів зварювання і оцінки якості зварних з'єднань «Гипрониигазом»
розроблений прилад – циклограф. За його допомогою на паперову стрічку –
термограму записується весь технологічний цикл зварювання.
Основна частина цього
приладу – реєструючий блок, розташований у пило- і вологозахищеному кожусі. Він
складається із стрічкопротяжного і манометричного механізмів і реле тиску.
Реєструючий блок за допомогою спеціальних кронштейнів кріпиться до рами
зварювальної установки і з'єднується з трубопроводом з її гідравлічною
системою. Тиск робочої рідини, утворюваний в гідросистемі установки при
оплавленні і осадці, передається одночасно на стискання торців труб і на
манометричний механізм циклографа, перетворюючий змінюючий тиск у
зворотно-поступальний рух записуючого пристрою. Таким чином, на діаграмній
стрічці, що рухається з постійною швидкістю, записується у вигляді циклограми
весь процес зварювання.
Прилад призначений для
користування з установкою УСПТ, але може працювати і з установками іншого типу,
які мають гідравлічну систему. Застосування циклографа дозволяє підвищити
надійність зварних з'єднань поліетиленових труб.
Термограма є паспортом
контрольованого стику. Таким чином, за допомогою циклограм, можна здійснювати
контроль за правильністю виконання зварювальних операцій. Циклограми можуть
служити додатковою якісною характеристикою при перевірочних випробуваннях
пластмасових газопроводів. Контроль за встановленими оптимальними параметрами
зварювання за допомогою циклограм дозволяє підвищити відповідальність
виконавців будівельно-монтажних робіт і не допустити до експлуатації зварні
з'єднання поліетиленових газопроводів, виготовлені з відхиленням від заданого
режиму.
Приймальний
контроль – це безпосередній контроль якості зварного стику.
Методика оцінки якості зварних з'єднань поліетиленових труб повинна включати як
руйнуючі, так і неруйнуючі методи контролю.
При короткочасних
руйнуючих випробуваннях зварні шви поліетиленових газопроводів перевіряються
вибірково на зразках – лопатках, вирізаних з периметра шва за методикою,
наведеною в ГОСТ 11262–80 (ОСТ СЕВ 1199–78) «Пластмаси». Метод випробування на
розтягування. Зразки для механічних випробувань вирізаються з пробних стиків не
раніше, ніж через 24 години після зварювання. Зразки для випробувань в
кількості не менше 5 штук на кожен стик вирізають з ділянок стику, розташованих
рівномірно по його периметру, шляхом розпилювання стику на смужки з подальшим
їх фрезеруванням. Допускається при товщині стінки труби до 10 мм зразки вирубувати
штампом – просічкою. Ґрат із зварного шва не знімається, а зварний шов не
повинен бути розташований посередині зразка. Форми і розміри зразків наведено
на схемі та табл. 5.1.
Таблиця 5.1 – Форми та
розміри зразків
| Товщина
стінки труби, 5, мм |
Параметри
зразка, мм |
|
|
В
|
l
|
L |
В
|
r
|