Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Сварка полиэтиленовых труб фитингами с закладными электронагревателями. Учебное пособие
.pdf
объективный характер. Классифицируя сварщиков, часто выделяют
4 уровня рабочих и специалистов.
В первый уровень объединяют обычно рабочих, непосредственно выполняющих сварочные работы. Их обычные профессиональные компетенции понятны и должны включать надлежащие теоретические знания и надежные практические навыки. При этом должны
быть дифференцированы специальные компетенции сварщиков труб
малых диаметров, средних, больших и супербольших диаметров.
Сварщики второго уровня (линейные ИТР) организуют технологический процесс сварки. В число их профессиональных компетенций
должны входить глубокие научно-обоснованные знания в области полимерного материаловедения и твердые знания практических правил
сварки ЗН.
Компетенции сварщиков третьего уровня (технологов) включают готовность разрабатывать и актуализировать нормативы сварки
применительно к конкретным ситуациям. Функция технологов по разработке спецификаций, предусматриваемых международными нормами по сварке или традиционных для России технологических инструкций и проектов производства работ, особенно важна в связи с несовершенством и разночтениями действующих российских норм.
Четвертый уровень присваивается специалистам-экспертам, которые имеют научные публикации в области сварки, проводят научноисследовательские работы и технологические разработки по сварке.
Сварщики четвертого уровня получают обоснованное право заниматься образовательной деятельностью в области сварки.
За рамками этой классификации остались контролеры-специалисты, в значительной мере определяющие качественные показатели
сварки. Их профессиональные компетенции включают исчерпывающие знания в области норм и практические навыки в реализации контрольных процедур.
Дифференциация сварщиков ЗН
Сварщики ЗН первого уровня и принципы их подготовки
должны определяться, исходя из особенностей выполняемой работы.
Первый признак выделения: диаметр свариваемых труб до
250 мм. Сварщики труб малых диаметров – самая массовая категория
сварщиков ЗН. Они должны получить полное обучение инструктивного типа и доказать на практике свою готовность строго выполнять
предписания спецификаций на сооружение трубопроводов. Их
81
квалификация должна проверяться ежегодно при внутренней аттестации на предприятии и в процессе сварки допускных соединений.
В период выполнения рутинных, постоянно повторяющихся,
сварочных работ для оценки стабильности и воспроизводимости технологии отбирается и проверяется определенный спецификацией процент контрольных сварных соединений. Допускные и контрольные соединения подлежат визуально-измерительному контролю (ВИК) и механическим разрушающим испытаниям.
При сварке труб средних диаметров появляются дополнительные рекомендации производителей фитингов с ЗН к условиям сварки,
обрезке труб их зачистке и центровке, а также к сварочным аппаратам
и дополнительной оснастке. Дополнительные рекомендации становятся императивными требованиями по мере увеличения диаметров
свариваемых труб.
Сварщики больших труб должны получить дополнительные конструктивные компетенции в актуальных областях полимерной науки
и физике сварки ЗН. Уместно объективно проверять теоретическую
подготовку сварщиков перед началом ответственных и социально значимых работ, например в форме компьютерного тестирования.
Сварщики должны доказать на практике свою готовность сваривать большие трубы. Учитывая высокие цены на большие фитинги,
сварка допускных соединений больших труб становится проблематичной, а контрольные стыки вообще трудно планировать. Поэтому сварщик больших соединений с ЗН должен накапливать опыт работы при
разовых и уникальных случаях сварки больших диаметров. Этот опыт
должен письменно фиксироваться в специальных формулярах и/или
в электронных базах данных
При ремонте ПЭ трубопроводов с применением фитингов с ЗН
проблемы испытаний контрольных стыков вообще не имеют строгого
решения, и приходится доверять высококвалифицированному и добросовестному сварщику, ориентируясь на данные визуально-измерительного контроля, результаты опрессовки, а также положительный опыт
предшествующих работ.
Контрольные вопросы
1. Роль человеческого фактора при сварке ЗН.
2. Принципы дифференциации требований к сварщикам.
3. Значение послужных списков (формуляров) сварщиков
ремонтных и других разовых работах.
4. Задачи технадзора при сварке ЗН.
82
при
12. КОНТРОЛЬ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ
Неотъемлемыми элементами технологического процесса сварки
ЗН являются визуально-измерительный контроль (ВИК) готовых соединений и их испытания механическими методами. Контрольные процедуры следует проводить согласно спецификации на сооружение трубопровода при входном контроле труб и фитингов, проверке оборудования и допуске сварщиков к работе, отладке технологического режима сварки в конкретных условиях строительно-монтажных работ,
а также оценке стабильности (воспроизводимости) технологии сварки
по требованиям заказчика и надзорных органов.
Эффективность контроля технологического процесса в целом
и контроля сварных соединений в частности является надежной оценкой общего технического уровня строительной организации.
Классификация дефектов и методов контроля сварных соединений
Дефекты сварных соединений делятся на наружные, определяемые при обязательном внешнем осмотре и обмере, а также на внутренние макро- и микродефекты. Внутренние дефекты выявляют после препарирования соединений в результате анализа комплекса результатов
испытаний.
Макродефекты выявляют визуально, без применения увеличительных приборов, принимая во внимание ГОСТ Р 54792. Причины появления макродефектов – разнообразные нарушения технологии
сварки, особенно в части подготовки. Микродефекты представляют собой повреждения макромолекулярной структуры в результате перегрева. Они не выявляются визуально, но могут быть обнаружены по
косвенным признакам, например по порам, вблизи спиралей. Основной
способ оценки роли микродефектов – проведение длительных испытаний сварных соединений в режиме ползучести, т. е. при постоянном
напряжении.
Методы контроля качества сварных соединений подразделяются
на обязательные (основные), проводимые лабораториями строительных организаций, и специальные, которые рекомендуются к использованию специализированными испытательными центрами. Специальные методы применяются в случае необходимости подтверждения результатов обязательных методов, для обоснования специальных
83
технологических приемов и особых технологических параметров
сварки в неблагоприятных условиях, а также других целей.
Пробные и допускные соединения изготавливаются до начала основных сварочных работ.
Вырезку контрольных сварных соединений из трубопровода
осуществляют, как правило, в период производства сварочных работ
с целью исключения вварки «катушек». При этом выбираются худшие
по внешнему виду соединения. Контрольные соединения дополнительно отбираются по требованию органов надзора в случаях обнаружения предполагаемых нарушений технологии сварки.
Контроль сварных соединений включает неразрушающие и разрушающие методы. К обязательным (основным) неразрушающим методам относится визуальный контроль (внешний осмотр) сварных соединений и инструментальный контроль их геометрических параметров.
В течение многих лет разрабатываются и развиваются приборные ультразвуковые и микроволновые методы неразрушающего контроля сварки ЗН. В настоящее время достигнуты успехи в выявлении
некоторых видов дефектов сварки, имеющих заметные размеры. Однако основной дефект – несплавления – не удается обнаружить подобными методами, поэтому они по сути являются факультативными.
Разрушающие методы включают механические испытания, которые довольно разнообразны по способам нагружения. В любом случае
они предусматривают разрушение соединения и последующий анализ
характера разрушения: пластического или хрупкого.
Гидравлические или пневматические испытания смонтированного полиэтиленового трубопровода при его сдаче в эксплуатацию позволяют оценить герметичность трубопровода, выявив протечки.
Сварные соединения, забракованные при внешнем осмотре и измерениях, исправлению не подлежат и должны удаляться из трубопровода.
При неудовлетворительных результатах испытаний сварных соединений обязательными методами необходимо произвести проверку
удвоенного числа соединений тем же методом контроля, по которому
были получены неудовлетворительные результаты.
Если при повторной проверке хотя бы одно из проверяемых соединений окажется неудовлетворительного качества, то сварщик отстраняется от работы и направляется на переподготовку. Все сварные
соединения, сваренные данным сварщиком на объекте, вырезаются
и перевариваются.
84
Для уточнения меры ответственности сварщика повторно контролируются условия сварки и корректность технологии сварки. Проверяется соблюдение технологии сварки на практике, а также ведение журнала сварочных работ. Повторно проверяется сварочная техника, которая использовалась для сварки этих стыков на соответствие
ГОСТ Р ИСО 12176-2–2011. Трубы повторно проверяются на соответствие стандартам, фитинги – на соответствие стандартам и документации изготовителя. Композиция (композиции) ПЭ, использованная для
изготовления изделий, проверяется на соответствие ГОСТ 16337-77
(Полиэтилен высокого давления. Технические условия). Проверяется
корректность оптимизации технологии сварки с учетом погодно-климатических факторов и условий сварки.
Окончательные результаты проверки фиксируются в формуляре
сварщика.
Подразделения технического надзора заказчика, а также государственные органы технического надзора (если это обусловлено
назначением трубопровода) осуществляют в необходимом им объеме
наблюдение (мониторинг) за отбором образцов и обязательными испытаниями, оценивают функционирование системы контроля процесса
сварки в целом.
Визуально-измерительный контроль
Внешний вид сварных соединений, выполненных при помощи
деталей с ЗН, должен отвечать следующим требованиям:
– за пределами соединительной детали на поверхности
должны отчетливо наблюдаться следы механической обработки (зачистки);
– индикаторы сварки (экструдированный расплав) на
должны находиться в выдвинутом положении, а цветовые индикаторы
должны изменить цвет;
– соединительная деталь не должна иметь следов тем
пературной
труб
деталях
деформации или сгоревшего полиэтилена;
– по периметру соединительной детали и за ее пределами
должно быть следов вытекшего расплава полиэтилена или спирали ЗН;
– маркировка соединения, нанесенная несмываемой краской,
должна быть хорошо видна.
85
не
Угол излома сваренных заготовок не должен превышать 0,4–1,2°
(вариации зависят от группы трубопровода по DVS), что соответствует
2–6 мм при базе измерения равной 300 мм.
Для измерения угла излома применяют специальные мерительные приспособления и угломеры, используемые в металлообработке,
а также электронные измерительные устройства. Впрочем, многие специалисты на практике полагаются на хорошее крепление заготовок
в позиционере. В связи с разночтениями по допустимой величине этого
параметра и способе его определения требования к углу излома
должны быть установлены спецификации.
Анализ дефектов внешнего вида и причин их появления проводит старший сварщик бригады. Затем анализ выполняет контролер на
основании своего опыта, результатов механических испытаний, используя таблицы дефектов внешнего вида, контрольные образцы внешнего вида и информацию других документов, в качестве справочной.
Внутренние дефекты сварных соединений
Многие внутренние дефекты не выявляются при визуальном
контроле сварных соединений, но могут быть обнаружены после разрушения соединений или при изготовлении образцов. К таким дефектам можно отнести, например, следующие:
– поры и посторонние включения в виде твердых частиц;
– радиальное смещение спирали относительно поверхности
сварки;
– осевое смещение спиралей;
– местные отслоения (непровары) между трубой и фитингом;
– вздутие и гофрирование труб внутри сварного соединения.
Внутренние дефекты подлежат анализу, степень опасности дефектов должна оцениваться с привлечением результатов механических
испытаний. Причины появления дефектов устраняются и принимаются
меры по предотвращению дальнейших нарушений технологии
Контроль сварных соединений механическими методами
Сварные соединения, выполненные при помощи деталей с ЗН,
подвергают механическим испытаниям. Испытания проводят разными
методами. После ввода в действие ГОСТ Р 58121.1-2018 (ИСО 44371:2014) и ГОСТ Р 58121.3-2018 (ИСО 4437-3:2014) [13] можно
86
ориентироваться также на эти документы. Методы испытаний следует
Номинальный
диаметр трубы d
n
Число
секторов
Угол
Минимальная длина трубы
с каждой стороны детали
16 ≤ dn < 90
2
180°
2dn или 100 мм
90 ≤ dn ≤ 630
4
90°
2dn, но не более 500 мм
зафиксировать в спецификации на сооружение трубопровода.
Метод испытания на стойкость к непрерывно возрастающему
давлению (ГОСТ Р 58121.3-2018)
Применяется для определения разрушающего давления для соединения ЗН при кратковременном испытании при 20±2°.
Испытания на растяжение соединения фитинг/труба
(ГОСТ Р 58121.3-2018)
Образец в виде соединения фитинга с ЗН и двух труб растягивается до пластического разрушения трубы. Испытание моделирует продольную механическую нагрузку в трубопроводе.
Определение стойкости к отрыву при сплющивании электросварных фитингов с раструбом (ГОСТ Р 58121.3-2018)
Образец в виде сектора муфтовой детали, предварительно сваренной с трубой и разрезанной вдоль оси, подвергают испытанию на
сплющивание между плитами. Определяют тип разрушения и процент
отрыва (в виде хрупкого разрушения).
Испытание проводят при температуре (23 ± 2) °С.
Аппаратура: испытательная машина, снабженная плитами, обеспечивающая постоянную скорость сжатия (100 ± 10) мм/мин.
Подготовка к испытанию. Образец представляет собой сектор,
вырезанный вдоль оси из сварного соединения детали с двумя отрезками труб, форма и размеры которого должны соответствовать
табл. 12.1 и рис. 12.1. Испытанию подвергают два образца.
Таблица 12.1
Размеры образцов для испытаний
87
Рис. 12.1. Подготовка образцов
Перед испытанием образцы кондиционируют не менее 2 ч в стандартной атмосфере 23 по ГОСТ 12423, при этом испытание проводят
не ранее чем через 24 ч после окончания сварки соединения, включая
время кондиционирования.
Проведение испытания. Образец устанавливают между плитами,
как показано на рис. 12.2, и осуществляют сближение плит со скоростью (100 ±10) мм/мин до тех пор, пока расстояние между ними не сократится до удвоенной толщины стенки трубы вследствие ее полного
сплющивания.
Рис. 12.2. Расположение образцов между плитами испытательной
машины: 1 – труба; 2 – деталь; 3 – плита
88
После снятия нагрузки образец осматривают, определяя тип раз-
Ос=
𝑦
𝑙
%100%,
Рис. 12.3. Позитивные и негативные результаты теста
рушения (хрупкий или пластический) и место разрушения (по трубе,
по детали, между витками или по границе раздела). При наличии отрыва измеряют штангенциркулем то расстояние между первым и последним витками закладного электронагревателя в зоне сварки, которое принимают за длину шва l и длину хрупкого разрушения сварного
шва у. Для удобства измерения допускается дополнительное разрезание образца любым режущим инструментом в продольном и поперечном направлениях. Стойкость к отрыву при сплющивании О
, %, вы-
с
числяют по формуле
где у – длина хрупкого отрыва сварного шва, мм; l – длина сварного
шва – расстояние между первым и последним витками закладного электронагревателя, мм.
После испытаний оформляется протокол.
Примечание. Критерии оценки качества в ГОСТ Р 58121.3-2018
претерпели некоторые изменения по сравнению с ранее известными
документами.
Определение стойкости к отрыву сварного соединения (ГОСТ Р
58121.3-2018)
Сущность метода. Седловой отвод, сваренный с полиэтиленовой трубой, подвергают испытанию на отрыв от трубы и определяют
характер разрушения. Пластичность сварного шва характеризуется типом разрушения и определением процента отрыва. Испытание проводят при температуре (23 ± 2) °С.
Аппаратура:
– машина, обеспечивающая постоянную скорость движения зажимов (100 ± 10) мм/мин;
89
– зажимное устройство, соответствующее ГОСТ Р 58121.3-2018.
Подготовка к испытанию. Испытуемый образец представляет
собой сварное соединение седлового отвода с ЗН с полиэтиленовой
трубой длиной, равной длине отвода. Сварку образцов проводят по инструкции изготовителя.
Испытание проводят не ранее чем через 24 часа после окончания
сварки соединения.
Образец закрепляют в зажимное устройство устанавливают в испытательную машину и нагружают со скоростью (100 ± 10) мм/мин до
разрушения одной из частей соединения. Затем определяют тип разрушения – хрупкий или пластический – и фиксируют место разрушения.
Рассчитывают процент отрыва и площадь хрупкого разрушения.
Примечания:
1. Хрупкое разрушение – в зоне разрушения не обнаруж
деформация текучести, видимая без увеличительных приборов. Пластическое разрушение – в зоне разрушения имеет место деформация
текучести, видимая без увеличительных приборов.
2. Критерии оценки качества в ГОСТ Р 58121.3-2018
некоторые изменения по сравнению с ранее известными документами.
Определение стойкости к удару электросварных седловых Т-об-
разных отводов (ГОСТ Р 58121.3-2018)
Метод заключается в нанесении удара грузом, падающим с постоянной высоты по крышке отвода, приваренного к трубе. Температура – (0 ± 2) °С. После нанесения ударов по противоположным концам
крышки проверяют наличие разрушений и герметичность.
Указанные выше методы, согласно ГОСТ Р 58121.3-2018, предназначены преимущественно к применению в заводских условиях, как
и ранее рекомендовавшийся метод определения стойкости при посто-
ивается
претерпели
янном внутреннем давлении при 80 °С.
Наряду с изложенными выше методами испытаний в мировой
практике исследований и производственного контроля применяют другие принципы контроля сварных соединений ЗН.
Система испытания локальных образцов
При оценке качества сварки учитывается следующее:
– оценка проводится с учетом поверхности разрушения и трубы
и фитинга;
90
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]