Міцність зварних з'єднань є обов'язковим і важливим критерієм гарантованої безаварійної роботи поліетиленового трубопроводу. Як показує практика, неналежний контроль за виконанням робіт зі зварювання виливається для майбутнього власника трубопроводу в економічні втрати при експлуатації, які можуть бути порівняні з вартістю повної перекладки мережі. Особливу небезпеку при цьому викликають трубопроводи, що працюють під тиском, а також транспортують агресивні чи вибухонебезпечні рідини та гази.

У всій світовій практиці допуском до початку проведення зварювальних робіт при будівництві поліетиленового трубопроводу прийнято вважати наявність позитивного висновку про перевірку якості зварного з'єднання, виконаного зварювальником у будівельних умовах, що визначені проектом. Випробування допускного стика дозволить на ранній стадії виявити можливі проблеми в роботі зварювального обладнання, правильності вибору цього обладнання, а також допоможе вибрати оптимальний режим зварювання та його технологічні параметри. При цьому, безумовно, важливо врахувати вплив погодного та людського факторів на якість виконуваних з'єднань.

Маючи багатий досвід спілкування з будівельними організаціями, орієнтованими на зварювання ПЕ труб, ми хотіли б виділити основні моменти, що характеризують сьогоднішню ситуацію на цьому ринку:

– зростає кількість фірм, які виробляють ПЕ труби, якість яких викликає певні сумніви;
– швидко збільшується компанія атестованих зварників з делегованими повноваженнями;
– різноманітність марок трубної сировини з індивідуальними характеристиками, в тому числі нові та спеціальні композиції;
– багатий спектр зварювального обладнання із заявленими широкими можливостями, але найчастіше з вузькими межами практичного застосування;
– навмисне ігнорування чи відступ від загальних норм і правил виконання та контролю будівництва трубопроводу з ПЕ труб.

Сьогодні стандарти щодо контролю якості виконання зварювальних робіт в Україні відсутні, а вітчизняна специфіка практики використання продовжує розділяти підходи і вимоги до контролю якості зварювання труб для газо- та водопостачання. Регіональні водоканали та облгази нашої країни самостійно трактують вимоги до оцінки якості зварювання і правил виконання робіт.



Цілком допустимим разом із візуально-вимірювальним контролем (далі ВВК) є додатковий контроль якості з'єднання способом зрізання зовнішнього грата з метою оцінки суцільності зварювального шва по всій його протяжності, а також вибіркового контролю сплаву валиків грата шляхом його локального згинання і скручування.

Даний метод дозволив доповнити процедуру ВВК і дати об'єктивну оцінку якості зварного з'єднання. Але він має одну специфічну особливість – наявність досить широкого спектру обмежень, безпосередньо пов'язаних з появою випадків бракування якісно виконаних з'єднань.

Цей метод вважається відносно простим у реалізації завдяки зрозумілому алгоритму, але на практиці оцінка отриманих результатів не завжди однозначна. При роботі з трубами, що мають велику товщину стінки, де допуски на зміщення кромок торців труб складають вже кілька міліметрів, зрізання грата стає нетривіальним завданням, тому що всі існуючі інструменти мають упори площини ріжучого інструменту паралельно поверхні труби. У цьому випадку при зрізанні грата його основа (шийка) може бути зрізана нерівно, що згодом покаже негативний результат при його перевірці на сплав валиків. До того ж ВВК бажано проводити до зрізання грата, яке загрожує ушкодженнями труби і самого зварного шва.

Слід зазначити, що зважаючи на відсутність вітчизняних стандартів у цьому напрямку, використання цього методу на практиці було сильно спотворене. В результаті зрізання грата часто стає причиною появи хибних тріщин і ускладнює оцінку якості зварного з'єднання.

Цікаво, що незважаючи на всі «але» даний метод дозволив впевнено виявити проблему локальних несплавлень зварного шва та появи підгратових тріщин при незмінно «правильному» граті та позитивному результаті ВВК. У свою чергу, наявність цих дефектів дала достатньо підстав для перегляду будівельними організаціями існуючих підходів до зварювання ПЕ труб, а також для коригування навчальних програм підготовки фахівців зварювального виробництва та контролерів.


Абсолютно чітко почало вимальовуватися головне завдання – це оперативний і об'єктивний контроль якості виконуваних зварних з'єднань. Однак з огляду на серйозні побоювання, пов'язані з можливим впливом неакуратного зрізання грата на тривалу міцність з'єднання, рішення про 100 % зрізання грата зі всіх виконаних стиків трубопроводу має бути переглянуте з огляду на існуючі норми та правила щодо будівництва трубопроводів з полімерних матеріалів.

Ідея дослідити грат для оцінки якості зварного стика знайшла відображення в розробці компанії Control Point – приладі для інструментального контролю зрізаного грата. На відміну від ручного перегинання грата прилад відчуває його по всій протяжності (близько 95 % його довжини). Інструмент має функцію передачі інформації про проведений тест через Bluetooth на додаток смартфона, що дозволяє в інтерактивному режимі аналізувати ситуацію на об'єкті.

Досить повну картину про короткочасну міцність шва дає випробування зварного з'єднання на осьовий розтяг методом руйнівного контролю. Даний вид випробувань є невід'ємною частиною контролю якості виконуваних робіт зі зварювання ПЕ труб. Важливо врахувати, що отримання висновку з випробувань вимагає досить багато часу, а випробування проводяться тільки в акредитованих випробувальних лабораторіях, які можуть перебувати на значній відстані від місця проведення зварювальних робіт.

Якщо допускне з'єднання не проходить випробування, то початок робіт зі зварювання зсувається на невизначений час до отримання позитивного результату наступного допускного стика. Ризики, які нерідко бере на себе виконавець робіт, починаючи будівництво без належного контролю допускних стиків, можуть виявитися занадто великими.

Найбільш значущу інформацію про якість виконаного з'єднання можна отримати, здійснивши тест на розтягнення методом руйнівного контролю на мобільному пристрої фірми McElroy. Даний метод випробувань добре себе зарекомендував і досить широко використовується при будівництві ПЕ трубопроводів у США, Канаді, країнах Європи, Австралії тощо. Практика показала його ефективність у виявленні грубих дефектів при зварюванні та порушень правил виконання зварювальних робіт. Перевага цього методу виявляється в істотно більшій однозначності отриманого результату тестування.

При незадовільних результатах тестування проб допускного стика можна різко скоротити час на проведення повторних тестів, уникаючи зайвих витрат на лабораторні випробування. Широкий діапазон застосовності польового тестера дозволяє обходитися мінімальним стандартним набором інструменту, а технологічна процедура проведення тесту досить докладно викладена в інструкції до нього. Чітке виконання всіх її правил дозволяє отримати хороші результати тестування та правильно трактувати їх.

Тестування зварного шва має проводитися навченими зварювальниками та контролерами, які пройшли спеціальну підготовку, але при необхідності до цієї роботи можна залучати сторонні організації, що мають необхідні повноваження і відповідне обладнання.

 
Автори: Микола Прокоп'єв, Олена Зайцева

Мал. 1. Вид зразка для польових випробувань на мобільному пристрої McElroy
На рисунке поменять текст:
Зварний шов
Тіло труби (% від зварного шва)
Мал. 2. Крихке руйнування зварювального шва. Результат негативний
Мал. 3. Пластичне руйнування за місцем основного матеріалу труби. Результат позитивний
 
ЖУРНАЛ ПОЛИМЕРНЫЕ ТРУБЫ - УКРАИНА