Журнал Полимерные трубы - Производство и качество

Методика будівництва гарантовано аварійних трубопроводів, або знову про якість виконання будівельно-монтажних робіт

Протягом останніх чотирьох років в Україні суттєво оновилася нормативно–технічна база з контролю за виробництвом полімерних труб і фасонних деталей та стандартів з проектування і будівництва трубопроводів з полімерних матеріалів. Ця тема була детально висвітлена в публікаціях на сторінках журналу «Полімерні труби – Україна» [1-3]. У статтях автори намагалися допомогти проектантам і будівельникам полімерних трубопроводів розібратися у лабіринтах державних стандартів. У публікаціях наголошувалося на основні зміни нормативів у проектуванні, зварюванні та укладці поліетиленових трубопроводів різного застосування і, відповідно, правильного застосування цих норм.

Однак, окрім стандартів, потрібен ще й контроль за виконанням як проектної документації, так і безпосередньо за виконанням будівельно-монтажних робіт. Що стосується проектування та будівництва газопроводів, то газова інспекція та Держгірпромнагляд України ретельно виконують свою роботу. А що стосується контролю за проектуванням та будівництвом водопроводів і каналізаційних мереж, то тут повна анархія.

Як відомо, запорукою успішного будівництва полімерного трубопроводу є «три кити»: якість полімерних труб і фасонних деталей, справне зварювальне обладнання та кваліфікація виконавців робіт.

Що стосується поліетиленових труб і фасонних деталей, то в Україні ряд виробників полімерних труб повністю дотримуються стандартів України, замовникам залишається лише купувати саме таку продукцію.

Що стосується зварювального обладнання, то більшість будівельно-монтажних організацій, які будують газопроводи, забезпечені ним і справно проводять його щорічну сертифікацію. Крім того зварники поліетиленових газопроводів проходять щорічну переатестацію, а керівники зварювальних робіт проходять підвищення кваліфікації один раз на три роки.

Коли заходить розмова про будівництво водопроводів, то вимоги до зварювального обладнання значно скромніші, і його щорічна сертифікація не передбачена. Вимоги до кваліфікації зварників полімерних труб зведені до мінімуму – необхідно мати третій розряд зварника пластмас без щорічної переатестації.

alt

Спілкуючись з «акулами» будівництва поліетиленових трубопроводів, автор зробив для себе висновок, що їхні теоретичні та практичні знання залишилися на рівні 10-20-річної давнини, коли основними нормативними документами при будівництві полімерних трубопроводів були РСН 358-91 (Сварка полиэтиленовых труб при строительстве газопроводов) та ВСН 003-88* (ВЕДОМСТВЕННЫЕ СТРОИТЕЛЬНЫЕ НОРМЫ. СТРОИТЕЛЬСТВО И ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТРУБОПРОВОДОВ ИЗ ПЛАСТМАССОВЫХ ТРУБ. Миннефтегазстрой. 01.12.1988). Усі нові стандарти вони, у кращому випадку, тримали в руках, а відвідини семінарів, на яких можна ознайомитися з сучасними вимогами до проектування та будівництва полімерних трубопроводів різного призначення – це для них пусте витрачання часу. Звичайно, усіх під одну гребінку чесати не можна. Є організації, в яких спеціалісти усіх рівнів проходять періодичне навчання, а обладнання для будівництва полімерних трубопроводів відповідає усім вимогам.

Разом з тим при будівництві трубопроводів (особливо при будівництві водопроводів) в реальних умовах завжди виникають певні ситуації, коли будівельники не дотримуються (свідомо чи ні)  проектних рекомендацій. Як правило, це відбувається через підміну в уявленні будівельників властивостей поліетиленових труб на сталеві, а також  низьку професійну підготовленість.

У даній статті буде спроба показати основні відхилення у роботі монтажників від стандартів України при будівництві напірних поліетиленових трубопроводів.

Почнемо зі зварювального обладнання. Згідно із [5] (п. 9.3.5): «Зварювання нагрітим інструментом встик у монтажних умовах повинно проводитись із застосуванням зварювальних установок, що забезпечують автоматизацію основних процесів зварювання й комп’ютерний контроль із реєстрації технологічного процесу…». Однією з основних вимог при дотриманні технології зварювання встик є контроль тиску у зоні зварювання (тиск оплавлення, тиск прогріву, тиск охолодження звареного шва [5] , п. 9.3.6.). Дивлячись на рис. 1, читач не побачить на центраторі ні манометра, ні іншого пристрою (наприклад, динамометричну пружину), яким би можна було заміряти зусилля стискання труб. Крім того, переміщення рухомої частини центратора приводиться в рух за допомогою черв’ячної передачі (рис. 2). При таких «ноу-хау» зварювані стики труб мають вигляд, представлений на рис. 3-4. Жоден із зварених ґратів не відповідає нормі як за візуальним так і за інструментальним контролем  ( [6], п. 10.3.).

Як видно на рис. 3, валик ґрата є нерівномірним, має дефекти, поверхня валиків ґрата, представленого на рис. 4, має хвилястість, що вказує на порушення технології з’єднання розігрітих поверхонь, що зварюються (осадження). Причиною утворення бракованих стиків у першу чергу є використання центратора, який за жодними параметрами не відповідає і ніколи не відповідав (через відсутність контролю тиску) технології зварювання поліетиленових труб встик.

alt

Як вже була сказано в [5] (п. 9.3.5), зварювання поліетиленових труб встик повинно здійснюватися в центраторі. Однак, як видно з рис. 5, такі роботи проводять і без центратора! Причому зварюють поліетиленову трубу з втулкою під фланець діаметром 50 мм, де товщина стінки зварювальних поверхонь менше 6 мм. Це порушення [5] (п. 9.3.2), де сказано: «Зварювання нагрітим інструментом встик використовується для труб та фасонних виробів (деталей з’єднувальних) із номінальним зовнішнім діаметром більше 50 мм та номінальною товщиною стінки більше 6 мм». Ми є свідками одночасно аж трьох порушень: діаметр та стінка труби не відповідають нормам стандарту при зварюванні встик, а зварювання нагрітим інструментом встик без центратора взагалі заборонено! Необхідно було застосувати зварювання врозтруб [5] (п. 9.3.9) або терморезисторне зварювання [5] (п. 9.3.11).

На рис. 6 представлено «витвір» такого зварювання. Чи витримає дане з’єднання обіцяні 50 років експлуатації? Питання залишається відкритим.

alt

Часто з метою економії замість литих деталей використовують сегментні деталі (трійники, коліна). Вони повинні бути виготовлені у заводських умовах на відповідному зварювальному обладнанні згідно з затвердженими технічними умовами. Однак з метою ще більшої економії будівельно-монтажні організації виготовлюють такі деталі власними силами (рис. 7 і 8). У першому випадку маємо справу із втулкою під фланець, яку виготовили із труби синього кольору. Швидше за все кінець труби нагріли  без достатнього контролю температури, після чого запресували в оправку. Проблема таких деталей полягає в тому, що залишається напруженість поліетилену у зоні переходу бурт - труба і при механічних навантаженнях під час експлуатації такі вироби у зоні згину тріскаються [7].

112_36

Міцність труби, звареної під кутом в «польових» умовах за допомогою центратора навряд чи буде надійною,  на відміну від готового і випробуваного сегментного коліна.

Важливими факторами подальшої безпечної експлуатації поліетиленових трубопроводів є їхня правильна укладка в траншею та монтаж запірної арматури. Згідно з рекомендаціями до монтажу усі сегментні деталі пропонується фіксувати з метою зменшення навантажень на зварні шви, які деформуються у таких деталях не на розтяг, а на згин [4]. Однак при монтажі про це «забули»! І пожежний гідрант, і засувка створюють додаткове навантаження на висячу у повітрі поліетиленову трубу та на всі стики, зварені під кутом. Монтаж трубопроводу відбувався при температурі навколишнього середовища близько 20-25 оС, а експлуатація водопроводу становитиме 10-15 оС. Тобто на кожні 100 м водогону довжина труби вкоротиться на 20 см, що призведе до деформації бокових відводів труби, які монтажники акуратно зацементували у стінках колодязів (рис. 8–10).

Технологія фіксування поліетиленових труб і сегментних деталей – це окреме питання. Справа у тім, що адгезія бетону до поліетилену дуже мала, і гладка труба без додаткових виступів при лінійному температурному розширенні не буде зафіксована (див. рис. 8). При проході поліетиленових труб через бетонні перегородки необхідно встановлювати футляри. А це означає, що зварне з’єднання повороту труби (див. рис. 8) буде піддаватися руйнівним деформаціям на згин. Такі ж деформації чекають і на бокові відводи наведені на рис. 9 і 10. У випадку сегментних колін та трійників рекомендується їх фіксувати в бетон.

112_37

На превеликий жаль, будівництво описаного в статті водопроводу відбувається у наші часи. Причиною подібних неподобств є, по-перше, відсутність нагляду за будівництвом водопровідних систем зі сторони державних контролюючих органів з однієї сторони та, по-друге, відсутність обов’язкової переатестації зварників, які будують водопроводи з полімерних труб, і підвищення кваліфікації керівників зварювальних робіт. Мовляв,  водопровідні та каналізаційні системи не є об’єктами підвищеної небезпеки. Проте, автору важко погодитись з цими аргументами. Адже коли людей відключають на доби від водопостачання, а автомобілі провалюються під землю, хіба це не надзвичайні ситуації?

112_37a

 

Автор: Ігор Крупак

Література:

  1. А. Борисенко  «О чем «говорит» сертификат соответствия».– «Полимерные трубы – Украина», №1  (18), 2011.
  1. А. Борисенко «Техническое свидетельство на полиэтилен – показатель правомерности применения полиэтиленовых труб в строительстве».– «Полимерные трубы – Украина», №3  (16), 2010.
  2. І. Крупак «Проектувальникам та будівельникам поліетиленових трубопроводів – «Зелене світло». Набув чинності ДСТУ-Н В.2.5-40:2009». –  «Полимерные трубы – Украина», №1  (18), 2011.
  3. М.Сезонов «Фитинги для стыковой сварки. Литые или сегментные». – «Полимерные трубы – Украина», №3  (8), 2008.

       5.      ДСТУ-Н Б.В 2.5-40:2009 «Проектування та монтаж мереж водопостачання та каналізації з пластикових труб».

       6.      ДБН В.2.5-41:2009 «Газопроводи з поліетиленових труб. Частина І. Проектування. Частина ІІ. Будівництво».

       7.      С. Куксов «Фитинги: соблюдение технологии как гарантия качест-ва качества». – «Полимерные трубы – Украина», №3, 2010.

 

 

ЖУРНАЛ ПОЛИМЕРНЫЕ ТРУБЫ - УКРАИНА