Профессионализм сварщиков и качество сварки полимерных труб

Нормативный срок службы полиэтиленовых труб, давно выпускаемых в промышленных объемах, составляет не менее 50 лет при стандартных условиях эксплуатации, а потенциальная долговечность, рассчитанная с учетом запаса прочности и низкой температуры транспортируемой воды, достигает 300 лет. Новейшие марки ПЭ 100 с повышенной стойкостью к растрескиванию, как полагают, рассчитаны на 100 лет безаварийной эксплуатации при транспортировке холодной воды.

Эти расчеты, а также положительный мировой опыт эксплуатации полимерных трубопроводов в течение многих десятилетий стимулировали процесс замены традиционных труб полимерными во всем мире. Широко известны также факты высокой надежности, устойчивости полимерных трубопроводов во время техногенных и природных катастроф по сравнению с традиционными системами.

Монтажные преимущества пластмассовых труб, такие как гибкость, хорошая свариваемость и малый вес, обеспечивает им стабильную популярность в среде строителей.

Следует отметить, однако, что монтажно-эксплуатационные преимущества полимерных труб реализуются в безаварийную эксплуатацию трубопроводов только при строгом соблюдении технических норм на всех стадиях производства и применения труб. Напротив, нарушения норм приводят к серьезным авариям, дискредитирующим полимерные трубы.

Эксплуатационная надежность и долговечность полиэтиленовых трубопроводных систем в общем случае зависят от свойств материала труб, соответствия материала и геометрических размеров трубы условиям эксплуатации, конструкции сварных соединений, техники и технологии сварочно-монтажных работ.

Бесспорно, техника именитых производителей сварочного оборудования с многолетней историей производства предпочтительны. Их оборудование легче, удобнее, красивее, но этого недостаточно. В отношении машин средних и больших диаметров возникает очень много вопросов к сварочной технике, с которыми под силу разобраться только специалисту с большим опытом работы. Например, разрешенная температура эксплуатации сварочных аппаратов, условия их хранения и перевозки, стабильность температурного поля нагревательного элемента, качество антиадгезионного покрытия, жесткость на кручение и изгиб центратора и много других немаловажных нюансов. Нельзя не отметить и влияния всеобщей глобализации экономики на производство сварочных аппаратов. Порой модернизация выпускаемой линейки сварочного оборудования или освоение новых, бюджетных линеек, проводится в ущерб важнейшим качествам машин. Работать на таком оборудовании нужно максимально аккуратно и не забывать систематически проверять качество свариваемых стыков.

В нормативной документации и ряде публикаций особое внимание уделяется влиянию квалификации сварщиков на качество сварки. Хорошо известно, что подавляющее большинство аварий объясняется «человеческим фактором».

Представления о том, что сварщики должны получить теоретические знания в области сварки полимеров и приобрести надлежащие практические навыки, хорошо известны. Новейшие учебно-методические разработки нацеливают образовательные структуры на целенаправленную дифференциацию учебных программ для повышения эффективности обучения.

К сожалению, многие образовательные структуры ограничивают свою деятельность выдачей удостоверений, не обеспеченных надлежащими знаниями. Возможно, этот факт объясняет многочисленные нарушения технологии сварки, наблюдающиеся на практике. Некоторые наиболее одиозные и, тем не менее, типичные нарушения являются предметом настоящей статьи.

Характерно, что многие грубейшие нарушения технологии можно обнаружить в рекламных материалах строительных фирм. Призванная поднять престиж фирмы, такая реклама изобличает некомпетентность технических руководителей фирм и элементарный непрофессионализм сварщиков.

Рис. 1. Пример некорректной фиксации заготовок.
Рис. 1. Пример некорректной фиксации заготовок.

Так, фотография на рис 1. вызывает законные вопросы:

  • почему заготовки зафиксированы только двумя хомутами?
  • почему вместо ограничителя хода второго хомута стоит брусок?
  • зачем человек толкает отвод, зажатый в каретке центратора?
  • почему в зимнее время сварочные работы поводятся на открытом воздухе, а не в палатке?

По следующим фотографии на рис. 2 также можно предположить низкое качество сварочных стыков на этом объекте. Грязь на трубах и машинах является грубым нарушением правил подготовки к сварке, инструкции и требований по эксплуатации сварочного оборудования и правил безопасности.

На вопрос: «Почему сварка проводится в таких неудобных условиях, а не на бровке траншеи?» – получен ответ: «Опасаемся разрушений швов при укладке в траншеи».

Такой подход, естественно дискредитирует главного сварщика и бригаду в целом.

Рис. 2. Грязь препятствует качественной сварке.
Рис. 2. Грязь препятствует качественной сварке.

Ремонт ветхих трубопроводов методом протяжки полиэтиленовых труб (релайнинг) в условиях плотной городской застройки вызывает естественные затруднения. Но эти сложности не должны оправдывать небрежную подготовку основания под основную и вспомогательную сварочную технику (рис. 4) и безобразную центровку свариваемых труб (рис. 4).

Рис. 3. Конструкция основания очень ненадежна.
Рис. 3. Конструкция основания очень ненадежна.

Рис. 4. Нарушение центровки труб.
Рис. 4. Нарушение центровки труб.

Принципы индустриализации строительства полиэтиленовых трубопроводов предусматривают сборку укрупненных узлов в заводских условиях на специальных цеховых машинах с весьма жесткими зажимами. Сварка узлов в полевых условиях на полевой машине без рамы центратора и с использованием только двух хомутов для крепления заготовок не делает чести сварщику (рис. 5). При этом заметим, что такой сомнительный шов не может быть испытан механическими методами, и подтвердить валидность сомнительной технологии не представляется возможным.

Рис. 5. Кустарная сборка укрупненных узлов в полевых условиях.
Рис. 5. Кустарная сборка укрупненных узлов в полевых условиях.

Двуххомутные центраторы, по замыслам конструкторов, имеют крайне узкую сферу применения – ремонт аварийных стыков и другие подобные работы в крайне стесненных условиях, когда сварщики вынуждены мириться с их недостаточной жесткостью. Разумеется, нет никаких оправданий использования относительно дешевых двуххомутных машин вместо четыреххомутных при строительстве протяженных трасс (рис. 6).

Рис. 6. Пример использования машины двуххомутной конструкции, не адекватной поставленным задачам.
Рис. 6. Пример использования машины двуххомутной конструкции, не адекватной поставленным задачам.

Подготовительные работы – центровка и зачистка труб – имеют решающее значение для обеспечения качества соединений труб муфтами с закладными электронагревателями. Фото на рис. 7 демонстрирует глубокое невежество сварщиков в вопросах сварки ЗН. Легко заметить несоосность сборки, отсутствие центратора (позиционера). Нет подтверждения снятия оксидного слоя и надлежащей глубины посадки муфты.

Рис. 7. Пример нарушения основных норм подготовки деталей под сварку ЗН.
Рис. 7. Пример нарушения основных норм подготовки деталей под сварку ЗН.

Заключение

За последнее время объективные показатели эксплуатационной надежности полимерных труб значительно улучшились. Технология сварки труб в России также получила серьезное развитие, которое выразилось, в частности, в расширении нормативной базы, гармонизированной с международными и авторитетными национальными нормами.

В этой связи особенно досадно видеть, как достижения целого ряда направлений науки и отраслей промышленности обесцениваются в результате непрофессионализма сварщиков.

Новая парадигма образовательной деятельности в области сварки нуждается в широком практическом применении.