| Форум -> Строительные работы -> Проектирование и монтаж трубопроводов из полиэтилена | Проектирование и монтаж трубопроводов из полиэтилена |
|---|
| Строитель | Дата: 24.10.2017, в 09:19 | Сообщение №1 | 
СтарожилПользователь №: 815
Сообщений: 384
   | Настоящая ИНСТРУКЦИЯ содержит указания и рекомендации по проектированию и монтажу систем трубопроводов наружного водоснабжения, канализации и технологических трубопроводов из напорных ПЭ труб. Приведены методики гидравлического расчета систем водоснабжения и напорной канализации, а также прочностного расчета напорных и безнапорных трубопроводов при их прокладке в грунте и надземной прокладке. Даны рекомендации по перевозке и хранению труб. Подробно рассмотрена сварка трубопроводов из ПЭ. Даны практические рекомендации.
Выполнение указаний и рекомендаций данной ИНСТРУКЦИИ и СП 40-102-2000 обеспечит соблюдение требований к наружным системам водоснабжения и канализации, установленных действующими СНиП 2.04.02-84 (изм.1986, попр. 2000) «Водоснабжение.
Наружные сети и сооружения», СНиП 2.04.03-85 « Канализация. Наружные сети и сооружения», СНиП 3.05.04-85 (изм.1990) «Наружные сети и сооружения водоснабжения и канализации», СНиП 3.05.05-84 «Технологическое оборудование и технологические трубопроводы».
Издание предназначено для проектных, строительных и эксплуатационных организаций, специализирующихся в области трубопроводных систем водоснабжения, канализации, газоснабжения и технологических трубопроводов из полиэтиленовых труб.
Общая техническая информация
Преимущества полиэтиленовых (ПЭ) труб перед трубами из других материалов
Трубы из ПЭ обладают рядом преимуществ перед трубами из традиционных материалов:
- коррозионная стойкость;
- гарантийный срок службы не менее 50 лет (при использовании в сетях холодного водоснабжения и канализации в соответствии с ГОСТ 18599-2001);
- санитарно-гигиеническая и экологическая безопасность;
- низкая шероховатость и практическое отсутствие зарастания труб;
- высокая стойкость к гидроабразивному износу;
- высокая химическая стойкость;
- устойчивость к гидравлическим ударам;
- устойчивость к воздействию блуждающих токов (не проводит ток);
- небольшой вес труб;
- легкость транспортирования;
- прочность сварных соединений, превосходящая прочность самих труб;
- высокая ремонтопригодность;
- при использовании в сетях холодного водоснабжения и канализации в соответствии с ГОСТ 18599-2001.
Понятия MRS и SDR, применяемые при подборе труб и расчете трубопроводов из ПЭ
Полиэтилен, как и все термопласты, является вязкоупругим материалом, поведение которого в деформированном состоянии зависит от нагрузки, температуры и времени. Это означает, что закон Гука для него неприменим и, в соответствии с ISO 12162 и ISO 9080, допустимая нагрузка на трубу при прочих равных условиях зависит от величины минимальной длительной прочности материала, обозначаемой как MRS (Minimum Required Strength).
Минимальная длительная прочность - напряжение, полученное путем экстраполяции на срок службы в 50 лет результатов испытаний труб на их стойкость к внутреннему гидростатическому давлению воды при ее температуре 20 °С.
Напряжение, возникающее в стенке трубы, как известно, прямо пропорционально гидростатическому давлению и приведенному среднему радиусу трубы и обратно пропорционально толщине ее стенки. Поэтому при прочих равных условиях с увеличением толщины стенки трубы увеличивается и допустимое гидростатическое давление, которое в ней может быть создано.
Сортамент соединительных деталей
Соединительные детали из полиэтилена низкого давления изготовливаются по ТУ 2248-001-50049230-2005 методом сварки встык из полиэтиленовых труб выпускаемых по ГОСТ 18599-2001, литья под давлением, механической обработкой. Они предназначены для применения в необходимых случаях, при строительстве трубопроводных систем: повороты трассы, изменение диаметра трубопровода, присоединение запорной и регулирующей арматуры и. т. п.
Фасонные части выпускаются в том же диапазоне диаметров, что и напорные трубы:
- отвод сварной 30°; 45° ,60°, 90°, простой или удлиненный, так же с любым количеством
секций по заказу;
- тройник равнопроходной сварной;
- тройник неравнопроходной (редукционный) сварной;
- тройник неравнопроходной (редукционный) монолитный;
- крестовина сварная;
- втулка под фланец (фланец-патрубок);
- фланец металлический свободный для ПЭ труб;
- переход (редукция);
- опора неподвижная (фиксирующая);
- муфта защитная;
- детали и элементы по индивидуальным чертежам.
Сортамент труб для газопроводов
Трубы для газопроводов выпускаются по ГОСТ Р 50838-2009 с 01.01.2011 г. (от 20 мм до 630 мм). Трубы применяются для сооружения подземных газопроводов, транспортирующих горючие газы, предназначенные в качестве сырья и топлива для промышленного и коммунально-бытового использования. Типоразмеры труб, применяемые для строительства газопроводов, приведены в табл. 1.4.
Классификация труб из полиэтилена проводится по значению минимальной длительной прочности (MRS) и стандартному размерному отношению (SDR).
Трубы для газопроводов изготавливаются из полиэтилена с минимальной длительной прочностью MRS 8,0 МПа (ПЭ 80) и MRS 10,0 МПа (ПЭ 100).
Теоретически, используя трубы с одинаковым значением SDR, но различным MRS, можно проектировать газопроводы с различным коэффициентом запаса прочности С. Допустимое давление в трубах из различных марок полиэтилена для эксплуатации при t + 20 °С и сроком службы 50 лет, рассчитанное в соответствии с требованиями ГОСТ Р 50838-2009.
Значение коэффициента С принимают по СНиП 42-01-2002 в зависимости от требований к надежности того или иного участка.
Трубы для газопроводов комплектуются всеми необходимыми соединительными деталями, в т.ч. с закладными электронагревателями.
Неразъемные соединения ПЭ труб
Неразъемные соединения ПЭ труб получают сваркой. Хорошая свариваемость является одним из важнейших факторов, определивших широкое применение труб из полиэтилена. Сварные соединения полиэтиленовых труб подробно рассмотрены в Разделе 4 «Прокладка и монтаж полиэтиленовых трубопроводов».
Разъемные соединения труб из ПЭ. Соединение с арматурой и трубопроводами из других материалов
Напорные полиэтиленовые трубы соединяются с запорной и регулирующей арматурой. Наиболее распространенный вид разъемных соединений - фланцевое соединение. Это соединение выполняют с помощью втулки под фланец, привариваемой к концу ПЭ трубы, и свободного металлического фланца.
Выбор запорной, регулирующей и другой арматуры, устанавливаемой на полиэтиленовых трубопроводах, проводится в соответствии со стандартами, техническими условиями, каталогами, параметрами транспортируемых веществ, с учетом требований проекта и условий эксплуатации.
Напорные полиэтиленовые трубопроводы соединяются с трубопроводами из других материалов с помощью разъемных стальных фланцевых соединений.
Для труб малых диаметров (50 мм и менее), т.е. там, где фланцевые соединения, соединения методом стыковой сварки экономически нецелесообразны или практически невозможны, используются компрессионные фитинги (обжимные фитинги, цанговое обжимное соединение).
Проектирование наружных трубопроводов из полиэтиленовых труб
Классификация трубопроводов
При использовании напорных труб из ПЭ необходимо учитывать следующие факторы: назначение трубопровода, вид и рабочие параметры транспортируемого вещества, а также способ прокладки.
По области применения наружные полиэтиленовые трубопроводы подразделяют на:
- наружные сети водоснабжения, канализации и газоснабжения (распределительные газопроводы);
- технологические трубопроводы: наружные внеплощадочные и внутриплощадочные (межцеховые);
- нефтепроводы, трубопроводы заводнения нефтяных пластов и сброса пластовых вод;
- трубопроводы при бурении скважин на воду;
- трубопроводы сжатого воздуха, пневмоавтоматики, пневмотранспорта, воздуховоды;
- закрытые оросительные системы обводнения пастбищ, осушения закрытым дренажем, внутрипочвенного полива, подземного обогрева грунта теплиц;
- кабели связи, каналообразователи и т.п.
Системы водопровода разделяют на хозяйственно-питьевые, противопожарные и технологические. В отдельных случаях эти системы могут быть объединенными. Напорные полиэтиленовые трубы могут применяться во всех указанных системах (при условии защиты трубопроводов от открытого огня и воздействия прямых солнечных лучей).
Напорные ПЭ трубы используются не только для создания напорных
канализаций различного типа, но и для сетей бытовых и ливневых самотечных
канализаций.
Системы газоснабжения в зависимости от давления газа разделяют на следующие категории: низкого давления (не более 0,005 МПа), среднего (0,005 - 0,3 МПа), высокого давления II категории (0,3 - 0,6 МПа) и высокого давления I категории (0,6 – 1,2 МПа). Соответствующие ПЭ трубы для газоснабжения могут применяться во всех указанных системах.
К технологическим трубопроводам из ПЭ труб относятся в т.ч. трубопроводы горнодобывающей промышленности - пульпопроводы для транспортировки воды с содержанием твердых частиц, например шлака, суспензий и т.п., а так же трубопроводы бальнеотехнических систем для транспортировки растворов солей, лечебной грязи и других веществ. Технологические трубопроводы в зависимости от физико-химических свойств транспортируемых по ним веществ подразделяют на категории и группы, указанные в Разделе 6 (Приложение Г). Полиэтиленовые трубы могут применяться для транспортировки химически агрессивных сред.
Полиэтилен получают полимеризацией этилена. В зависимости от давления, при котором получают полиэтилен, различают:
- полиэтилен, получаемый при давлении 100 - 350 МПа и температуре 200 - 300 °С;
- полиэтилен, получаемый при давлении 3 - 6 МПа и температуре 150 - 180 °С;
- полиэтилен, получаемый при давлении 0,2 - 4 МПа и температуре 20 - 180 °С.
В зависимости от величины давления, при котором получают полиэтилен (сырье для дальнейшего производства труб и фитингов), полиэтилен называется полиэтиленом высокого, среднего или низкого давления и обозначается, соответственно, - ПВД, ПСД, ПНД (ПЭВД, ПЭСД, ПЭНД). (Обозначение «ПВД, ПНД» для труб из ПЭ, принятое по ГОСТу 18599-83 в настоящее время не применяется.) Полиэтилены имеют различную плотность и класифицируются по этому признаку.
С введением нового ГОСТа 18599-2001 принята мировая классификация трубных марок ПЭ в соответствии с их MRS.
Начиная с 1955 г., когда впервые была изготовлена первая полиэтиленовая труба (низкого давления или высокой плотности), непрерывно ведутся работы по улучшению свойств, в частности, минимальной длительной прочности (MRS) полиэтилена. В настоящее время в мировой практике используются полиэтилены классов ПЭ63 (MRS 6,3), ПЭ80 (MRS 8,0) и ПЭ100 (MRS 10,0) – первого, второго и третьего поколений.
В связи с тем, что ПЭ63 имеет более низкие физико-механические показатели, чем ПЭ80 и ПЭ100, в Европе он не производится, а в России производится в ограниченных количествах.
Как следует из зависимостей (1.1) - (1.5), с увеличением MRS может быть уменьшена толщина стенки трубы.
Расчет долговременной прочности труб
По определению минимальной длительной прочности полиэтиленовый трубопровод будет работать не менее 50 лет при температуре транспортируемой среды 20 °С и соответствующем рабочем давлении*.
Стойкость к гидроабразивному износу
Трубы из ПЭ имеют высокую стойкость к гидроабразивному износу, что обуславливает целесообразность их применения для транспортировки жидкостей с содержанием твердых частиц. При применении труб из ПЭ в сетях самотечной ливневой канализации с содержанием твердых частиц износ будет составлять менее 0,5 мм на весь 50-летний эксплуатационный период и им можно пренебречь. В напорных технологических трубопроводах, транспортирующих жидкость с содержанием твердых частиц, абразивному износу будут подвергаться в первую очередь места сужений и поворотов. Наблюдаемый износ в полиэтиленовых трубах составляет лишь небольшую часть износа, имеющего место в аналогичных условиях на поворотах стальных труб.
Химическая стойкость
Трубы из полиэтилена обладают высокой химической стойкостью к большинству агрессивных сред, под влиянием которых традиционные материалы корродируют и стареют.
Химическая стойкость труб из ПЭ является производной температуры, концентрации, давления и типа самого вещества.
При нормальной (близкой к 20 °С) температуре они устойчивы к действию щелочей и таких неокисляющих кислот, как соляная и фосфорная. Трубы из ПЭ устойчивы к воздействию спиртов, формальдегида и сложных эфиров (этилацетата). Ввиду своей высокой химической стойкости трубы из ПЭ используются в т.ч. в качестве нефтепромысловых, для транспортировки неочищенных стоков промышленных предприятий. Паро- и газопроницаемость труб из ПЭ незначительна.
Выбор способа прокладки трубопровода
Наружные сети из полиэтиленовых труб рекомендуется прокладывать подземно, т.к. при надземной прокладке требуется защита трубопровода теплоизоляционными материалами для предотвращения замерзания транспортируемого вещества при отрицательных температурах воздуха и чрезмерного нагрева стенок труб при воздействии солнечной радиации и повышенных температур воздуха. Для наружных сетей газоснабжения из полиэтиленовых труб разрешена только подземная прокладка.
Полиэтиленовые трубопроводы также могут быть проложены:
- в зданиях (внутрицеховые или внутренние трубопроводы) на подвесках, опорах и кронштейнах; открыто или внутри борозд, шахт, строительных конструкций, в каналах, образованных, например, из гофрированных пластмассовых труб, скрыто;
- вне зданий (межцеховые или наружные трубопроводы) на эстакадах и опорах (в обогреваемых или нео-богреваемых коробах и галереях или без них), в каналах (проходных или непроходных) и в грунте (бесканальная прокладка).
Компенсация линейных изменений полиэтиленовых трубопроводов
Полиэтиленовые трубы характеризуются достаточно высоким коэффициентом теплового линейного расширения. Это обстоятельство определяет необходимость учета изменения длины трубопровода в процессе эксплуатации, т.к. изменение температуры транспортируемой среды приводит к удлинению или укорочению трубопровода.
Следует иметь ввиду, что беспрепятственное изменение длины трубопровода в ту или иную сторону не приводит к возникновению в теле трубы напряжений, способствующих ее разрушению. Если же трубопровод неподвижен, то в его теле возникают осевые и тангенциальные напряжения. Величина осевых напряжений не зависит от длины трубопровода и равна:
На практике, необходимо учитывать, что в грунте трубопровод не изменяет свою длину в той степени, как он это делает на поверхности. Утрамбованный грунт достаточно надежно фиксирует трубопровод и не позволяет ему свободно изменять свою длину. В практике строительства выполнение нормы СП 40-102-2000 о свободной укладке трубы в траншее (укладка «змейкой» (рис. 2.6)) позволяет решить вопрос температурного воздействия на трубопровод в соответствии с сезонными колебаниями температуры транспортируемой среды.
Выполнение укладки трубы в траншее свободным изгибом (укладка «змейкой») применимо и для трубопроводов большого (более 710 мм) диаметра.
В практике укладки напорных ПЭ трубопроводов диаметром 1000 мм и более встречаются ситуации, когда расчет (2.11) показывает значительное изменения длины на прямом участке (при осуществлении монтажа в условиях отрицательных температур). Если надежное защемление такой трубы грунтом, как и укладка «змейкой» или устройство на данном участке «Г» - , «Z» - , «П» - образных компенсаторов невозможно, то в таких ситуациях допускается фиксация трубопровода большого диаметра с применением «неподвижных опор», установленных через определенные расстояния. В указанных случаях применение «неподвижных опор» допускается и в местах установки арматуры, для ее защиты от возможных напряжений.
Как правило, для подземных ПЭ водопроводов холодной воды специальной компенсации не требуется.
Расчет опор при укладке полиэтиленового трубопровода вне грунта
При прокладке вне грунта полиэтиленовый трубопровод проектируют и конструктивно выполняют так, чтобы он имел возможность свободно удлиняться при нагревании и укорачиваться при охлаждении без перенапряжения материала и соединений трубопровода.
Компенсации линейного температурного удлинения трубопровода из ПЭ при его прокладке вне грунта обеспечивается продольным прогибом труб при их прокладке в виде «змейки». Змейка выполняется свободным изгибом трубопровода. Так же можно использовать установленные через определенные расстояния П-образные компенсаторы из сварных отводов.
Устройство опор рассчитывается таким образом, чтобы была возможность получить компенсацию теплового удлинения как в горизонтальном, так и вертикальном направлении.
Опоры должны выдерживать растягивающие нагрузки, которым подвергается труба. Для полиэтиленовых труб, прокладываемых вне грунта, монтаж предпочтительнее производить тогда, когда температура окружающей среды равна или приближена к максимальной рабочей температуре. Таким образом, трубы будут находиться в состоянии максимального теплового удлинения. Прочное крепление труб в такой позиции предохраняет трубопроводы от усадки.
Во время остывания труб появляются растягивающие нагрузки, которые будут поддерживать трубопровод на прямой линии между опорами. Таким образом, во время нового нагрева могут появляться только минимальные прогибы трубопровода. Примерное предлагаемое расстояние между опорами для трубопроводов с SDR17 для транспортировки воды с температурой +20 °С, при сгибе трубы посередине пролета между опорами приводится ниже. В случае транспортировки среды с температурой выше, чем +20 °С, расстояние между опорами необходимо уменьшить, а в случае температуры около +50 °С или выше, - рекомендуются сплошные опоры.
Минимальный радиус изгиба труб из ПЭ
В зависимости от температуры прокладки и SDR минимальные радиусы изгиба труб из полиэтилена приведены в табл. 2.6. В зависимости от максимальной разности температур трубопровода имеем соответствующее относительное удлинение трубопровода, определяемое отношением длины дуги l к длине хорды a. Для радиуса R, равного единице, в этой таблице приведены отношения длины дуги к длине хорды, а также значения длин дуги, длин хорды и стрелы прогиба h.
Гидравлический удар
Благодаря таким свойствам, как эластичность и упругость, трубопроводы из ПЭ обладают высокой устойчивостью к гидравлическим ударам, которые очень опасны для трубопроводов из традиционных материалов, характеризующихся большой жесткостью. Это обусловлено тем фактом, что величина гидравлического удара и частота колебаний при его распространении зависят от сжимаемости жидкости и эластичности стенок трубы. Скорость распространения гидравлического удара в трубах из ПЭ значительно ниже, чем в трубах из ковкого чугуна и стали (обычно 250-450 м/сек против более 1000 м/сек*). Данные в соответствии с NPG (Nordiska Plastror Gruppen).
Величина гидравлического удара прямо пропорциональна скорости распространения ударной волны. Таким образом, эластичные и упругие ПЭ трубы обладают значительно большей устойчивостью к гидравлическим ударам, чем трубы из стали и ковкого чугуна.
Усиление отводов, тройников, переходов (редукций) путем создания специальных упоров для защиты этих элементов ПЭ трубопровода от гидравлического удара необязательно, но может быть предложено требованиями конкретного проекта. |
| | | Строитель | Дата: 24.10.2017, в 09:19 | Сообщение №2 |
СтарожилПользователь №: 815
Сообщений: 384
| Глубина заложения полиэтиленовых трубопроводов
Глубина заложения ПЭ трубы зависит от ее кольцевой жесткости и местных условий строительства и эксплуатации трубопровода.
Только комплексно рассчитав воздействие на трубопровод таких факторов, как нагрузка на поверхность, глубина заложения трубы, свойства и качество уплотнения материала обсыпки и засыпки, наличие грунтовых вод и геологических включений, можно сделать вывод о возможности применения той или иной трубы.
Как правило, принимается, что давление грунта компенсируется не только самой трубой (обладающей собственной кольцевой жесткостью), но и достаточно высоким рабочим давлением транспортируемой среды (6-16 атм), которое, как правило, намного превышает давление грунта на глубине 2-7 метров.
Рассматривая трубопровод, находящийся в безнапорном состоянии, необходимо осуществлять подбор труб исходя из того, что бы собственной кольцевой жесткости трубы из ПЭ оказывалось достаточно для эффективного сопротивление давлению грунта в конкретных условиях.
Напорные трубы из ПЭ обладают значительной собственной кольцевой жесткостью, достаточной для эффективного противодействия давлению грунта. В частности, трубы с SDR17 из ПЭ100 (рабочее давление 10 Атм) обладают кольцевой жесткостью 22 кН/м, избыточной для обычных условий эксплуатации, и могут с успехом применяться в т. ч. в качестве защитных футляров.
В то же время, ПЭ трубы с большим SDR (и, соответственно, относительно небольшой толщиной стенки) так же могут успешно закладываться в местах с высокой степенью давления на грунт. Важным фактором, влияющим на долговечность трубопровода, становится правильность устройства траншеи. Траншея для прокладки напорных трубопроводов из ПЭ труб выполняется в соответствии с общими требованиями СНиП. Более подробно устройство траншеи для напорных трубопроводов из ПЭ рассмотрено в Разделе 4 «Прокладка и монтаж..»
Качество трамбовки и свойства заполняющего траншею материала оказывают в таких случаях существенное влияние на долговечность трубопровода.
При правильно устроенной траншее ПЭ труба, являясь трубой из эластичного и упругого материала, в случае появления поверхностной нагрузки на грунт ведет себя следующим образом (рис 2.8 и 2.9):
Таким образом, для напорных трубопроводов из ПЭ дополнительная защита в виде футляра, как правило, не требуется. Исключение составляют железнодорожные магистрали, пересечения с шоссейными дорогами (в условиях интенсивного движения транспорта). В качестве футляров используют полиэтиленовые трубы с SDR<17. При необходимости повышения надежности, под коммуникациями любого назначения (например, водостоками) водопровод пропускают с использованием футляров.
Для определения возможной глубины заложения труб из ПЭ в условиях эксплуатации под дорогами со стандартной колесной нагрузкой можно так же пользоваться таблицей «Глубина заложения канализационных труб из ПЭ (при колесной нагрузке НК-80)». В таблице указана глубина заложения напорных труб из ПЭ при их использовании в качестве труб для самотечной канализации (т.е. в безнапорном состоянии, когда труба противодействует давлению грунта только за счет собственной кольцевой жесткости).
Минимальная глубина заложения трубопроводов водоснабжения из ПЭ и их расположение относительно других коммуникаций
Во избежание перемерзания трубопровода, минимальную глубину заложения необходимо устанавливать в соответствии с теплотехническими и прочностными расчетами, при этом оно должно превышать глубину промерзания грунта в данной местности не менее, чем на 0,5 м. В случае необходимости прокладки трубопровода водоснабжения с более мелким заложением следует предусматривать специальные меры против замерзания воды в трубах. Например, полиэтиленовый водопровод в канале можно покрыть тепловой изоляцией, конструкция которой не поглощает влагу. Хотя замерзание воды в полиэтиленовых трубах не вызывает разрушения их стенок, в отличие от труб из чугуна и стали, однако наличие в водопроводе ледяных пробок может нарушить нормальное функционирование водопроводной сети.
В общих случаях не рекомендуется проектировать укладку водопровода из полиэтиленовых труб на глубину менее 1 м (только при отсутствии над трубопроводом движения транспорта, что для городских условий маловероятно, заглубление может быть меньшим - до 1,5 D).
При пересечениях трубопроводы, транспортирующие воду питьевого качества, следует прокладывать выше канализационных, а также выше трубопроводов, транспортирующих ядовитые и дурно пахнущие жидкости, на 0,4 м.
Участки трубопроводов, транспортирующих воду питьевого качества, могут проходить ниже канализационных, но обязательно должны быть заключены в футляры, при этом расстояние от стенок канализации до обрезов футляров в каждую сторону должно соответствовать в глинистых грунтах - не менее 5 м, а в крупнообломочных и песчаных - 10 м.
В случаях пересечений полиэтиленовых водопроводов с теплопроводами и кабелями, полиэтиленовые трубы следует заключать в футляры из ПЭ труб или труб из других долговечных материалов с кольцевой жесткостью не менее 8 кН/м. Расстояние от стенок футляров до кабеля или стенки основания перекрытия канала теплосети должно быть таковым, чтобы при проведении ремонтных работ на других коммуникациях не был поврежден трубопровод из ПЭ.
Расстояние между соседними трубами в свету при прокладке нескольких параллельных ниток полиэтиленового водопровода должно быть не менее 0,2 м.
Проход полиэтиленового водопровода при пересечении стенок колодцев (камер переключения, фундаментов зданий) проектируют с использованием защитных муфт, для исключения передачи нагрузки на водопровод при неравномерной осадке пересекаемого сооружения и трубопровода.
При параллельной прокладке с другими коммуникациями (кабельные сети, теплопроводы...) расстояние между полиэтиленовым трубопроводом и другими коммуникациями должно быть таковым, что бы при ремонтных работах на этих коммуникациях полиэтиленовый трубопровод не был поврежден.
Глубина заложения трубопроводов канализации из ПЭ и их расположение относительно других коммуникаций
При параллельной прокладке участки канализационных ПЭ трубопроводов следует проектировать, как правило, ниже водопроводных линий (в том числе и из полиэтиленовых труб), при этом расстояние между ними должно составлять не менее 1,5 м в свету.
ПЭ трубопроводы канализации могут размещаться выше трубопроводов хозяйственно-питьевого водоснабжения из пластмассовых труб, но при этом расстояние между ними (1,5 м) увеличивается на разницу в отметках заложения трубопроводов.
Канализационные трубы из ПЭ наружным диаметром до 160 мм допускается прокладывать выше вводов хозяйственно-питьевого водопровода в здания без заключения этих труб в футляры при расстоянии между стенками пересекающихся труб 0,5 м.
Канализацию из полиэтиленовых труб при пересечении с теплопроводами и кабелями, а также с железными и автомобильными дорогами, с трамвайными путями следует прокладывать в футлярах. Длина концов футляра, выступающих за пределы пересекаемого сооружения, должна быть больше наружного диаметра трубы на 200 мм при открытом способе работ. Зазор между ПЭ трубой и футляром следует заполнить цементно-песчаным раствором.
Глубина заложения трубопроводов газоснабжения и технологических трубопроводов
Глубина заложения трубопроводов газоснабжения и технологических трубопроводов определяется соответствующими нормами и требованиями проекта.
Транспортирование, хранение и входной контроль полиэтиленовых труб
Транспортирование, хранение полиэтиленовых труб
Напорные трубы и соединительные детали из ПЭ должны перевозиться на оборудованных транспортных средствах.
Трубы можно транспортировать друг в друге. Изъятие труб, находящихся друг в друге, производится при помощи соответствующих вспомогательных средств, которые исключают повреждение труб.
Во избежание продольного перемещения, перекатывания или падения при движении трубы должны быть надежно закреплены.
Погрузку и разгрузку полиэтиленовых труб производят автомобильными кранами или вручную. При выполнении погрузочно-разгрузочных работ применяются мягкие стропы из полимерных материалов или мягкие монтажные полотенца, не оставляющие дефектов на трубах. При погрузочно-разгрузочных работах не допускается перемещение труб волоком. Избегать ударов! Недопустимо сбрасывание труб и соединительных деталей с транспортных средств. Перекатку труб разрешается проводить только по лагам.
В связи с тем, что полиэтиленовые трубы с понижением температуры становятся хрупкими, транспортирование, погрузка и разгрузка труб производятся, как правило, при температуре окружающего воздуха не ниже минус 20°С. Допускается погрузку, разгрузку и транспортировку труб в пакетах производить при температуре
окружающего воздуха до минус 40°С, при этом следует избегать резких рывков и соударений. Эти же требования нужно распространить и на соединительные детали.
Площадь для хранения должна быть плоской, без камней и острых предметов. При складировании труб принимают меры против их самопроизвольного раскатывания.
Соединительные детали хранят в помещениях вместе со сварочной техникой или в закрытом кузове транспортного средства. Рекомендуется торцы труб, складируемых на трассе строительства, закрывать от загрязнения инвентарными заглушками. Трубы и соединительные детали перед отправкой на трассу оценивают визуально на предмет отсутствия повреждений и при необходимости отбраковывают.
Трубы допускается хранить на открытом воздухе не более 6 месяцев с момента их изготовления. Высота штабеля труб в отрезках и бухтах при хранении свыше 2 месяцев не должна превышать 2 м. При меньших сроках хранения высота штабеля должна быть не более 3 м для SDR41, SDR33, SDR26, SDR21, SDR17,6, SDR17 и 4 м для SDR13,6, SDR11.
При использовании полиэтиленовых труб и соединительных деталей учитывают, что общий гарантийный срок их хранения составляет максимум два года при соблюдении условий, исключающих прямое воздействие солнечных лучей. Если истек гарантийный срок хранения труб или соединительных деталей, оговоренный в нормативных документах, то заключение о пригодности труб или соединительных деталей для строительства трубопроводов может быть выдано либо заводом- изготовителем, либо испытательной лабораторией, аккредитованной органами Госстандарта России, после проведения комплекса испытаний, регламентированных нормативными документами на трубы или детали.
Перевозка полиэтиленовых труб, хранение и погрузочно-разгрузочные работы проводятся с соблюдением обычных мер безопасности труда.
Входной контроль полиэтиленовых труб и соединительных деталей
Входной контроль не требуется:
если нет сомнений в том, что продукция выпущена в соответствии с нормативно- технической документацией и это подтверждается документом о качестве (паспорт, сертификат, протокол испытаний), а условия и сроки хранения, а также условия транспортирования, установленные документацией, не нарушались.
Входной контроль требуется:
если есть сомнения в том, что продукция выпущена в соответствии с нормативно-
технической документацией; если есть сомнения в принадлежности труб или соединительных деталей к конкретной партии продукции; отсутствует паспорт качества (сертификат, протокол испытаний) завода-изготовителя либо маркировка труб; нарушены условия хранения или транспортирования.
Проведение входного контроля призвано установить пригодность труб и соединительных деталей для монтажа трубопровода.
Прежде всего, необходимо провести идентификацию продукции: проверить маркировку на изделиях, соответствие маркировки на продукции паспорту качества (сертификату, протоколу испытаний) завода-изготовителя и соблюдение сохранности партий продукции. Затем, пользуясь нормативным документом, по которому изготовлялась и поставлялась продукция, необходимо произвести отбор проб для проведения испытаний.
Прокладка и монтаж полиэтиленовых трубопроводов
СПОСОБЫ ПРОКЛАДКИ. ЗЕМЛЯНЫЕ РАБОТЫ
Технология прокладки трубопроводов из ПЭ в траншеях
Эластичность материала и малый вес ПЭ труб дает им определенные преимущества перед трубами из «жестких» материалов, таких как чугун и стеклопластик. В частности, при строительстве трубопроводов, зачастую на бровке траншеи свариваются отдельные плети максимальной длины (от колодца до колодца) которые затем опускаются в траншею, где остается выполнить их подсоединение к арматуре или сварить несколько монтажных стыков.
Поскольку, в этом случае, можно значительно уменьшить ширину траншеи это приводит к сокращению количества земляных работ, ограничению массы материала, поставляемого для подсыпки и необходимости в его транспортировании. Хотя траншея может быть максимально узкой, она должна обеспечить возможность качественного уплотнения грунта.
Работы по устройству траншей для трубопроводов из ПЭ проводятся с соблюдением обычных мер безопасности.
Профиль траншеи
Профиль траншеи для прокладки полиэтиленовых трубопроводов определяется проектом. Ширина определяется исходя из условий обеспечения удобства проведения монтажных работ. На уровне горизонтального диаметра трубопровода <630 мм траншея должна соответствовать наружному диаметру трубы + 0,3 м. Для труб >710 мм + 0,4 м.
Дно траншеи
Дно траншеи должно быть выровнено, без промерзших участков,освобождено от камней и валунов. Места выемки валунов должны быть засыпаны грунтом, уплотненным до той же плотности, что и грунт основания. В грунтах, склонных к смещению или при большой вероятности вымывания грунтовыми водами материала подсыпки и обсыпки необходимо принять соответствующие меры для сохранения грунта, окружающего трубу, в уплотненном состоянии. В частности, дно траншеи может укрепляться геотекстильным материалом.
Основание для трубопровода
Нормальная толщина слоя подсыпки - 0,1 м. На скалистом грунте подсыпка устраивается в обязательном порядке. Если дно траншеи является скалистым или в дне траншеи находятся камни, величиной свыше 60 мм, необходимо увеличение подсыпки до полного выравнивания дна траншеи.
Для подсыпки используется песок или гравий (максимальный размер зерен 20 мм). В отдельных случаях возможно применение материала с большим размером гранул. В любом случае, материал, применяемый для подсыпки, не должен иметь острых краев. Если местный грунт соответствует этим требованиям, выполнение подсыпки не обязательно.
Подсыпка должна быть ровной и не должна уплотняться. Уплотнению до плотности основного грунта подлежит материал, заполняющий углубления, образовавшиеся после выемки валунов и других крупных объектов.
Обсыпка трубопровода
Извлеченный при отрыве траншеи грунт может быть использован для выполнения обсыпки трубы, при условии, что в нем не содержится камней (максимально допустимый их размер - 20 мм, отдельные камни до 60 мм так же могут быть оставлены в грунте). Если грунт для обсыпки предполагается уплотнять, то он должен быть пригодным для такой операции. Если извлеченный грунт не пригоден для обсыпки трубы, то для этой цели должен использоваться песок или гравий с размером фракции до 22 мм или щебень с рамером фракции 4-22 мм.
Обсыпка должна осуществляться по всей ширине траншеи до получения над поверхностью трубы (после трамбовки) слоя толщиной не менее 0,3 м. Первый слой не должен превышать половины диаметра трубы, но не более 0,2 м. Второй слой отсыпается до верха трубы, но так же не более 0,2 м. Во время обсыпки грунт необходимо наносить с минимальной высоты. Нельзя сбрасывать массы грунта непосредственно на трубу. Обсыпка трубопровода обычно производится после окончания прокладки и приемки трубопровода. При использовании напорных труб ТЕХСТРОЙ допускается полная засыпка трубопровода в траншее до проведения испытания на герметичность.
Уплотнение грунта
Грунтовая обсыпка, уплотненная в пазухах трубопровода, обеспечивает некоторое снижение растягивающих усилий на боковые стенки труб от внутреннего давления транспортируемой среды. Степень уплотнения зависит от предназначения территории над трубопроводом и должна определяться проектом.
Чтобы избежать просадки грунта над трубопроводом, находящимся под дорогами рекомендуется уплотнение заполнения не менее 95% модифицированной величины Проктора.
Для глубоких траншей (свыше 4 м) степень уплотнения - 90%. Для остальных случаев - 85% или согласно указаниям, данным в проекте. Трамбовку необходимо производить слоями толщиной от 0,1 до 0,3 м, утрамбовывая каждый слой. Толщина утрамбовываемых слоев зависит от оборудования и условий уплотнения. При выполнении этой задачи необходимо быть внимательным. Уплотнение первого слоя (до уровня оси трубы) не должно привести к ее поднятию. Трамбовку необходимо выполнять одновременно с двух сторон трубопровода, во избежание его перемещения. При подсыпке грунта и засыпке трубопровода следует следить, что бы грунт не содержал крупных включений. Трамбовку грунта непосредственно над трубой производят, предварительно обеспечив расстояние не менее 0,3 м до ее поверхности.
Окончательная засыпка траншеи
К окончательной засыпке траншеи можно приступать после выполнения засыпки трубопровода и трамбовки грунта.
Во время выполнения засыпки над трубопроводом рекомендуется поместить сигнальную ленту. Над газопроводами предупредительная лента помещается в обязательном порядке. Для того, чтобы в дальнейшем легче было идентифицировать трубопроводы, применение такой ленты рекомендуется также на других трубопроводах.
Для засыпки можно применять грунт, вынутый из траншеи, или другой, согласно указаниям проекта. Диаметр частиц материала, применяемого для засыпки траншеи, не должен превышать 300 мм. Нельзя сбрасывать в траншею камни, щебень с острыми краями и больших размеров. Грунт не должен быть замороженным и окомкованным.
Изгиб ПЭ трубы при монтаже
Благодаря такому преимуществу напорных труб из ПЭ, как гибкость, изменение направления на трассе полиэтиленового трубопровода можно выполнить путем допустимого изгиба трубы. В таких случаях отпадает необходимость в применении отводов. Радиус изгиба полиэтиленовой трубы зависит от таких факторов, как диаметр, SDR, условия прокладки и т.п.
Примечание: крупнозернистые материалы, такие как щебень с размером фракции 8- 12 мм, 8-16 мм или галька 8-22 мм, являются самоуплотняющимися материалами и при их использовании для засыпки слоями толщиной 0,15-0,20 м обеспечивается уплотнение >93% модифицированной величины Проктора.
Рекомендуемый минимальный радиус изгиба для полиэтиленовых труб с SDR11; SDR13,6; SDR17; SDR17,6 не может быть меньше, чем R >25 •d. Если прокладка трубопровода выполняется при низкой внешней температуре или по нему будет транспортироваться вода с низкой температурой, - радиус изгиба должен быть увеличен: мин. R>35•d. Для тонкостенных трубопроводов с SDR21; SDR26; SDR33 и SDR41 минимальный радиус изгиба так же должен быть увеличен. Расчет минимального радиуса изгиба труб из ПЭ был приведен в Разделе 2 «Проектирование...».
В случаях поставки труб в бухтах необходимо их укладывать в траншеях в таком направлении изгиба, с каким они были первоначально намотаны на заводе.
Бестраншейные технологии прокладки ПЭ трубопроводов
Бестраншейные технологии позволяют избежать затрат, связанных с раскопкой траншеи, ее засыпкой, уплотнением трамбовкой и т.п. Не требуется останавливать дорожное движение. Практически ликвидируются затраты связанные с изготовлением новых поверхностей (после засыпки открытой траншеи), временных дорог, объездов, а также другие, связанные с этим, затраты.
Прокладка методом горизонтально-направленного бурения в грунте (прокол, метод крота)
Метод горизонтально-направленного бурения является наиболее популярным и широко применяемым. Он весьма экономичен в ситуациях, когда необходимо проложить трубопровод под проезжей частью, и нет возможности проводить прокладку в открытых траншеях. Метод позволяет с точностью до нескольких сантиметров прокладывать под землей ПЭ трубы длинной более 100 м и диаметром до 630 мм и более.
В выполняемых работах по прокладке трубопровода данным методом можно условно выделить три этапа.
На первом этапе специальная бурильная установка производит бурение по заданной траектории (от отметки А к отметке В). При этом бур имеет меньший диаметр, чем предназначенная к протаскиванию труба.
На втором этапе в точке В производится подготовка к протаскиванию трубопровода: бурильная головка заменяется на головку большего диаметра, за ней прикрепляется приготовленная к протаскиванию ПЭ труба (используются полиэтиленовые трубы, поступившие в бухтах или сваренные в плеть на месте).
На третьем этапе происходит непосредственное протаскивание трубопровода от отметки В до отметки А. Бурильная установка втягивает ПЭ трубу в подготовленный на первом этапе канал. При этом первой идет головка, имеющая несколько больший диаметр, чем прикрепленная за ней труба.
Напорная труба из ПЭ - наиболее подходящий материал для прокладки методом горизонтально-направленного бурения. Полиэтиленовые трубы обладают достаточной гибкостью и прочностью, способны выдерживать значительные растягивающие нагрузки. Как правило, для бестраншейной прокладки не возникает необходимость в применении каких-либо специальных ПЭ труб и применяются обычные напорные ПЭ трубы на соответствующие рабочие давления.
Прокладка протягиванием с одновременным разрушением старой трубы или без такового
К наиболее распространенным бестраншейным технологиям относится технология «релайнинг» с протаскиванием ПЭ трубы сквозь изношенный трубопровод, как без разрушения, так и с разрушением последнего.
СПОСОБЫ СОЕДИНЕНИЯ ПЭ ТРУБ. ТРЕБОВАНИЯ К СОЕДИНЕНИЯМ
Важнейшим требованием, предъявляемым к соединениям, является надежность, под которой понимают их равнопрочность трубам в эксплутационных условиях.
В зависимости от функционального назначения соединения разделяют на две группы: неразъемные, т.е. такие, разборка которых невозможна; разъемные, которые можно разобрать в течении срока эксплуатации.
Неразъемные соединения
Неразъемные соединения ПЭ труб получают сваркой. Хорошая свариваемость является одним из важнейших факторов, определивших широкое применение ПЭ труб.
При строительстве напорных полиэтиленовых трубопроводов в основном используется сварка нагретым инструментом встык.
Качественная сварка нагретым инструментом встык обеспечивает равнопрочность сварных швов трубам из ПЭ и характеризуется следующими показателями: при сварке встык (в отличие от сварки враст-руб) соединения труб между собой не требует дополнительных деталей (муфт) и выполняется одним швом, выделение вредных газообразных продуктов разложения полимерного материала при сварке встык незначительно. Сварка встык производится с помощью специального оборудования. Сварка труб между собой и с фасонными деталями может выполняться в полевых условиях.
Отводы, тройники и другие соединительные детали заранее изготавливаются на более сложном оборудовании в заводских условиях.
В стесненных условиях, когда применение стыковой сварки невозможно, применяется сварка деталями с закладным нагревательным элементом (деталями с ЗН).
Использование муфт с ЗН позволяет сваривать трубы с различной толщиной стенки, в то время, как при стыковой сварке могут соединяться трубы только с одинаковой толщиной стенки.
Сварка деталями с закладным нагревательным элементом так же является основным видом сварки для ПЭ труб малых диаметров (менее 50 мм) (при сварке встык малых (50 мм и менее) диаметров валик шва существенно влияет на площадь проходного сечения. Для тонкостенных труб (с учетом допусков на наружные диаметры и толщины стенок) смещение кромок может быть сравнимым с толщиной стенки. В связи с этим стыковая сварка малых диаметров заменяется на сварку с помощью электромуфты или разъемное соединение компрессионным фитингом.). При этом способе соединения увеличивается площадь сварного шва, а также обеспечивается определенная самоцентровка трубы.
Технология получения сварных соединений полиэтиленовых труб
При сварке нагретым инструментом встык трубы соединяются между собой оплавленными торцами (контактная тепловая сварка).
Этот способ сварки является доминирующим при соединении труб с толщиной стенки более 5 мм. Для нагрева инструмента используется электрический ток.
Важное место вслед за сваркой нагретым инструментом занимает сварка труб деталями с закладными нагревателями, которая показала наибольшую эффективность при соединении труб малого диаметра и при выполнении соединений в труднодоступных местах. При сварке деталями с закладными электронагревателями (ЗН) трубы соединяются между собой при помощи специальных полиэтиленовых соединительных деталей, имеющих на внутренней поверхности встроенную электрическую спираль из металлической проволоки. Получение сварного соединения происходит в результате расплавления полиэтилена на соединяемых поверхностях труб и деталей за счет тепла, выделяемого при протекании электрического тока по проволоке спирали.
Давление в зоне сварки создается за счет теплового расширения трубы. Цифрами
«1» и «2» показаны «холодные» зоны, препятствующие вытеканию расплава из зоны сварки.
Поскольку полиэтилен по своим реологическим свойствам относится к группе хорошо свариваемых материалов (температурный интервал вязкотекучего состояния DТ более 70 °С, минимальная вязкость расплава менее 10 Па•с), вышеописанные способы показали свое преимущество перед другими в силу своей технической простоты и достаточной надежности. |
| | | Строитель | Дата: 24.10.2017, в 09:20 | Сообщение №3 |
СтарожилПользователь №: 815
Сообщений: 384
| Организация проведения сварочных работ
Сварочно-монтажные работы обычно начинаются после того, как определена трасса и составлен акт разбивки и передачи трассы для подземного трубопровода.
В период монтажа трубопроводов трубы периодически вывозят на объект строительства, где для них устраивают временную площадку для хранения (до постепенного использования всех труб). Рекомендуется вывозить то количество труб, которое соответствует сменной выработке. В качестве временной площадки выбирают возвышенный ровный участок, который оборудуют непрозрачным навесом или тентом для защиты труб от прямых солнечных лучей.
Перед размещением сварочного оборудования должны быть полностью закончены работы по разбивке трассы. Рекомендуется провести предварительную расчистку трассы, для того, чтобы образовалась спланированная полоса шириной 1,5 м для размещения сварочного оборудования. Сварочное оборудование размещают на участках, куда невозможен приток дождевых или талых вод. В случаях проведения сварочных работ вдоль автодорог вокруг места их проведения выставляются предупредительные знаки. Должно быть предусмотрено обеспечение безопасности работающих от заноса транспортных средств и воздействия выхлопов двигателей.
При размещении сварочного оборудования для стыковой сварки торцовочное устройство и нагреватель располагают в непосредственной близости от центратора со стороны, свободной от складированных труб. Во избежание загрязнений и повреждений торцеватель и нагреватель должны находиться в транспортном контейнере. Автономный источник электроснабжения располагают на расстоянии в несколько метров с подветренной стороны. Перед началом работ принимаются необходимые меры по защите людей от поражения электрическим током (защитное заземление, разделительные трансформаторы и другие мероприятия, предусмотренные Правилами устройства электроустановок). В случае проведения сварочных работ в темное время суток организуется местное освещение. Потребность в защитных палатках, защищающих место сварки от влаги и ветра, определяется в зависимости от климатических условий (во время дождя, снегопада, тумана и при ветре свыше 10 м/с).
К производству работ по сварке и контролю за ее проведением допускаются аттестованные сварщики и специалисты сварочного производства, прошедшие специальную подготовку и аттестацию с проверкой теоретических и практических навыков и имеющие удостоверение установленной формы. Желательно, чтобы срок действия их квалификационных удостоверений перекрывал планируемый срок выполнения работ. Сведения о сварщиках и выполняемых ими работах должны ежедневно фиксироваться в журнале сварочных работ. Журнал сварочных работ является основным первичным производственным документом, отражающим технологическую последовательность, сроки, качество выполнения сварочных работ.
Сварка встык: порядок выполнения операций
Работы по стыковой сварке должны производиться при температуре воздуха от минус -10 до плюс +30 °С. На приведенные температурные интервалы, как правило, рассчитаны стандартные технологические режимы сварки. При более широком интервале температур сварочные работы следует выполнять в помещениях (укрытиях), обеспечивающих соблюдение заданного температурного интервала (сварка труб при температурах ниже минус 10 °С также нежелательна, т.к. возможно переохлаждение расплава в технологической паузе. Кроме того, слишком быстрое охлаждение вызывает в зоне сварки значительные внутренние напряжения, которые не успевают сглаживаться (за счет перехода части деформаций в высокоэластичные) до того, как к швам прикладываются дополнительные монтажные нагрузки (от выемки труб из зажимов сварочной машины, перемещения плетей вдоль траншеи и пр.). Таким образом, установленный для сварки интервал температур окружающего воздуха (от минус 10 до + 30 °С) является максимально допустимым с точки зрения обеспечения надежности сварных соединений. Если в технических условиях, стандартах или сертификатах на материалы определена возможность особого технологического режима сварки при более широком диапазоне температур окружающего воздуха, чем указано выше, то создание укрытий не требуется.)
Производство сварочных работ заключается в подготовительных операциях и собственно сварке труб. Подготовительные операции включают:
- подготовку и проверку работоспособности сварочного оборудования;
- подготовку места сварки и размещение сварочного оборудования;
- выбор необходимых параметров сварки;
- закрепление и центровку труб и деталей - в зажимах центратора сварочной машины;
- механическую обработку торцов свариваемых поверхностей труб и деталей
При подготовке сварочного оборудования подбираются зажимы и вкладыши, соответствующие диаметру свариваемых труб. Вкладыши зажимов должны быть чистыми, без сколов и заусенцев, которые могли бы повредить поверхность труб. Трущиеся поверхности металлических деталей покрываются смазками по рекомендациям изготовителя. Рабочие поверхности нагревателя и инструмента для обработки полиэтиленовых труб очищаются от пыли и остатков полиэтилена при помощи чистых и сухих хлопчатобумажных или льняных тканей (или деревянных лопаточек), а при необходимости протираются растворителями. Очистку нагревателя от остатков налипшего полиэтилена производят в горячем состоянии. Электрические кабели полностью разматывают и присоединяют к автономным источникам питания или электрической сети.
Работоспособность оборудования определяется при визуальной проверке комплектующих узлов сварочных машин, аппаратов, приспособлений и их контрольном включении. У сварочных машин стыковой сварки проверяют плавность перемещения подвижного зажима центратора и работу торцевателя. Особое внимание уделяется визуальной проверке изоляции электрических кабелей и заземлителей. Электроагрегаты автономного электропитания должны быть заправлены топливом и проверены на исправность контрольным запуском.
Размещение сварочного оборудования должно производиться на заранее расчищенной и спланированной площадке или трассе трубопровода после складирования на ней полиэтиленовых труб. При необходимости место сварки защищают от атмосферных осадков, пыли и песка при помощи тентов или палаток.
В сырую и дождливую погоду можно рекомендовать устанавливать сварочное оборудование на деревянные щиты. При сварке встык свободный конец трубы или плети закрывают инвентарными заглушками для предотвращения сквозняков внутри свариваемых труб.
Основными параметрами при сварке нагретым инструментом встык являются температура нагретого инструмента (Тн) и величины давления (Роп, Рн и Рос) и времени (tоп, tн, tп, tд и tохл). Для машин с ручным управлением технологический параметр tд (время нарастания давления осадки) может не нормироваться из-за сложности его реализации. Значение параметров принимается в соответствии с рекомендациями завода- изготовителя сварочного оборудования. Для автоматизированных машин значения параметров, как правило, занесены в блок памяти управляющего устройства или считываются при помощи фотооптического карандаша с пластиковой карточки. Как правило, в этом случае изменение параметров или невозможно, или может производиться только после считывания блоком автоматики кода со специальной управляющей карточки («мастер-карты»).
Настройка температуры нагревателя производится с помощью поворотной кнопки на панели управления регулятора температуры. О температуре на поверхности зеркала нагревателя судят по индикаторным светодиодам, имеющим, как правило, красный и зеленный цвета. Постоянное свечение красного светодиода и мигание зеленого обозначают, что фактическая температура ниже установленной. Достижение необходимой температуры индицируется постоянным свечением зеленого светодиода. Отключение зеленого светодиода обозначает перегрев рабочих поверхностей. Прочность шва снижается как при понижении, так и при повышении температуры расплава, поэтому большинство опасных дефектов возникает именно при перегреве или недогреве торцов свариваемых труб.
Значения температуры нагрева, указанные на панели управления регулятора температуры, имеют информационный характер. Поэтому перед началом сварочных работ рекомендуется проконтролировать достигнутую температуру на поверхности зеркала нагревателя при помощи контактного цифрового термометра.
При невозможности постоянного контроля температуры зеркала нагревателя с помощью контактного цифрового термометра необходимо проводить такой контроль периодически (не реже одного раза в неделю).
Сборку свариваемых труб и деталей, включающую установку, центровку и закрепление свариваемых концов, производят в зажимах центратора сварочной машины. Рекомендуемый вылет концов труб из центратора при стыковой сварке составляет 30 - 50 мм (деталей с короткими хвостовиками - не менее 5 мм). Зажимы стягивают так, чтобы предотвратить проскальзывание труб при приложении к ним усилия сварки и устранить (насколько это возможно) овальность на торцах. Под свободные концы труб устанавливают опоры, чтобы выровнять их в горизонтальной плоскости. Опоры должны быть устойчивыми и предусматривать возможность необходимого перемещения трубы в горизонтальной плоскости.
Для труб больших диаметров это является крайне важным, так как обладающая достаточным собственным весом труба может повлиять на положение свариваемого конца и сместить его под углом к вертикали. Это является прямым нарушением технологии и качество сварки не может быть гарантировано. Особое внимание расположению опор уделяется при использовании сварочных машин, имеющих только по одному зажиму для каждой трубы (двухзажимные сварочные машины).
Требование по установке опор действует и при сварке трубы с соединительными деталями. Концы труб и деталей при сварке нагретым инструментом встык центрируют по наружной поверхности таким образом, чтобы максимальная величина смещения кромок не превышала 10 % номинальной толщины стенки свариваемых труб. Необходимость точной подгонки объясняется тем, что чрезмерное смещение кромок труб отрицательно сказывается на качестве стыков. Подгонку труб при центровке осуществляют поворотом одной или обеих труб вокруг оси, перестановкой опор под трубами на различном расстоянии, использованием прокладок и другими способами. При разнице в толщине стенок свариваемых труб или деталей на трубе (детали), имеющей большую толщину, делают скос под углом 15 ± 3° к оси трубы до толщины стенки тонкой трубы (детали). Скос выполняют острым ножом или резцом в специальном приспособлении.
Закрепленные и сцентрированные концы труб и деталей перед сваркой подвергают механической обработке торцов (торцеванию), с целью очистки и выравнивания свариваемых поверхностей непосредственно в сварочной машине.
Обработка концов труб под стыковую сварку производится при помощи специального торцевателя из комплекта сварочной машины. При обработке толщина снимаемой стружки должна составлять 0,1 - 0,3 мм.
После торцевания труб проверяется наличие зазоров между ними. Между торцами, приведенными в соприкосновение, не должно быть зазоров, превышающих: 0,3 мм - для труб диаметром до 110 мм; 0,5 мм - для труб диаметром свыше 110 мм до 225 мм, 0,7 мм - для труб диаметром свыше 225 мм до 400 мм, 1,0 мм - для труб диаметром более 400 мм.
После механической обработки загрязнение поверхности торцов не допускается. Удаление стружки изнутри трубы или детали производят с помощью кисти, а снятие заусенцев с острых кромок торцов - с помощью ножа.
Перед сваркой труб нагретым инструментом встык производят измерение потери давления холостого хода (Р ).
Сварка труб нагретым инструментом встык ведется в следующей последовательности:
- замеряют давление (или усилие), необходимое на перемещение подвижного зажима с установленной в нем трубой (Рх);
- устанавливают между торцами труб нагретый инструмент (нагреватель), имеющий заданную температуру;
- проводят процесс оплавления, для чего прижимают торцы труб к нагревателю и создают требуемое давление Роп с учетом давления холостого хода (Роп + Рх);
- выдерживают Роп в течение времени tоп, необходимого для появления по всему периметру оплавляемых торцов первичного грата высотой от 0,5 до 2,0 мм;
- после появления первичного грата снижают давление до величины, соответствующей Рн с учетом давления холостого хода (Рн + Рх), и выдерживают его в течение времени, необходимого для прогрева торцов труб (tн);
- по окончании процесса прогрева отводят подвижный зажим центратора на 5 - 6 см назад и удаляют нагреватель из зоны сварки ( tтп);
- сводят торцы труб до соприкосновения и создают требуемое давление при осадке Рос с учетом давления холостого хода (Рос + Рх);
- выдерживают давление осадки в течение времени tохл, необходимого для остывания стыка, и визуально контролируют полученное сварное соединение по размерам и конфигурации грата;
- извлекают трубы из зажимов центратора и проставляют на сварном соединении его порядковый номер краской или маркерным карандашом.
Контроль давления при сварке ведут при помощи манометра гидравлического насоса (насосной станции), контроль за временем - по секундомеру. Изменение величины давления в процессе сварки производят по циклограмме.
Время нагрева и охлаждения, а в некоторых случаях и температуру нагревателя, корректируют в зависимости от температуры окружающего воздуха.
Технологическая пауза на удаление нагревателя не должна затягиваться. Если задержка все-таки возникла и температура свариваемых поверхностей упала ниже допустимой (особенно в случае неблагоприятных погодных условий), то качественная сварка станет невозможной. В этом случае необходимо повторно произвести механическую обработку и сварку.
У каждого сварного соединения должно быть нанесено обозначение (номер, клеймо) сварщика, выполнившего это соединение. Нанесение необходимой маркировки производится на сварочный грат через 20 -40 секунд после начала операции осадки, когда полученное соединение находится в зажимах центратора сварочной машины. Маркировка (шифр или номер) ставится сварщиком клеймом на горячем расплаве грата в двух диаметральных точках. В случае остывшего сварочного грата возможна маркировка стыков горячим клеймом. Клеймо с определенным цифровым или буквенным шифром присваивается каждому сварщику и регистрируется в журнале производства работ.
При использовании машин с высокой и средней степенями автоматизации указанный порядок выполнения технологических операций, кроме установки (иногда выемки) нагревателя и извлечения труб из зажимов, производится автоматически по командам системы управления сварочной машины. В этом случае в задачи оператора входит ввод необходимой информации, который обычно производится при помощи фотооптического карандаша и карточки штрихового кода, и визуальный контроль за выполнением сварочных операций. Распечатка параметров сварки должна сопровождать каждый сваренный стык.
Сварка деталями с закладными нагревателями: порядок выполнения операций
Сваркой деталями с закладными нагревателями (ЗН) соединяются трубы диаметром от 20 мм и выше, независимо от толщины стенки. При этом способе сварки работы должны производиться при температуре воздуха от минус 10 до + 30 °С. На приведенные температурные интервалы, как правило, рассчитаны стандартные технологические режимы сварки. При более широком интервале температур сварочные работы следует выполнять в помещениях (укрытиях), обеспечивающих соблюдение заданного температурного интервала. Если в технических условиях, стандартах или сертификатах на материалы определена возможность особого технологического режима сварки при более широком диапазоне температур окружающего воздуха, чем указано выше, то создание укрытий не требуется.
Производство сварочных работ заключается в подготовительных операциях и собственно сварке труб и соединительных деталей. Подготовительные операции для сварки деталями с ЗН включают:
- подготовку и проверку работоспособности сварочного оборудования;
- подготовку места сварки и размещение сварочного оборудования;
- выбор необходимых параметров сварки;
- удаление оксидного слоя;
- закрепление и центровку труб и деталей в зажимах позиционера;
- протирку свариваемых поверхностей деталей с ЗН и труб
Основными параметрами при сварке труб деталями с закладными электронагревателями являются напряжение, подаваемое на спираль детали (Uп), и временные параметры (tсв и tохл). Значения технологических параметров зависят от вида, сортамента и изготовителя детали с ЗН и внесены в паспорт, сопровождающий деталь, выбиты на корпусе детали или записаны в виде штрихкода на этикетке, приклеенной к ее наружной поверхности.
Перед сборкой и сваркой концы труб и присоединительные части соединительных деталей тщательно очищают и протирают внутри и снаружи от всех загрязнений. Очистку производят сухими или увлажненными полотенцами (ветошью) с дальнейшей протиркой насухо. Если концы труб или деталей окажутся загрязненными смазкой, маслом или какими-либо другими жирами, их обезжиривают с помощью спирта, уайт- спирита, ацетона.
Детали с закладными электронагревателями извлекают из упаковки таким образом, чтобы пыль и грязь с упаковки не попала внутрь детали. Концы труб, подготавливаемых под сварку деталями с ЗН, проверяют, чтобы они были обрезаны ровно. Разрез трубы не под прямым углом к продольной оси может привести к тому, что нагревательный элемент частично не будет соприкасаться с трубой.
Концы труб, деформированные или имеющие глубокие (более 4-5 мм) забоины, обрезают. После отрезки концов труб производится их механическая обработка (зачистка) при помощи зачистных оправок или скребков на длину, зависящую от глубины посадки детали с целью удаления наружного слоя с загрязнениями и окисной пленки.
Толщина снимаемого слоя зависит от допуска по диаметру трубы и не должна приводить к появлению недопустимых зазоров между трубой и деталью. Как правило, снимается стружка на глубину 0,1 - 0,2 мм. Сами детали с закладными нагревателями механической обработке не подвергаются из-за возможности повредить спираль.
Для седловых отводов зачищается место на трубе, где они будут установлены
Неполное удаление оксидного слоя может привести к неоднородному и негерметичному сварному соединению.
Для облегчения одевания муфты на трубу после удаления оксидного слоя требуется снять фаску на внешнем ребре трубы. Свариваемые трубы и детали должны быть соосны, без перекосов во избежание непровара. Закрепление труб в позиционере является необходимой операцией. Он позволяет сцентрировать и устранить овальность свариваемых труб, помешать любому движению соединения во время сварки и остывания, предотвратить провисание трубы, защитить соединение от случайных ударов, соблюсти необходимую соосность свариваемых труб и детали в процессе сварки.
При сварке труб большого диаметра так же необходимо обеспечить ненапряженное положение сопрягаемых деталей, т.е. концы труб, входящие в муфту не должны находиться под воздействием изгибающих напряжений и под действием усилий от собственного веса. При необходимости применять подставки, упоры или подходящие удерживающие приспособления. Следует соблюдать ненапряженную фиксацию сварных соединений до истечения времени остывания стыка. Напряженное положение вставленных в муфту концов труб может привести к некачественному соединению.
Центрация труб при сварке муфтами с ЗН производится до величины, позволяющей без чрезмерного усилия надеть муфту на конец трубы. Монтаж может осуществляться посредством равномерных по периметру торцевой части ударов пластиковым молотком. Если надвижение муфты на трубу происходит с чрезмерным усилием, то смещение, замыкание или обрыв витков спирали с большой вероятностью может иметь место.
При сварке труб большого диаметра так же необходимо обеспечить ненапряженное положение сопрягаемых деталей, т.е. концы труб, входящие в муфту не должны находиться под воздействием изгибающих напряжений и под действием усилий от собственного веса. При необходимости применять подставки, упоры или подходящие удерживающие приспособления. Следует соблюдать ненапряженную фиксацию сварных соединений до истечения времени остывания стыка. Напряженное положение вставленных в муфту концов труб может привести к некачественному соединению.
Центрация труб при сварке муфтами с ЗН производится до величины, позволяющей без чрезмерного усилия надеть муфту на конец трубы. Монтаж может осуществляться посредством равномерных по периметру торцевой части ударов пластиковым молотком. Если надвижение муфты на трубу происходит с чрезмерным усилием, то смещение, замыкание или обрыв витков спирали с большой вероятностью может иметь место.
На качество сварки труб оказывает влияние и их овальность, которая может появиться от длительного хранения труб в штабелях или при их поставке в бухтах. Максимально допустимый просвет между трубой и муфтой по всему диаметру не должен превышать 3 мм. Если из-за овальности трубы зазор между отцентрованной трубой и муфтой составляет более 3мм (разница в диаметрах > 6мм), то таким трубам в пределах зоны сварки необходимо придать круглую форму. Калибровка (устранение овальности) концов труб осуществляется сжатием труб в зажимах центратора или позиционера. Если используемые позиционеры не могут обеспечить выправление концов труб за счет их обжатия, используются специальные скругляющие (калибрующие) зажимы, устанавливаемые на расстоянии 15 - 30 мм от торцов деталей или меток на трубе. Для предварительного выправления труб особенно эффективны ручные гидравлические выравнивающие машины.
Непосредственно перед сваркой (предварительным прогревом и сваркой) труб и деталей подвергают протирке свариваемые наружные поверхности труб и внутренние поверхности деталей растворителями (спиртом или ацетоном) с целью удаления жировых пятен и поверхностных загрязнений, появившихся за период их крепления. Для обезжиривания используют бесцветные одноразовые впитывающие и не ворсистые бумажные салфетки. Обезжиривающая жидкость перед началом сварки должна полностью испариться.
Внимание! В муфтах с ЗН диаметром 280 мм - 800 мм предусмотрен режим предварительного прогрева. Это режим может быть использован непосредственно перед началом сварки для уменьшения зазора между муфтой и трубой до требуемой величины. В режиме предварительного прогрева муфта разогревает введенную в нее трубу до температуры ~ 90° С. При указанной температуре происходит максимальное тепловое расширение трубы, без ее плавления. Расширения самой муфты при этом не происходит, за счет имеющихся у нее «ребер жесткости». Если после использования нескольких циклов предварительного прогрева не удалось за счет расширения трубы свести зазор к требуемому минимуму, то качественная сварка данной трубы невозможна и необходимо применение специальных приспособлений, исправляющих геометрию трубы. Для муфт диаметром 280 - 450 мм режим предварительного прогрева применяется исходя из условий проведения работ. Для муфт диаметром 500 мм - 800 мм использование режима предварительного прогрева является обязательным. После окончания процесса предварительного прогрева (~12 мин) необходимо дать время для равномерного распределения тепла. В это время можно, при необходимости, производить процесс прогрева второй половины муфты (муфты диаметром 280 мм и более имеют раздельные спирали и каждая сторона сваривается раздельно) (данные приводятся для муфт FRIALEN).
Поскольку режим предварительного прогрева непосредственно предшествует режиму сварки, то соединение должно быть полностью подготовлено к сварке.
Несмотря на возможные стесненные условия, необходимо обеспечить полную защиту сварного соединения от попадания влаги, песка и пр. Для этого после сборки соединения зазор между муфтой и трубой закрывают с помощью клейкой ленты. Перекрытие зазора во время сварки (предварительного прогрева) необходимо, так же, во избежание тепловых потерь. Для избежания потерь тепла заглушаются и открытые концы свариваемых труб.
Технологический процесс сварки труб с помощью соединительных деталей с закладными нагревателями ведется в следующей последовательности:
- обработанные концы труб вводят внутрь соединительной детали до упора (для седловых отводов - одевают отвод на трубу);
- закрепляют трубы вместе с соединительной деталью в специальном центрирующем и фиксирующем приспособлении (позиционере);
- подсоединяют аппарат к электрической сети или автономному электрогенератору, обеспечивающему необходимое напряжение и мощность;
- присоединяют сварочный кабель к выводам закладного нагревателя детали;
- вводят в память аппарата требуемый режим сварки (предпрогрева) и контролируют по его дисплею заданное напряжение и время;
- запускают процесс сварки (предпрогрева) нажатием кнопки «пуск» (после запуска цикла весь необходимый технологический процесс проходит в автоматическом режиме);
- контролируют визуально прохождение процесса сварки (по дисплею аппарата) и образование сварного соединения (по выдвижению индикаторов сварки);
- после окончания сварки и естественного остывания** полученного соединения извлекают трубы из зажимов позиционера и проставляют на сварном соединении его порядковый номер краской или маркерным карандашом. Извлекать полученное сварное соединение из зажимов центрирующего приспособления (позиционера) следует только после его полного естественного охлаждения, т.е. когда температура на поверхности детали составит не более 50 °С.
Аналогичным способом сварное соединение маркируют, проставляя на нем номер клейма сварщика. Параметры режимов сварки вводят в память сварочного аппарата в соответствии с принятыми для используемого типа детали принципами и возможностями самого сварочного аппарата (штриховой код, система обратной связи или ручной ввод).
Основным способом ввода информации является штриховой код, информация с которого с помощью фотооптического карандаша вводится в систему управления сварочного аппарата. Считывание производят с главного штрихового кода, расположенного в верхней части этикетки-наклейки. После считывания штрих-кода данные детали с ЗН должны соответствовать данным, появившимся на дисплее аппарата. Штриховой код, находящийся под главным штрих-кодом, содержит данные для обратного отслеживания изделий и при сварке изделий не используется. Штрих-код сварки нанесен на этикетке белого цвета, штрих-код пред-прогрева (для муфт, имеющих этот режим) на этикетке желтого цвета (данные приводятся для муфт FRIALEN).
В случае ввода параметров сварки вручную необходимо пользоваться прилагаемой к деталям с ЗН информационной карточкой, содержащей информацию о величине корректировки времени сварки в зависимости от окружающей температуры.
Информация о процессе сварки регистрируется в памяти аппарата. Распечатка протокола сварки может производиться как по окончании сварки каждого стыка, так и через определенные промежутки времени, в зависимости от объема памяти аппарата. Нагружать сваренный трубопровод внутренним давлением можно через 10 - 30 мин после охлаждения соединения.
Внимание! Муфты с ЗН могут предусматривать возможность повторной сварки*. Повторная сварка производится в том случае, когда есть сомнения в качестве полученного соединения.
При сварке с трубами седловых отводов сначала рекомендуется приварить отвод к магистральной трубе трубопровода, а затем к его патрубку подгоняется и приваривается отводная труба. В случае обнаружения брака при сварке отвода эта сварка бракуется и рядом на трубе приваривается новый отвод.
Для седловых отводов и других изделий аналогичного типа после сварки и охлаждения соединения производят сверловку (фрезерование) стенки трубы для соединения внутренних полостей отвода и магистральной трубы. Перед началом фрезерования рекомендуется выдержать седловой отвод еще в течение 15 - 20 мин. (в дополнение ко времени его охлаждения при сварке).
Как было уже отмечено, сдавливание контактирующих поверхностей трубы и детали обеспечивается за счет теплового расширения трубы. Поэтому, подготавливая трубы к сварке, важно не только обеспечить качественную зачистку конца трубы для удаления поверхностного окисленного и загрязненного слоя, но и обеспечить минимальный зазор между наружной поверхностью трубы и внутренней поверхностью детали. Иначе, из-за отсутствия сдавливания и необходимого течения расплава, получение качественного сварного соединения будет невозможным.
Неточность подгонки свариваемых поверхностей приводит к появлению зазоров и, как следствие, к снижению прочностных характеристик соединения. На величину зазора влияет характер механической обработки (зачистки) труб, их овальность, изгиб образующей трубы и другие аналогичные факторы
В силу этих причин, точности подгонки свариваемых изделий должно уделяться не меньше внимания, чем контролю за соблюдением параметров сварки.
Контроль качества сварки труб и соединительных деталей
К качеству сварных соединений предъявляются особые требования, целью которых является получение эксплутационной надежности соединений, не уступающим надежности самих полиэтиленовых труб.
Контроль качества сварных соединений призван выявлять возможные их дефекты
- недопустимые отклонения в параметрах шва от требований нормативной документации, и предотвращать причины их появления. Применительно к сварным соединениям под термином «дефект» понимают также структурные микро- и макронеоднородности, возникающие в сварном шве вследствие нарушений технологии подготовки свариваемых конструкций, их сборки и сварки.
По своему расположению дефекты подразделяются на внешние и внутренние.
Технические требования к контролю качества и методы испытаний различаются в зависимости от способа получения выполненных сварных соединений: одни - для сварки нагретым инструментом встык и другие -для сварки при помощи деталей с закладными электронагревателями.
В зависимости от воздействия на материал сварного соединения, используемые для оценки качества сварных соединений методы контроля подразделяются на разрушающие и неразрушающие.
Кроме этого, методы контроля подразделяются на обязательные (экспресс- методы), проводимые при строительстве лабораториями строительно-монтажных организаций и специальные, которые рекомендуются к использованию отраслевыми испытательными центрами в случае необходимости подтверждения результатов экспресс методов, проведения углубленных исследований и других целей.
В условиях строительного производства используются только экспресс-методы, которые могут быть технически легко реализованы с использованием широко распространенного испытательного оборудования (разрывных машин, приборов УЗК и пр.). Для оценки швов экспресс-методами необходимы относительно небольшие промежутки времени (от нескольких минут до нескольких часов), в отличие от специальных методов, которые направлены в основном на определение длительной прочности образцов сварных соединений и на проведение которых требуются десятки, а иногда и сотни часов.
Требования и особенности применения экспресс-методов контроля сварных соединений включают:
- визуальный контроль, которому подвергаются соединения, выполненные любым способом сварки и проводимые путем поиска внешних признаков дефектов.
Виды дефектов выявляемых визуальным контролем приведены ниже в данном разделе;
- испытание на осевое растяжение (относительное удлинение при разрыве), используемое
для соединений, выполненных сваркой нагретым инструментом встык, и характеризующее качество шва по типу разрушения;
- ультразвуковой контроль (УЗК) стыковых соединений, позволяющий выявлять внутренние скрытые дефекты типа газовых пор, несплошностей и посторонних включений;
- гидравлические и пневматические испытания, проводимые при сдаче трубопровода в эксплуатацию, которым подвергаются сварные соединения, выполненные как сваркой нагретым инструментом встык, так и сваркой деталями с закладными нагревателями;
- испытание на сплющивание, применяемое для соединений,
полученных при помощи деталей муфтового типа с закладными нагревателями, при котором определяется процент декогезии (отрыва) сварного шва;
- испытание на отрыв, которому подвергают сварные соединения труб и седловых отводов с закладными нагревателями и при котором определяется характер разрушения.
Для предупреждения и выявления дефектов при сооружении трубопроводов реализуется системный подход к проведению контроля качества сварных соединений с использованием методов, включенных в перечень обязательных методик контроля. В процессе строительства осуществляют входной, операционный и приемочный производственный контроль, а также контроль и приемку выполненных работ и законченных строительством объектов заказчиком.
Входной контроль заключается в оценке поступающих на объект строительства материалов: труб, соединительных деталей и других изделий. При входном контроле материалов следует проверить внешним осмотром соответствие их требованиям стандартов или других нормативных сопроводительных документов. Подробно о входном контроле было рассказано в Разделе 3 «Транспортирование, хранение и входной контроль полиэтиленовых труб»
Операционный контроль проводится при сборке и сварке трубопроводов. Операционный контроль должен осуществляться в ходе выполнения производственных операций и обеспечивать своевременное выявление дефектов и принятие мер по их устранению и предупреждению.
Под операционным понимается контроль, осуществляемый на этапе строительства трубопровода непосредственными исполнителями работ (сварщиком и мастером, ведущим журнал производственных работ) в процессе выполнения всей цепочки технологических операций, предусмотренной технологией получения сварного соединения. При операционном контроле, в частности, проводят проверку качества подготовки труб под сборку и сварку, контроль технологического режима сварки. Качество сварных соединений при операционном контроле контролируется внешним
Осмотром и измерениями производителем работ (мастером) с участием, при необходимости, строительной лаборатории.
При операционном контроле проводится также изготовление и испытание пробных (допускных) стыков, являющееся важнейшей мерой по предупреждению появления дефектов. Эти испытания (иногда называемые предупредительным контролем) проводятся на стадии подготовки к строительству. Качество пробных стыков оценивается визуальным контролем и механическими испытаниями с привлечением строительной лаборатории (фото 4.2.8 - 4.2.9). Этот тип операционного контроля рекомендуется к регулярному применению Заказчиком и обеспечивает, как минимум, максимальную ответственность Подрядчика при выполнении им комплекса работ по сварке.
Сварку пробных стыков осуществляют в условиях, приближенных к условиям строительной площадки. Пробные стыки изготавливаются из отрезков полиэтиленовых труб длиной не менее 300 мм, сваренных между собой при помощи нагретого инструмента встык или муфт с закладными нагревателями.
Для пробных стыков, сваренных между собой муфтами с закладными нагревателями, рекомендуется использовать трубы и детали из одной группы, соответствующей диаметру строящегося водо- или газопровода. Это обусловлено в основном тем, что муфты с закладными нагревателем больших диаметров достаточно дороги, поэтому для проверки работоспособности оборудования можно использовать детали меньшего диаметра, но входящие в одну группу. К одним группам типовых представителей:
- ГОСТ 18599-2001 относит трубы с номинальным наружным диаметром - 63 мм и
менее, от 75 до 225 мм, от 250 до 630 мм, 710 мм и более;
- ГОСТ Р 50838-95 относит трубы с номинальным наружным диаметром - 75 мм и менее, от 90 до 200 мм, 225 мм и более;
- ТУ 2248-002-50049230-2004 относит трубы с номинальным наружным диаметром - от 250 до 500 мм. Количество пробных стыков рекомендуется до 3 шт.
Приемочный производственный контроль - заключительный этап комплекса мероприятий по обеспечению качества сооружаемых трубопроводов. Он заключается в проверке качества выполненных строительно-монтажных работ, а также ответственных конструкций. Для полиэтиленовых трубопроводов приемочный контроль кроме проверки соответствия трубопровода требованиям проекта, предусматривает проведение неразрушающего контроля сварных соединений физическими методами и гидравлические или пневматические испытания трубопровода на герметичность.
Контроль выполненных работ заказчиком заключается в проверке соответствия смонтированной водо-или газораспределительной системы проекту и представленной исполнительной документации, требованиям строительных норм и правил. По результатам принимается решение по приемке объекта в эксплуатацию.
Визуальный контроль стыковых соединений
Визуальный контроль сварных соединений и измерительный контроль геометрических параметров должны производиться на всех сварных соединениях.
Внешний вид сварных соединений, выполненных сваркой нагретым инструментом встык, должен отвечать следующим требованиям:
- размеры валиков наружного грата швов в зависимости от толщины стенки свариваемых труб (деталей)
должны соответствовать таблице 4.1.5;
- валики сварного шва должны быть симметрично и равномерно распределены по окружности сваренных труб;
- смещение наружных кромок свариваемых заготовок не должно превышать 10% от толщины стенки трубы (детали);
- впадина между валиками грата (А - линия сплавления наружных поверхностей валиков грата) не должна находиться ниже наружной поверхности труб (деталей);
- симметричность шва (отношение ширины наружных валиков грата к общей ширине грата) должна быть в пределах 0,3 - 0,7 в любой точке шва. При сварке труб с соединительными деталями это отношение допускается в пределах 0,2 - 0,8;
- цвет валиков должен быть одного цвета с трубой и не иметь трещин, пор и инородных включений;
- угол излома сваренных труб или трубы и соединительной детали не должен превышать величины в 5°.
Визуальный контроль соединений, выполненных при помощи деталей с ЗН
Для соединений, выполненных при помощи деталей (фитингов) с закладными электронагревателями, к экспресс-методам контроля относят:
- визуальный контроль и гидравлические или пневматические испытания, которым подвергаются все соединения;
- испытание на сплющивание (для деталей муфтового типа) и отрыв (для седловых отводов), используемые в основном только при оценке квалификации сварщика на этапе подготовки к строительству.
Визуальному контролю подлежат все сварные соединения. При этом внешний вид соединений должен отвечать следующим требованиям:
- трубы за пределами соединительной детали должны иметь следы механической обработки (зачистки);
- индикаторы сварки деталей должны находиться в выдвинутом положении;
- угол излома сваренных труб или трубы и соединительной детали не должен превышать 5 °;
- поверхность деталей не должна иметь следов температурной деформации или сгоревшего полиэтилена;
- по периметру детали не должно быть следов расплава полиэтилена, возникшего в процессе сварки.
Визуальный контроль соединений, выполненный деталями с закладными нагревателями, часто дает информацию о том: был проведен процесс сварки или нет. Об этом судят по положению индикаторов сварки. Поскольку поверхность контакта скрыта от глаз наблюдателя поверхностью детали, судить по внешним признакам о том, как протекали процессы формирования сварного соединения, достаточно сложно. Поэтому внешний вид поверхности детали лишь в редких случаях является достаточным признаком для отбраковки сварного шва. Характеристиками наличия дефекта может стать деформированная поверхность детали или видимое появление расплава в зоне соприкосновения.
Критерии оценки внешнего вида соединений, выполненных при помощи деталей с закладными нагревателями, приведены в таблице 4.1.7. Результаты внешнего осмотра считают положительными, если соединения отвечают всем требованиям, предъявляемым к внешнему виду и критериям оценки дефектов.
О качестве полученного соединения можно судить и по распечатке параметров сварки, которую получают от запоминающего устройства сварочного аппарата. Такая распечатка в виде небольшого протокола, может дать всю необходимую информацию об условиях сварки: технологических параметрах, температуре воздуха, типе соединительной детали и т.д.
Сравнительный анализ полученных распечаток с паспортными требованиями на данный вид соединительной детали является объективным показателем для того, что бы говорить о надежности каждого полученного соединения. Соответственно, при проведении работ на трассе строительства должна быть обеспечена точная маркировка сварных соединений в соответствии с порядковым номером сварочного протокола. |
| | | Строитель | Дата: 24.10.2017, в 09:20 | Сообщение №4 |
СтарожилПользователь №: 815
Сообщений: 384
| Испытание напорных трубопроводов из ПЭ
Испытание трубопроводов водоснабжения и канализации
Согласно СНиП 3.05.04 полиэтиленовые трубопроводы водоснабжения и канализации испытывают на прочность и плотность (герметичность) гидравлическим или пневматическим способом дважды (предварительное и окончательное).
Предварительное испытательное (избыточное) гидравлическое давление при испытании на прочность, выполняемое до засыпки траншеи и установки арматуры (гидрантов, предохранительных клапанов, вантузов), должно быть равно расчетному рабочему давлению, умноженному на коэффициент 1,5.
Окончательное испытательное гидравлическое давление при испытаниях на плотность, выполняемых после засыпки траншеи и завершения всех работ на данном участке трубопровода, но до установки гидрантов, предохранительных клапанов и вантузов, вместо которых на время испытания устанавливают заглушки, должно быть равно расчетному рабочему давлению, умноженному на коэффициент 1,3.
Гидравлические испытания на герметичность ПЭ трубопровода проводятся только после его пребывания под давлением в течении определенного времени Причина этого объясняется тем, что под давлением полиэтиленовые трубы увеличиваются в диаметре, что проявляется только в течении первых суток функционирования трубопровода. Падение давления, вызванное расширением труб, может быть неправильно истолковано, как утечка, если испытание на герметичность будет проведено слишком рано.
Обычно трубопроводы водоснабжения и канализации испытывают гидравлическим способом.
Пневматические испытания трубопроводов при их наземной и надземной прокладках
Пневматические испытания трубопроводов при их наземной и надземной прокладках производят в следующих случаях: температура окружающего воздуха ниже 0°С; применение воды недопустимо по техническим причинам; вода в необходимом количестве отсутствует.
Порядок пневматических испытаний трубопроводов и требования безопасности при испытаниях устанавливаются проектом.
Более подробная информация по проведению испытаний содержится в СНиП 3.05.04 и СП 40-102-2000.
Внимание!!! Если трубопровод водоснабжения или канализации было решено испытывать пневматическим способом, то значение опрессовочного давления рассчитывается как для газопровода.
Если при пневматических испытаниях расчет опрессовочного давления проводить как для гидравлических испытаний (где коэффициент запаса прочности для водопровода = 1,25), то данная ситуация может привести к разрушению трубопровода, т.к. значение опрессовочного давления будет превышать в 1,5-1,6 раза от допустимого для пневматических испытаний.
Испытание трубопроводов газоснабжения
Граница участков и схема проведения испытаний определяются рабочей документацией. Испытания газопроводов производят при температуре трубы не ниже минус 15°С.
Предварительные испытания полиэтиленовых трубопроводов на герметичность проводят перед их укладкой (протяжкой - при бестраншейных методах строительства). Испытания при этом рекомендуется проводить в течение 1 ч.
Подготовленные участки (плети, бухты или катушки) полиэтиленовых газопроводов испытывают на герметичность в соответствии с требованиями СНиП 42-01 к данной категории газопровода и положениями СП 42-101.
Окончательные испытания полиэтиленовых газопроводов на герметичность производят после полной (до проектных отметок) засыпки траншеи или после протяжки полиэтиленовой плети в соответствии с требованиями СНиП 42-01 к данной категории газопровода и положениями СП 42-101.
Более подробная информация по проведения испытаний содержится в СНиП 42- 01, СП 42-101 и СП 42-103.
Параметры полиэтиленовых труб для газопроводов
Трубы для газопроводов выпускаются по ГОСТ Р 50838-2009 (от Æ20 мм до Æ630 мм). Трубы применяются для сооружения подземных газопроводов, транспортирующих горючие газы, предназначенные в качестве сырья и топлива для промышленного и коммунально-бытового использования.
Классификация труб из полиэтилена проводится по значению минимальной длительной прочности (MRS) и стандартному размерному соотношению (SDR).
Типоразмеры труб, применяемые для строительства газопроводов приведены в таблице 6.5, где номинальный наружный диаметр соответствует минимальному среднему наружному диаметру, а за овальность принимают разность между максимальным и минимальным наружным диаметрами, измеренными в одном сечении трубы.
Трубы для газопроводов изготавливаются из полиэтилена с минимальной длительной прочностью MRS 8,0 МПа (ПЭ 80) и MRS 10,0 МПа (ПЭ 100).
Теоретически, используя трубы с одинаковым значением SDR, но различным MRS, можно проектировать газопроводы с различным коэффициентом запаса прочности С. Допустимое давление в трубах из различных марок полиэтилена для Тэкспл. + 20°С и времени 50 лет, рассчитанное в соответствии с требованиями ГОСТ Р 50838-2009.
Значение коэффициента С принимают по СНиП 42-01-2002 в зависимости от требований к надежности того или иного участка.
Трубы изготовляются в прямых отрезках и в бухтах, а трубы диаметром 125 мм и более выпускаются только в прямых отрезках. Длина труб в прямых отрезках составляет от 5 м до 12 м с кратностью 0,5 м, предельное отклонение длины от номинальной - не более 1 %. Длина труб в бухтах от 50 м до 200 м с предельным отклонением по длине не более 3 %.
Поставка труб осуществляется партиями. Партией считается количество труб одного размера (номинального наружного диаметра и толщины стенки), изготовляемых из сырья одной марки или на одной технологической линии и сопровождаемых одним документом о качестве, содержащим:
- наименование и (или) товарный знак предприятия-изготовителя;
- номер партии и дату изготовления;
- условное обозначение трубы;
- размер партии в метрах;
- марку сырья;
- условия и сроки хранения;
- результаты испытания или подтверждение о соответствии качества труб требованиям стандарта. |
| | |
Вы не можете ответить в тему анонимно, пожалуйста, войдите или зарегистрируйтесь!
|
|
