4.6 Технологія зварювання поліетиленових труб в розтруб
Одним з основних технологічних процесів, що багато в чому визначає експлуатаційну надійність поліетиленових газопроводів і темпи їх будівництва, є зварювання. Для з'єднання труб І деталей з поліетилену низького тиску застосовують контактне теплове зварювання у стик.
Теплове зварювання термопластів виконується, як відомо, за рахунок дифузії молекул нагрітого полімеру до його в'язкотекучого стану в контактованих поверхнях. Ділянка в' язкотекучого стану полімеру – інтервал температур, що знаходяться між температурою виникнення течії і температурою розпаду полімеру. У такому інтервалі температур і здійснюється нагрівання труб при тепловому зварюванні. У різних полімерів цей інтервал різний. Якщо він дуже великий, то процес зварювання ускладнюється за рахунок тимчасової жорсткості режиму, а це. істотно, може впливати на якість зварювання.
У в'язкотекучому стані молекули поліетилену мають досить високу швидкість переміщення одна відносно одної. Чим більша рухомість молекул (менша в'язкість розплаву), тим більше за один і той же час молекули полімеру можуть проникнути в пограничні зони зварювальних поверхонь, тим міцніше буде з'єднання. Невдало вибрані теплотехнічні параметри зварювання г однією ч причин отримання стикових з'єднань з низькими показниками міцності. Щоб уникнути цього, слід точно знати ті температурні інтервали, при яких відбуваються фазові перетворення в процесі нагрівання і плавлення полімеру.
Коротко вимоги такі: зварювання труб при високих температурах повітря необхідно вести н жорстких режимах (тобто після 2–3-хвилинної витримки стик швидко охолоджують); при зварюванні в зимовий період при температурі від -5 до -15 °С стик охолоджується за рахунок навколишнього повітря, тобто повільно. Ідеальною буде вважатись така якість стику, яка Ідентична якості матеріалу труб.
Технологічний процес зварювання включає такі етапи:
– підготовка труб до зварювання (збір і встановлення труб у зварювальній установці);
– механічна обробка торців (обробка зварюваних кромок):
– перевірка точності співпадіння торців;
– приведення труб до контакту з нагрівальним інструментом і нагрів торців (оплавлення);
– видалення деталей інструменту і виведення інструменту із зони зварювання (технологічна пауза);
– стискання труб однієї з іншою (осадка стику) з охолодженням стику під тиском.
Оплавлення зварюваних горців здійснюється плоским нагрівальним інструментом, що являє собою алюмінієвий диск, кільце або плиту. Температура поверхні інструменту – 21О-230 °С. При оплавленні торці труб притискують до інструменту) з певним зусиллям. На початку процесу оплавлення створюють підвищений тиск (до 0,1–0,25 МІІа) для забезпечення повного контакту торців з нагрівачем. Потім тиск зменшують (до 0,02–0,03 МПа) і продовжують нагрів протягом певного часу, який залежить від товщини стінки груби.
Тривалість технологічної паузи (час між закінченням оплавлення торців і початком осадки стику) не повинен перевищувати 3–7 с.
Осадку стику виконують при наданому тискові, який складає 0,15–0,25
МПа, тривалість збільшення тиску осадки 3–8 с. Зварені труби повинні залишатись закріпленими в затискачах центратора зварювальної установки до тих пір, доки температура стику не знизиться до 50–60 °С.
Зварювання поліетиленових труб з маркуванням «ГАЗ» і з’єднувальних деталей до них допускається при температурі від -5 до +30 °С. При температурі нижче -15 °С зварювання виконують у спеціальних укриттях. Місце зварювання необхідно захищати від вітру: атмосферних опадів, сонячного проміння, пилу та піску.
Для зварювання поліетиленових труб нагрітим інструментом у стик розроблено і випускається малими серіями декілька модифікацій механізованих установок для зварювання поліетиленових труб у стик і (розтруб). Конструкція і маса зварювальних установок залежить від діаметра та типу труб, а також від функцій, які вони виконують (нове будівництво, заготовка вузлів на ЦЗБ, ремонт газопроводів). Установки можуть бути переносними, транспортованими на підручних засобах стаціонарні.
Інститутом ім. Патона розроблено установки УСТТ-110 та УСТТ-225. Виробництво їх освоїв Єреванський завод «Рем деталь». Установки комплектуються нагрівальними інструментами, визначаються простотою виготовлення, невеликою масою і безпечністю в роботі. Ці установки успішно впроваджуються при будівництві поліетиленових газопроводів у Миколаївській, Полтавській, Харківській, Київській, Сумській, Донецькій та інших областях України.
Технологічні операції із зварювання поліетиленових труб на установках УСТТ-1 10 та УСТТ-225 виконуються в такій послідовності:
– встановлюється на блоці керування температура нагрівального інструменту 220 °С, що забезпечує підтримку в автоматичному режимі на поверхні нагрівального інструменту 220 °С;
– труби закріплюються в затискачах центра торів, при цьому виліт кінців труб із затискачів має бути достатнім (від 10 до 20 мм) для ведення осадки труб у процесі зварювання;
– для вирівнювання зварюваних поверхонь, видалення шару, що зазнав впливу сонячної радіації і кисню повітря, при якому на зварюваних торцях знімається шар глибиною не менше 2 мм. Непаралельність торців після механічної обробки не повинна перевищувати 0,3 мм для труб діаметром 63 мм, 0,4 мм для труб діаметром 110, 160 мм, 0,5 – для труб діаметром 225 мм;
– проміжок часу між торцюванням і нагрівом зварюваних поверхонь не повинен перевищувати 3 хв;
– перевіряється центрування, а потім надійність кріплення труб у центраторі шляхом зведення труб і створення тиску осадки від 0,20 до 0,25 МПа. При цьому не повинно відбуватись ковзання труб у затискачах центраторів. Попередньо визначається зусилля осадки. Зусилля холостого ходу визначається силовимірювальним пристроєм при переміщенні затиснутої в хомути центратора труби (пліті);
– після перевірки виходу на робочий режим нагрівальний інструмент встановлюється в зазор між трубами і створюється тиск оплавлення 0,2+0,05 МПа, який підтримується до утворення по всьому периметру труби первинного грата висотою: 0,5 мм при товщині стінки до 7 мм; 1,0 мм – від 7 до18 мм; 1,5 мм – більше 18. Після утворення первинного грата необхідно знизити тиск до мінімального 0,02 – 009 МПа, що забезпечить щільне прилягання горців труб до нагрівального інструменту. Торці труб прогрівають протягом часу, який визначають залежно від товщини стінки труби і температури навколишнього середовища:
– після закінчення процесу прогрівання видаляється нагрівальний інструмент із зони зварювання, створюється тиск осадки 0,2–0,05 МПа і забезпечується природне охолодження зварного стику в центраторі під вищевказаним тиском осадки. Тривалість технологічної паузи між моментом закінчення прогріву і початком осадки, збільшення тиску осадки і охолодження зварного стику.
4.7 Будівельний паспорт підземного газопроводу
БУДІВЕЛЬНИЙ ПАСПОРТ ПІДЗЕМНОГО ГАЗОПРОВОДУ
побудованого_______Охтирським НГВУ__________________________________ _________________________________________________________________
за адресою___вул. Крупській_____ПК-0+157,3_____ПК+70_+156,2____
(вулиця, місто, прив’язки початкового та кінцевого пікетів)
П. 1 ХАРАКТЕРИСТИКА ГАЗОПРОВОДУ
Вказується довжина (для вводу та ввідного газопроводу – підземних та надземних ділянок), діаметр, робочий тиск газопроводу, тип ізоляційного покриття лінійної частини зварних стиків (для підземних газопроводів та газопроводів вводів), кількість встановлених запірних пристроїв та інших споруд.
____________________L=460 м, D=125х7,1, Р=0,01 МПа
П. 2 ПЕРЕЛІК ПОДАНИХ СЕРТИФІКАТІВ, ТЕХНІЧНИХ ПАСПОРТІВ (АБО ЇХНІХ КОПІЙ) ТА ІНШИХ ДОКУМЕНТІВ, ЩО ПРИКЛАДАЮТЬСЯ ТА ЗАСВІДЧУЮТЬ ЯКІСТЬ МАТЕРІАЛІВ ТА ОБЛАДНАННЯ
_____Сертифікат на труби, електроди, паспорт на засувку, паспорт на ковер,____ колодязь______________________________________________________________
Примітка. Допускається прокладати (або розміщувати в даному розділі) витяги із зазначених документів, завірені особою, відповідальною за будівництво об’єкту, та які містять необхідні дані (номер сертифікату, марка (тип), нормативних або технічних документів, розміри, номер партії, завод-виготовлювач, дата випуску, результати випробувань).
П. 3 ДАНІ ПРО ЗВАРЮВАННЯ СТИКІВ ГАЗОПРОВОДІВ
| П.І.П. зварника | Номер(клеймо) зварника | Зварено стиків | Дата проведення зварювальних робіт | |
| діаметр труб, мм | кількість, шт. | |||
| Клименко І.А. | К | 127х7,1 | 47 | 17.04.2006 |
Майстер________________________________Максименко Є.В.____________
(посада, підпис, ініціали, прізвище виконавця робіт)
П. 4 ПЕРЕВІРКА ГЛИБИНИ ЗАКЛАДАННЯ ГАЗОПРОВОДУ, УКЛОНІВ, ПОСТЕЛІ, УЛАШТУВАННЯ ФУТЛЯРІВ, КОЛОДЯЗІВ, КІВЕРІВ
Встановлено, що глибина закладання газопроводу від поверхні землі до верху труби на всьому колодязі, уклони газопроводу, постелі під трубами, а також улаштування футлярів, колодязів, коверів відповідають проекту
Виконавець робіт_______________________майстер Максименко Є.В.___________
(посада, підпис, ініціали, прізвище)
Представник експлуатаційної організації______бригадир_____Кіктенко В.В.____
(посада, підпис, ініціали, прізвище)
Представник замовника ____________________майстер____Богдан Ю.О._______
(посада, підпис, ініціали, прізвище)
П. 5 ПРОДУВКА ГАЗОПРОВОДУ, ВИПРОБУВАННЯ ЙОГО НА МІЦНІСТЬ ТА ГЕРМЕТИЧНІСТЬ
П. 6.1 «18» квітня 2006 р. перед випробуванням на міцність зроблена продувка газопроводу повітрям
П. 6.2 «18» квітня 2006 р. проведене пневматичне (гідравлічне) випробування газопроводу на міцність тиском 0,6 МПа з витримкою протягом 24 год.