Размеры фасок и глубины ввода при муфтовой сварке

Диаметр трубы	Фаска на трубе для	Глубина ввода для
ПЭВП, ПП	ПВДФ	ПЭВП, ПП	ПВДФ
d [мм]	b [мм]	b[мм]	t [мм]	t [мм]

 

При сварке поворот деталей относительно друг друга после сопряжения деталей не допускается. После каждой сварки необходима очистка рабочих поверхностей от налипшего материала. Время выдержки свариваемых изделий до частичного отвердения зависит от применяемого материала.

Подготовка сварного шва (выполняется непосредственно перед сваркой). Концы трубы отрезать под прямым углом и с внутренней кромки ножом удалить заусенцы. На конце трубы по таблице 16 выполнить фаски и обработать инструментом с малым углом заострения так, чтобы лезвие инструмента было заподлицо с торцом трубы.

Свариваемые поверхности трубы и фасонной детали основательно прочистить бумагой не оставляющей волокон бумагой и растворителем (напр., ацетон). Поверхность трубы можно обработать циклей и отметить на трубе глубину ввода (t).

Порядок выполнения работы

1.Закрепить сварочный аппарат на струбцину.

2.Закрепить парные сменные насадки требуемого диаме­тра на электронагревателе.

3.Установить температуру сварки с помощью ручки тер­морегулятора.

4.Подсоединить аппарат к электрической сети.

5.Включить аппарат нажатием двух клавиш включения-выключения. При достижении заданной температуры индика­торы погаснут. Аппарат готов к работе.

6.Для производства сварки необходимо надеть фитинг на сварочную насадку, а трубу вложить в отверстие насадки с противоположной стороны. В таком положении трубу и фитинг следует удерживать в течение предписанного вре­мени нагрева (см. таблицу 17).

7.После нагрева следует быстро снять фитинг и трубу с насадки, ввести трубу в фитинг до упора и удерживать не­подвижно для охлаждения в течение предписанного време­ни.

8.Не допускается поворот вокруг оси трубы и фитинга во избежание деформации изделия.

9.Охладить сварное соединение (табл.17)

Таблица 17.

Время охлаждения сварного соединения

 

Диаметр трубы, мм	Ширина сварочного пояска, мм	Время нагрева, сек	Технологическая пауза (время соединения), сек	Время охлаждения, мин

10. Проверить внешний наплыв сварного шва. При этом он должен просматриваться по всей окружности трубы.

Вопросы для самопроверки:

1. Суть технологического процесса сварки в раструб?

2. Последовательность технологического процесса сварки в раструб?

3. От каких факторов зависит выбор температуры нагревательного инструмента?

4. Отличие раструбной сварки от раструбно-стыковой?

5. К какому классу относится сварка в раструб?

6. Допускается ли принудительное охлаждение сварного соединения?

7. К чему приводит превышение установленной температуры нагретого инструмента при сварке в раструб?

 

 

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №4

МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

Цель работы – выявить влияние основных параметров (температура, давление, время) на качество сварного соединения.

 

Технические требования к контролю качества

сварных соединений

 

Контролю качества подвергаются сварные соединения полиэтиленовых труб, соответствующих требованиям СНиП 42-01 и положениям СП 42-103-2003.

Методы контроля качества сварных соединений подразделяются на обязательные (экспресс) методы, проводимые 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.

Вырезку контрольных соединений из газопровода осуществляют, как правило, в период производства сварочных работ с целью исключения вварки "катушек". Контрольные соединения выполняются по требованию органов надзора в случаях обнаружения нарушений технологии сварки.

Сварные соединения, забракованные при внешнем осмотре и измерениях, исправлению не подлежат и должны быть из газопровода удалены.

При неудовлетворительных результатах испытаний сварных соединений экспресс-методами необходимо произвести проверку удвоенного числа соединений тем же методом контроля, по которому были получены неудовлетворительные результаты. Если при повторной проверке хотя бы одно из проверяемых соединений окажется неудовлетворительного качества, то сварщик отстраняется от работы и направляется для переаттестации или проверяется сварочная техника, которая использовалась для сварки этих стыков.

Контрольные сварные соединения должны быть подвергнуты:
а) визуально-измерительному контролю;
б) неразрушающему контролю физическим методом (УЗК);
в) механическим испытаниям.

Перечень методов испытаний, обязательных при проведении контроля качества сварных соединений, приведен в таблице18.

Таблица18

Метод испытаний	Способ сварки
Внешний осмотр	Нагретым инструментом встык. Деталями с ЗН
Испытание на осевое растяжение	Нагретым инструментом всты
Ультразвуковой контроль	Нагретым инструментом встыкТ
Пневматические испытания	Нагретым инструментом встык. Деталями с ЗН
Испытание на сплющивание	Деталями с ЗН
Испытание на отрыв	Деталями с ЗН (только для седловых отводов)

 

Обязательным методам оценки подвергаются сварные соединения, выполняемые перед началом строительства газопроводов (допускные стыки) и отбираемые из числа стыков, сваренных каждым сварщиком на объекте строительства (контрольные стыки).

Перечень специальных методов испытаний, рекомендуемых к проведению при оценке качества сварных соединений, приведен в таблице19.

Таблица19

Метод испытаний	Способ сварки
Испытание на статический изгиб	Нагретым инструментом встык
Испытание при постоянном внутреннем давлении	Нагретым инструментом встык. Деталями с ЗН
Испытание на длительное растяжение	Нагретым инструментом встык
Испытания на стойкость к удару	Деталями с ЗН (только для седловых отводов)

 

Обязательные методы контроля сварных соединений

Внешнему осмотру подвергаются соединения, выполненные любым способом сварки. Рекомендуется иметь на предприятии контрольные образцы соединений, по которым можно вести наглядное сравнение внешнего вида сварных соединений трубопровода.

Внешний вид сварных соединений, выполненных сваркой нагретым инструментом встык, отвечает следующим требованиям:

- валики сварного шва должны быть симметрично и равномерно распределены по окружности сваренных труб;

- цвет валиков должен быть одного цвета с трубой и не иметь трещин, пор, инородных включений;

- 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;

- смещение наружных кромок свариваемых заготовок не должно превышать 10% толщины стенки трубы (детали);

- впадина между валиками грата К (линия сплавления наружных поверхностей валиков грата) не должна находиться ниже наружной поверхности труб (деталей) (см. рисунок 1);

- угол излома сваренных труб или трубы и соединительной детали не должен превышать 5º.

Размеры валиков наружного грата швов зависят от толщины стенки и материала свариваемых труб (деталей). В таблице 20 приведены данные, полученные при сварке труб (деталей) из ПЭ 80, для труб (деталей) из ПЭ 100 эти размеры меньше на 15% (см. рис.17).

Допускается производить определение расположения впадины между валиками грата и замер самих валиков после срезания наружного грата по всему периметру трубы. Срезание наружного грата должно производиться при помощи специальных приспособлений, не наносящих повреждений телу трубы и не выводящих толщину стенки за пределы допускаемых отклонений.

Отдельные наружные повреждения валиков сварного шва (срезы, сколы, вдавленности от клеймения стыка) протяженностью не более 20 мм и не затрагивающие основного материала трубы считать браком не следует.

Критерии оценки внешнего вида соединений, выполненных нагретым инструментом встык, приведены в приложени А

Таблица 20

Размеры наружного грата

			Условное обозначение труб
Параметры	SDR 11	SDR 11	SDR 17,6	SDR 11	SDR17,6	SDR 11
наружного грата	63х5,8	75х6,8	90х5,2	90х8,2	110х6,3	110х10
Высота h, мм	1,5-3,0	2,0-3,5	1,5-3,0	2,5-4,5	2,0-3,5	2,5-4,5
Ширина L, мм	4,0-6,0	5,0-7,0	4,0-6,0	6,0-8,5	4,5-6,5	6,5-10,0
			Условное обозначение	труб
Параметры	SDR 17,6	SDR 11	SDR 17,6	SDR 11	SDR17,6	SDR 11
наружного грата	125х7,1	125х11,4	140х8,0	140х12,7	160х9,1	160~14,6
Высота h, мм	2,0-4,0	3,0-5,0	2,5-4,5	3,0-5,0	2,5-4,5	3,0-5,0
Ширина L, мм	5,5-7,5	8,5-12,0	6,0-8,5	9,0-13,0	6,0-9,5	10,0-15,0
Условное обозначение труб Параметры наружного грата	SDR 17,6   180х10,2	SDR 11   180х16,4	SDR 17,6   200х11,4	SDR 11   200х18,2	SDR 17,6   225х12,8	SDR 11   225х20,5
Высота h, мм	2,5-4,5	3,5-5,5	3,0-5,0	4,0-6,0	3,0-5,0	4,5-6,5
Ширина L, мм	6,5-10,5	11,0-16,0	8,5-12,0	13,0-18,0	9,0-13,0	14,0-21,0
		Условное	обозначение труб
Параметры	SDR 17,6	SDR 11	SDR 17,6	SDR 11	SDR17,6	SDR 11
наружного грата	250х14,2	250х22,7	280х15,9	280х25,4	315х17,9	315х28,6
Высота h, мм	3,0-5,0	4,5-7,5	3,5-5,5	5,0-8,0	4,0-6,0	5,5-9,0
Ширина L, мм	9,5-14,5	16,5-23,5	11,0-16,5	17,0-26,0	13,0-18,0	19,0-28,0

Отдельные наружные повреждения валиков сварного шва (срезы, сколы, вдавленности от клеймения стыка) протяженностью не более 20 мм и не затрагивающие основного материала трубы считать браком не следует.

Внешний вид сварных соединений, выполненных при помощи деталей с закладными нагревателями, отвечает 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.

Критерии оценки внешнего вида соединений, выполненных при помощи седловых отводов с закладными нагревателями, приведены в таблице 27 приложения.

Критерии оценки внешнего вида соединений, выполненных при помощи муфт, тройников, отводов и переходов с закладными нагревателями, приведены в приложении В

Испытаниям на осевое растяжение подвергаются соединения, выполненные сваркой нагретым инструментом встык.

Критерием определения качества сварного соединения, выполненного сваркой встык, является характер разрушения образцов.

Различают три типа разрушения:

- тип I - наблюдается после формирования "шейки" - типичного сужения площади поперечного сечения образца во время растяжения на одной из половин испытываемого образца. Разрушение наступает, как правило, не ранее чем при достижении относительного удлинения более 50% и характеризует высокую пластичность. Линия разрыва проходит по основному материалу и не пересекает плоскость сварки;

- тип II - отмечается при достижении предела текучести в момент начала формирования "шейки". Разрушение наступает при небольших величинах относительного удлинения, как правило, не менее 20 и не более 50% и характеризует низкую пластичность. Линия разрыва пересекает плоскость сварки, но носит вязкий характер;

- тип III - происходит до достижения предела текучести и до начала формирования "шейки". Разрушение наступает при удлинении образца, как правило, не более 20% и характеризует хрупкое разрушение. Линия разрыва проходит точно по плоскости сварки.

Результаты испытания считаются положительными, если при испытании на осевое растяжение не менее 80% образцов имеют пластичный характер разрушения I типа. Остальные 20% образцов могут иметь характер разрушения II типа. Разрушение III типа не допускается.

При хрупком разрыве по шву для определения причин разрушения анализируются характер излома и дефекты шва.

Ультразвуковому контролю подвергаются соединения полиэтиленовых труб, выполненные сваркой нагретым инструментом встык и соответствующие требованиям визуального контроля (внешнего осмотра).

Количество сварных соединений, подвергаемых ультразвуковому контролю, следует определять по нормам СНиП 42-01 в зависимости от условий прокладки газопровода и степени автоматизации сварочной техники.

К выполнению работ по ультразвуковому контролю допускаются специалисты, имеющие сертификат установленной формы на право проведения контроля не ниже второго уровня квалификации по акустическим методам контроля, а также удостоверение о дополнительном обучении по контролю сварных стыковых соединений полиэтиленовых газопроводов.

С помощью ультразвукового контроля должны выявляться внутренние дефекты типа несплавлений, трещин, отдельных или цепочек (скоплений) пор, включений.

Критерии оценки качества при помощи ультразвукового контроля сварных стыковых соединений полиэтиленовых труб приведены в приложении.

Дефекты сварных стыковых соединений полиэтиленовых газопроводов по результатам ультразвукового контроля относят к одному из следующих видов:

- одиночные (поры, механические включения, примеси);

- протяженные (несплавления, трещины, удлиненные поры и включения, цепочки или скопления пор, включений

Оценка качества сварных стыковых соединений полиэтиленовых газопроводов производится по следующим признакам:

- максимально допустимой площади дефекта (амплитудный критерий);

- по условной протяженности дефекта (амплитудно-временной критерий);

- по количеству допустимых дефектов на периметре стыка.

Предельно допустимые размеры и количество дефектов приведены в приложении С.

В случае определения разных значений условной протяженности дефекта при контроле сварного шва с двух его сторон оценка качества производится по большему из них.

Испытаниям на сплющивание подвергают соединения, полученные сваркой при помощи деталей муфтового типа (муфт, переходов, отводов, тройников, заглушек и т.п.) с закладными нагревателями.

Испытания проводят на образцах-сегментах путем сжатия труб у торца соединения до величины, равной двойной толщине стенки.

Стойкость сварного шва к сплющиванию характеризуется процентом отрыва, который является отношением длины сварного шва, не подвергнувшейся отрыву, к полной длине сварного шва в пределах одной трубы. Результаты испытаний считают положительными, если на всех испытанных образцах отрыв не наблюдался или если отношение длины шва, не подвергнутой отрыву, к общей измеренной длине шва составляет не менее 40%.

Испытаниям на отрыв подвергают сварные соединения труб и седловых отводов с закладными нагревателями.

Сварное соединение подвергается испытанию целиком и продолжается до полного отделения седлового отвода от трубы.

В результате испытания соединения излом в месте сварки седлового отвода с трубой должен иметь полностью или частично пластичный характер разрушения по замкнутому периметру сварного шва. Хрупкое разрушение не допускается. В процессе проведения испытаний фиксируется также разрушающая нагрузка.

2. Специальные методы контроля

Испытаниям на статический изгиб подвергаются соединения, выполненные сваркой нагретым инструментом встык.

Испытания проводят на образцах-полосках с расположенным по центру сварным швом.

При испытании на статический изгиб определяется угол изгиба образца, при котором появляются первые признаки разрушения. Результаты испытания считаются положительными, если испытываемые образцы выдерживают без разрушения и появления трещин изгиб на угол не менее 160°.

Испытаниям при постоянном внутреннем давлении подвергаются сварные соединения, выполненные как сваркой нагретым инструментом встык, так и сваркой при помощи деталей с закладными нагревателями.

Испытания проводятся в соответствии с требованиями ГОСТ Р 50838 и методикой ГОСТ 24157.

При испытании определяется стойкость при постоянном внутреннем давлении в течение заданного промежутка времени при нормальной и повышенной температурах и определенной величине начального напряжения в стенке трубы.

Результаты испытаний считаются положительными, если все испытуемые образцы не разрушились до истечения контрольного времени испытания или разрушился один из образцов, но при повторных испытаниях ни один из образцов не разрушился.

Испытание сварных соединений на длительное растяжение проводится для определения длительной несущей способности сварных соединений, выполненных сваркой нагретым инструментом встык.

Одновременно с испытанием оцениваемых образцов сварных швов при тех же условиях испытывают образцы других сварных соединений, сваренных при оптимальных параметрах сварки (базовые стыки). Образцы оцениваемых сварных соединений и базовые стыки должны быть изготовлены из одной марки материала и одной партии труб.

Испытания проводят до появления трещин не менее чем у 50% испытываемых образцов. Результаты испытания сравниваются по среднему значению времени до появления трещин.

По мере проведения испытаний образцы должны подвергаться периодическому внешнему осмотру с целью выявления хрупкого излома и трещин в зоне шва. Изломы в области зажимов не учитываются.

Результаты испытания считаются положительными, если образцы оцениваемых сварных соединений имеют среднее значение времени до появления трещин не ниже значений, полученных для базовых стыковых соединений.

Испытаниям на стойкость к удару подвергаются соединения, выполненные при помощи крановых седловых отводов.

Испытания проводят на образцах в виде патрубков с расположенным посередине седловым отводом.

При испытании на стойкость к удару определяется способность образца выдержать внутреннее пневматическое давление (0,6±0,05) МПа в течение 24 ч после нанесения по нему двух ударов падающим грузом массой (5,0±0,05) кг.

Результаты испытания считаются положительными, если оцениваемые образцы выдерживают испытание при отсутствии видимых разрушений и разгерметизации.