какие соединения полиэтиленовых газопроводов подвергаются ультразвуковому контролю
Контроль качества сварных соединений полиэтиленовых газопроводов
Предназначен для использования строительными организациями Российской Федерации при строительстве и ремонте газораспределительных сетей из полиэтиленовых труб, а также отраслевыми лабораториями и другими организациями, занимающимися оценкой качества сварных соединений
| Обозначение: | СП 42-105-99 | |
| Название рус.: | Контроль качества сварных соединений полиэтиленовых газопроводов | |
| Статус: | заменен | |
| Заменен: | СП 42-103-2003 «Проектирование и строительство газопроводов из полиэтиленовых труб и реконструкция изношенных газопроводов» | |
| Дата актуализации текста: | 05.05.2017 | |
| Дата добавления в базу: | 01.09.2013 | |
| Дата введения в действие: | 26.11.2003 | |
| Утвержден: | 03.03.1999 ОАО Росгазификация (Rosgazifikatsiya OAO 14П) | |
| Опубликован: | ОАО Росгазификация (1999 г. ) | |
| Ссылки для скачивания: |
| 8 (800) 302-68-20 Бесплатный звонок по РФ |
krasnodar@ndt-control.ru
Обратная связь
Ультразвуковой контроль сварных соединений в полиэтиленовых газопроводах
Крупнейшие мировые операторы трубопроводных сетей отмечают, что основная угроза целостности полиэтиленового трубопровода, помимо повреждения третьей стороной, — плохое качество сварных швов. Очевидно, что соединения — это наиболее уязвимое место в любой технической системе. Осевое напряжение или напряжение при изгибе, образовавшиеся в результате теплового расширения или сжатия, или перемещение грунта повышают риск повреждения некачественных соединений.
Как показали результаты исследований некоторых европейских производителей фитингов, в 40% случаев причиной некачественной сварки является невыполненная или выполненная ненадлежащим образом зачистка труб перед сваркой, в 20% — чрезмерная зачистка, в 6% — загрязнение в зоне сварки и в 6-9% — отсутствие позиционера при сварке. Итог этих изысканий неутешителен: в 75% случаев возникновение дефектных стыков обусловлено грубейшим нарушением технологии сварки или низкой культурой производства работ.
Дефекты сварки полиэтиленовых трубопроводов
В процессе сварки полиэтилен нагревается до температуры плавления кристаллической фазы и становится вязкоупругим. В таком состоянии под воздействием давления длинноцепочечные молекулы полиэтилена могут расцепляться, высвобождаться и перемещаться относительно друг друга. На этом этапе можно соединять друг с другом два расплава. В процессе соединения молекулы расплавов начинают перемешиваться, сближаться друг с другом и соединяться. В процессе охлаждения подвижность цепей снижается, молекулы прекращают расцепление, кристаллическая структура восстанавливается, и материал затвердевает снова. Шов, получаемый при сварке плавлением, может обладать такой же прочностью, как и исходный материал.
Для успешного соединения полиэтиленовых труб с помощью данных методов необходим строгий контроль параметров и условий сварки. Для удовлетворения требованиям безопасности газоснабжения соединения должны быть абсолютно надежными.
Чистая поверхность без загрязнений — основной и самый важный фактор создания качественного шва между двумя соединяемыми поверхностями. Загрязнение ухудшает целостность сварного соединения, а посторонние включения могут действовать как области концентрации напряжения, что является предпосылкой для растрескивания под напряжением.
Учитывая, что соединение полиэтиленовых труб, как правило, выполняется в полевых условиях, где постоянно присутствует угроза загрязнения, подготовку необходимо проводить с особой тщательностью. В данных обстоятельствах загрязнение представляется основным предметом внимания при оценке целостности соединения. Ниже перечислены виды загрязнений, которые негативно влияют на целостность полиэтиленового соединения:
Все технологии сварки требуют принятия надлежащих мер, для того чтобы предотвратить загрязнение сварного соединения и защитить его от воздействия внешней среды. Для этого необходимо обязательно использовать водонепроницаемую подстилку и навесы.
Более того, на трубах должны быть установлены концевые пробки, чтобы избежать попадания воды и защитить от охлаждения ветром, которое может вызвать колебания температуры сварки.
Типичным разрушением, характерным для сварки встык, является растрескивание под напряжением, возникающее при концентрации напряжения в сварных швах. Вторичные изгибающие напряжения, к которым обычно относятся смещение кромок, неравномерность опор или осей, способствуют распространению трещин вокруг соединения. В результате оно теряет прочность, что приводит к полному разрушению. Скорость распространения трещин зависит от приложенного усилия и может составлять как несколько недель, так и несколько лет, при этом конечный результат — разрушение всего соединения. Возможные потери газа зависят от давления и диаметра трубы и могут оказаться весьма значительными. Существует множество производственных факторов, влияющих на качество сварного соединения. Рассматривая каждый фактор в отдельности, можно описать потенциальное повреждение.
Сварочное давление является важным параметром в процессе стыковой сварки, поскольку оно обеспечивает взаимопроникновение расплавов для образования соединения. При слишком высоком давлении весь расплавленный материал будет выдавлен в грат сварного шва, оставив в месте контакта соединяемых поверхностей материал, недостаточно прогретый для качественного сплавления. Слишком низкое давление может привести к недостаточному смешиванию расплавленного материала — в итоге соединение будет некачественным, с низкой прочностью.
Ранее значения сварочного давления указывали в специальной таблице, которой была снабжена каждая сварочная машина. В обязанности сварщика входило следить за соблюдением правильных параметров давления, указанных для того или иного материала и диаметра труб. Давление создавалось с помощью гидравлического привода с ручным управлением. Для контроля прилагаемого давления использовался манометр. Неверный выбор уровня давления может быть отнесен к ошибкам сварщика. Он проявляется в увеличении или уменьшении ширины сварочного грата (валик сварного шва). При низком давлении грат будет слишком узким, а при высоком, наоборот, излишне широким.
Давление протяжки — это усилие, которое нужно для того, чтобы перемещать трубы, преодолевая трение в сварочном аппарате. Перед тем как выполнять соединение, трубы помещают в аппарат и перемещают с помощью гидравлического привода. До появления автоматических аппаратов сварщик должен был контролировать показатели манометра и регистрировать давление, необходимое для перемещения труб. Давление протяжки следует устанавливать вместе со сварочным давлением, указанным в паспорте аппарата. Трубам разного диаметра и разной длины (6 м, 12 м и более), подлежащим перемещению, соответствует разное давление протяжки, поэтому при выполнении шва его надо каждый раз замерять. В некоторых случаях давление протяжки может быть значительно выше фактического сварочного давления, хотя при точной настройке и использовании рольгангов можно перемещать достаточно длинные трубы с приемлемым давлением протяжки. Неправильное измерение давления протяжки — ошибка сварщика, которая приводит к увеличению или уменьшению размеров валиков сварных швов.
Чтобы осуществить сварку полиэтилена, температура на поверхностях, подлежащих соединению, должна быть выше температуры плавления материала (140°C). Температура при стыковой сварке составляет 233°C, этого достаточно для плавки материала, но мало, чтобы вызвать термическое разложение. Недостаточная температура плавления приведет к более высокому коэффициенту вязкости плавления, сопротивлению плавлению и молекулярному смешиванию и, в конечном счете, ненадлежащему качеству сварного шва.
При сварке встык поверхность соединения ограничивается торцами труб, в связи с этим очень важно максимально использовать их площадь. Овальность полиэтиленовых труб обусловлена способом их транспортировки и хранения. Хомуты, которые обычно применяются для захвата труб, позволяют приблизить их форму к круглой, отрегулировав силу зажима на каждой трубе. Овальность трубы, как правило, не рассматривается как серьезная проблема при стыковой сварке, и маловероятно, что она станет причиной преждевременного разрушения соединения, за исключением тех случаев, когда присутствует значительное расхождение в форме труб.
Если зачистка торцов выполнена не полностью, концы труб будут неровными, некоторые участки станут окисляться, на них останутся следы грязи и пыли, при контакте с нагревательным элементом начнут образовываться зазоры, из-за которых теплопередача на концах трубы будет неравномерной. Перед тем как выполнить соединение, сварщик должен полностью зачистить торцы труб.
Центрирование труб влияет на давление протяжки и термический контакт между трубой и нагревательным элементом. Во-первых, если необходимо выполнить соединение длинных труб и при этом для их перемещения или центрирования не используются рольганги, это требует значительного увеличения давления протяжки. Во-вторых, без центрирования фактический вес труб может изогнуть раму сварочного аппарата и тем самым повысить вероятность возникновения зазора между концами труб и верхней частью нагревательного элемента.
Время нагрева торцов — это время, в течение которого торцы трубы контактируют с нагревательным элементом. Если время нагрева будет слишком коротким, расплавленные поверхности не достигнут нужной температуры и при снятии труб с нагревательного элемента быстро остынут.
В результате увеличивается степень вязкости расплава, кристаллизация начинает происходить еще до момента соединения, что в конечном счете приводит к неполному сплавлению лишенных какого бы то ни было загрязнения, надлежащим образом центрированных и прекрасно очищенных торцов труб. Такое соединение будет непрочным и при изгибе полностью распадется.
Технологическая пауза — это время, необходимое для снятия нагревательного элемента и состыковки концов трубы. Чем быстрее концы трубы будут состыкованы, тем меньше вероятность того, что расплавленные поверхности успеют остыть. Результат продолжительной задержки при стыковой сварке окажется точно таким же, как и при недостаточном нагреве: из-за неполного сплавления соединение будет непрочным.
Типичным разрушением, характерным для сварки встык, является растрескивание под напряжением, возникающее при концентрации напряжения в сварных швах
СП 42-105-99 Контроль качества сварных соединений полиэтиленовых газопроводов
Система нормативных документов в строительстве
СВОД ПРАВИЛ
ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ И СТРОИТЕЛЬСТВУ
КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ПОЛИЭТИЛЕНОВЫХ ГАЗОПРОВОДОВ
Открытое акционерное общество «РОСГАЗИФИКАЦИЯ»
«3» марта 1999 г. № 14П
Об утверждении и введении в
действие Свода правил «Контроль
качества сварных соединении
1. Утвердить и ввести в действие с 1 апреля 1999 года Свод правил «Контроль качества сварных соединений полиэтиленовых газопроводов», разработанный ОАО «Гипрониигаз».
2. Сектору информации ОАО «Росгазификация» (Кузнецову С.А.) размножить указанный Свод правил и разослать по заявкам. газораспределительных организаций для практического использования.
3. Контроль за выполнением настоящего приказа возложить на отдел научно-технического развития (Горчилин В.А.) и сектор информации (Кузнецов С.А.).
Генеральный директор 
В.С. Рахуба
директора ОАО «Росгазификация»
105318, Москва, ул.Щербаковская, 41А
17-110 НТО от 03.03.99
Управление стандартизации, технического нормирования и сертификации сообщает, что представленный на регистрацию нормативный документ зарегистрирован в качестве Свода правил с присвоением следующего шифра:
СП 42-105-99 «Контроль качества сварных соединений полиэтиленовых газопроводов».
Одновременно Управление технормирования обращает Ваше внимание на следующее.
При издании текст документа строится, излагается и оформляется в соответствии с требованиями, установленными СНиП 10-01-94.
В целях сокращения количества нормативных документов и их упорядочения, в также учитывая и то, что в настоящее время разрабатывается единый Свод правил «Проектирование и строительство новых, а также реконструкция изношенные газопроводов путем применения полимерных материалов» Управление считает целесоойразным в дальнейшем (при окончании разработки проекта единого СП) текст Свода правил по контролю качества сварных соединений полиэтиленовых газопроводов включить отдельным разделом в упомянутый единый СП.
Управления технормирования П / П Н.Н. Поляков
Исп. Фомичева Т.С Шишов Н.А.
тел. 930-57-83 930-41-58
1 РАЗРАБОТАН Головным научно-исследовательским и проектным институтом по использованию газа в народном хозяйстве “ ГИПРОНИИГАЗ ” при участии НПО «Пластик».
2 СОГЛАСОВАН с Госгортехнадзором РФ (письмо № 02-35/868 от 23.07.1998 г.) и АООТ НПО «Пластик» (письмо № 402/98 от 4.05.98 г.).
3 ОДОБРЕН Госстроем России (письмо № 13-500 от 10.09.1998 г.)
4 ПРИНЯТ И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ приказом ОАО «Росгазификация» N 14П от 03.03.199 9 г.
Свод правил предназначен для использования строительными организациями Российской Федерации при строительстве и ремонте газораспределительных сетей из полиэтиленовых труб, а также отраслевыми лабораториями и другими организациями, занимающимися оценкой качества сварных соединений.
СВОД ПРАВИЛ ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ И СТРОИТЕЛЬСТВУ
КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ПОЛИЭТИЛЕНОВЫХ ГАЗОПРОВОДОВ
QUALITY CONTROL OF WELDED JOINTS OF POLYETHYLENE GAS PIPELINES
1 Область применения
Настоящий свод правил распространяется на сварные соединения напорных труб из полиэтилена для газопроводов, транспортирующих горючие газы по ГОСТ 5542, предназначенные для промышленного и коммунально-бытового использования.
Свод правил устанавливает технические требования к контролю качества, правилам приемки и методам испытания соединений полиэтиленовых труб между собой и с соединительными деталями, выполненных сваркой нагретым инструментом встык и сваркой при помощи деталей с закладными нагревателями.
2 Нормативные ссылки
В настоящем своде правил использованы ссылки на следующие стандарты:
СНиП 2.04.08-87* «Газоснабжение».
СНиП 3.05.02-88* «Газоснабжение».
ГОСТ 166-89 «Штангенциркули. Технические условия».
ГОСТ 4045-75 «Тиски слесарные с ручным приводом. Технические условия».
ГОСТ 5542-87 «Газы природные топливные для коммунально-бытового назначения».
ГОСТ 8433-81 «Вещества вспомогательные ОП-7 и ОП-10».
ГОСТ 11262-80 «Пластмассы. Метод испытания на растяжение».
ГОСТ 12423-66 «Пластмассы. Условия кондиционирования образцов (проб)».
ГОСТ 14782-86 «Контроль неразрушающий. Соединения сварные. Методы ультразвуковые».
ГОСТ 24157-80 «Метод определения стойкости при постоянном внутреннем давлении».
ГОСТ Р 50838-95 «Трубы из полиэтилена для газопроводов. Технические условия».
СП 42-101-96 «Проектирование и строительство газопроводов из полиэтиленовых труб диаметром до 300 мм».
3 Общие положения
3.1 Свод правил разработан в развитие строительных норм и правил СНиП 3.05.02 «Газоснабжение» в части строительства газопроводов из полиэтиленовых труб давлением до 0,6 МПа.
3.3 Технологический процесс сварки и порядок проведения пооперационного контроля должен соответствовать СП 42-101 и другой нормативно-технической документации по строительству газопроводов из полиэтиленовых труб утвержденной или согласованной с Минземстроем (Минстроем) России.
3.4 Нормы контроля сварных соединений полиэтиленовых труб (разрушающими и неразрушающими методами) должны приниматься в соответствии с требованиями СНиП 2.04.08, СНиП 3.05.02 и СП 42-101.
При этом в случае сварки труб деталями с закладными нагревателями разрушающим методам контроля подвергают только допускные соединения, а вырезка и испытание контрольных соединений из числа выполненных при помощи этих деталей не требуется.
Нормы контроля качества стыковых соединений ультразвуковым и разрушающим методами принимают в зависимости от степени автоматизации сварочных машин.
4 Технические требования к контролю качества сварных соединений
4.1 Контролю качества подвергаются сварные соединения, изготовленные из труб, соответствующих требованиям ГОСТ Р 50838, муфт с закладными электронагревателями ТУ 2248-030-00203536-96, отводов седловых ТУ 2248-031-00203536-96 и ТУ 2248-037-00203536-96, деталей соединительных ТУ 2248-032-00203536-96 и ТУ 6-19-359-97 и других соединительных деталей (в т.ч. зарубежного изготовления), соответствующих нормативной документации, утвержденной в установленном порядке.
4.2 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.
4.3 Вырезку контрольных соединений из газопровода осуществляют, как правило, в период производства сварочных работ с целью исключения вварки «катушек».
4.4 Проверке подвергаются допускные и контрольные соединения, выполненные каждым сварщиком в соответствии с нормами СНиП 3.05.02 и СП 42-101.
4.5 Сварные соединения, забракованные при внешнем осмотре и измерениях, исправлению не подлежат и должны быть из газопровода удалены.
4.6 При неудовлетворительных результатах испытаний сварных соединений экспресс методами необходимо произвести проверку удвоенного числа соединений тем же методом контроля, по которому получены неудовлетворительные результаты. Если при повторной проверке хотя бы одно из проверяемых соединений окажется неудовлетворительного качества, то сварщик должен быть отстранен от работы и направлен для прохождения дополнительной практики. Порядок проведения дальнейших работ на газопроводе должен определяться требованиями СНиП 3.05.02.
4.7 Перечень методов испытаний, обязательных при проведении контроля качества сварных соединений приведен в таблице 1.
Обязательным методам оценки должны подвергаться сварные соединения, выполняемые перед началом строительства газопроводов (допускные стыки) и отбираемые из числа стыков, сваренных каждым сварщиком на объекте строительства (контрольные стыки).
Нагретым инструментом встык. Деталями с ЗН
2 Испытание на осевое растяжение
Нагретым инструментом встык
3 Ультразвуковой контроль
Нагретым инструментом встык
4 Пневматические испытания
Нагретым инструментом встык. Деталями с ЗН
5 Испытание на сплющивание
6 Испытание на отрыв
Деталями с ЗН (только для седловых отводов)
4.8 Перечень специальных методов испытаний, рекомендуемых к проведению при оценке качества сварных соединений приведен в таблице 2.
1 Испытание на статический изгиб
Нагретым инструментом встык
2 Испытание при постоянном внутреннем давлении
Нагретым инструментом встык Деталями с ЗН
3 Испытание на длительное растяжение
Нагретым инструментом встык
4 Испытания на стойкость к удару
Деталями с ЗН (только для седловых отводов)
Результаты испытаний на длительное растяжение являются факультативными.
5 Обязательные методы контроля сварных соединений
5.1 Внешний осмотр
5.1.1 Внешнему осмотру подвергаются соединения, выполненные любым способом сварки. Внешний вид сварных соединений должен соответствовать контрольным образцам, оформленным в соответствии с приложением А.
5.1.2 Внешний вид сварных соединений, выполненных сваркой нагретым инструментом встык, должен отвечать 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 % от толщины стенки трубы (детали);
— впадина между валиками грата (линия сплавления наружных поверхностей валиков грата) не должна находиться ниже наружной поверхности труб (деталей);
— угол излома сваренных труб или трубы и соединительной детали не должен превышать 5°.
5.1.3 Размеры валиков наружного грата швов зависят от толщины стенки свариваемых труб (деталей) и должны соответствовать данным таблицы 3.