Брак сварных соединений на полиэтиленовых трубопроводах и его причины

07.05.2026

Автор: Зуев М.А.

Сваркой и монтажом полимерных трубопроводов в России занимаются все больше строительных организаций. Однако, несмотря на существующую в стране систему контроля качества, на то, что в действующих нормативных документах, например в СП 42–103– 2003 «Проектирование и строительство газопроводов из полиэтиленовых труб и реконструкция изношенных газопроводов» довольно подробно описаны возможные причины некачественной сварки, проблема брака при строительстве полиэтиленовых газо- и водопроводов не теряет актуальности. Этой теме регулярно посвящаются публикации в специализированных журналах [1–3].

В данной публикации мы также хотим рассмотреть некоторые характерные случаи брака при сварке полиэтиленовых трубопроводов и их причины. Причем речь не будет идти об организациях, которые идут на заведомые нарушения — покупают некачественные трубы, работают на неаттестованном оборудовании, нанимают на работу нелегальных мигрантов.

Рассмотреть проблему брака при сварке полиэтиленовых трубопроводов необходимо в связи со следующими обстоятельствами:

Существующие сварочное оборудование и материалы (трубы, фитинги и др.), закупаемые строителями, постоянно совершенствуются, функционирует стройная система обучения сварщиков и специалистов сварочного производства (САСв). Однако пренебрежение, в силу низкой технологической культуры или элементарной жадности руководителей строительно-монтажных организаций, соблюдением технологии может свести на нет все достижения технического прогресса, все усилия учебных и аттестационных центров или даже привести к серьезным авариям и человеческим жертвам.

Некачественная работа строителей может со временем привести к компрометации самой идеи использования полимерных материалов для трубопроводов.

Время от времени к поставщикам обращаются представители строительно-монтажных организаций с претензиями к закупленным оборудованию и фитингам, видя в них причину брака.

Как известно, обеспечение требуемого уровня качества полиэтиленовых трубопроводов с использованием сварки деталями с ЗН включает:

• проверку квалификации сварщиков;
• входной контроль качества используемых труб и деталей;
• проверку используемого оборудования;
• систематический операционный контроль качества сборки;
• визуальный контроль сварных соединений;
• механические испытания сварных соединений;
• приемочный контроль (гидравлические или пневматические испытания).

Рис. 1. Выход расплава на муфте с ЗН из-за наличия изгибающих усилий и провиса трубы при сварке трубы Ø 400 мм. Позиционер не применялся.

Рис. 2. Тот же объект, что и на Рис.1. Недопустимые забоины на трубе и муфте с ЗН Ø 400 мм в результате применения стальной кувалды для посадки муфты.

Нарушение требований норм и правил на любом из этих этапов приводит в конечном счете к браку, потерям времени и денег. Часть ошибок и брака, которые выявляются при визуальном контроле, механических испытаниях и приемочном контроле, можно исправить на этапе строительства. Другая, не выявленная часть дает о себе знать в процессе эксплуатации. В этом случае за халтуру строителей, как обычно, расплачивается заказчик и эксплуатирующие организации.

Рассмотрим, к чему приводят нарушения системы контроля.

1. Работа неквалифицированных сварщиков и отсутствие операционного контроля качества сборки сварных соединений.

Эти причины брака тесно связаны. Наспех, перед самым началом строительного сезона обученные сварщики, вчерашние землекопы и разнорабочие, не приучены соблюдать технологию. Более того, есть аттестационные пункты НАКСа, заочно выдающие свидетельства об аттестации сварщикам и специалистам сварочного производства. Ясно, что такие «квалифицированные» кадры могут просто не знать, как надо правильно монтировать и сваривать полимерные трубопроводы. Ситуация зачастую осложняется еще и отсутствием на объекте самого необходимого вспомогательного оборудования — позиционеров, гильотин, киянок, зачистных механизмов, струбцин и др.

По данным различных источников брак при сварке полиэтиленовых труб по вине сварщика составляет обычно 60 ÷ 80%, причем наибольшее количество нарушений технологии и требований НТД приходится на сварку деталями с ЗН [1]. А ведь никакая организация не может позволить себе иметь контролера при каждом сварщике. Операционный контроль должен проводить сам сварщик.

На Рис. 1 и Рис. 2 показано, к чему приводит использование экскаваторов и кувалды при сборке сварного соединения. Применение позиционера и струбцины дало бы гораздо лучший результат. Организация, имеющая на объекте два новых импортных экскаватора, почемуто не может себе позволить приобрести позиционер или деовализатор (скругляющую накладку). Претензии строители предъявили к использовавшейся муфте ∅ 400 мм.

Соединение труб ∅ 250 мм не выдержало опрессовку (Рис. 3). Трубу перед сваркой даже не зачистили. Претензии строителей — к муфте с ЗН ∅ 250 мм.

Рис. 3. Нарушение технологии подготовки труб Ø 250 мм к сварке. На внешней поверхности куска трубы справа отсутствуют следы механической обработки



Рис. 4. Нарушение при сборке соединения. Стык свариваемых патрубка седлового отвода и трубы ∅ 63 мм попал в горячую зону муфты.



Рис. 5. Нарушение при сборке соединения. Стык свариваемых труб ∅ 63 мм попал в горячую зону муфты.



На Рис. 4 видно, к чему приводит неправильная посадка муфты при приварке бокового отвода ∅ 63 мм на таком важном и дорогостоящем узле, как седловой отвод. Расплав полиэтилена протек в стык между трубами, попавший в горячую зону. На Рис. 5 — аналогичная ситуация.

Трубопровод ∅ 225 мм (Рис. 6) не прошел опрессовку, хотя уже при визуальном контроле левой муфты видно, из сравнения с правой, что она посажена неправильно. Отметок глубины посадки муфты на трубе не видно. Сажали «на глазок», позиционер не применялся. Претензии строителей — к муфте ∅ 225 мм.

2. Непроведение или запоздалое, по факту, проведение входного контроля используемых труб и деталей. Это также частая причина брака при сварке деталями с ЗН. Практика показала, что входной контроль следует осуществлять в момент получения материалов, а еще лучше –перед отгрузкой непосредственно у поставщика, так как для составления актов и отправки бракованных труб и фасонных изделий обратно к поставщику необходимо достаточно много времени.

Однако снабженцы строительных организаций не проводят входной контроль в полном объеме даже у себя в организации по нескольким причинам. Они проверяют лишь документы — количество и соответствие наименований изделий накладной, наличие сертификатов и, в лучшем случае, маркировку труб. Проведение замеров не входит в их обязанности, их никто не обучает проведению такого контроля, они не знают требований ГОСТ Р ИСО 3126–2007 «Пластмассовые элементы трубопровода. Определение размеров», у них просто может не быть времени для этого.

Поэтому все негативные результаты нарушения процедуры контроля приходится разгребать сварщикам, на которых ложится ответственность за использование некачественных материалов на объекте. Им приходится проверять соответствие основных размеров и параметров труб и фитингов нормативным документам, отсутствие повреждений на поверхности труб и соединительных частей перед монтажом и сваркой трубопроводов. А если, как указано в разделе 1 статьи, они не обучены соответствующим образом, результаты их работы могут удручать.

Рис. 6. Нарушение при сборке соединения. Превышено расстояние между стыками свариваемых труб ∅ 225 мм внутри левой муфты.

Рис. 8. «Просаженная» труба Ø 250 мм. Реальный ее диаметр гораздо меньше номинального. Согласно ГОСТ Р 508382009 предельное отклонение величины диаметра в этом случае +1,5 мм. Для наглядности при измерении диаметра использован штангенциркуль.

Рис. 9. Превышение максимально допустимого зазора между «просаженной» трубой Ø 250 мм и муфтой с ЗН.

Рассмотрим некоторые наиболее распространенные виды брака материалов:

• Наружный диаметр трубы меньше номинального («просаженная» труба) (Рис. 8).

По ГОСТ Р 50838–2009 и ГОСТ 18599–2001 допуски на диаметр труб всегда положительны. Если встык НИ «просаженную» трубу еще можно сварить, то ее соединение деталями с ЗН часто вообще невозможно либо получается бракованным (Рис. 9).

• Большая овальность трубы. Нередко это заводской брак или результат неправильного хранения. Встык такую трубу можно сварить, если в зажимах центратора сориентировать обе овальные трубы одинаковым образом или сжать посильнее. Для ее соединения деталями с ЗН необходимо применять струбцины или специальные гидравлические скругляющие накладки (для труб большого диаметра). У строителей их обычно нет и они насаживают муфты на овальную трубу с помощью стальной кувалды (Рис. 2).

И при уменьшенном диаметре и при большой овальности трубы возникают проблемы с приваркой седловых отводов, патрубков—накладок, вентилей для врезки, боковых отводов, отводов типа «Top Loading». Внутренний диаметр их части, прилегающей к трубе, не будет точно соответствовать наружному диаметру самой трубы. И если седловой отвод или другие детали с уже имеющимся ременными или пластиковыми хомутами можно плотно посадить, потуже затягивая хомут, то отводы, не укомплектованные хомутами, правильно установить и приварить без специальных дорогостоящих позиционеров практически невозможно.

• На срезе трубы наблюдаются поры, инородные включения и т.п. Из такой трубы монтировать трубопровод вообще нельзя.

С возрастанием диаметра труб все указанные выше трудности и проблемы, а также вероятность и цена брака многократно возрастают. Сварка труб диаметром свыше 400 мм требует специального вспомогательного оборудования и высокого профессионализма от сварщиков, поэтому регулярно возникают проблемы с некачественной сваркой.

Часть сварщиков и даже специалистов сварочного производства не имеют представления о технологии предварительного прогрева фитингов с ЗН (желтый штрихкод) [3], о возможности применения клиновидных кольцевых прокладок [4, 5] и гидравлических деовализаторов [1] при сварке муфт большого диаметра, а также о наличии специальных циркулярных пил для обрезки труб большого диаметра [6].

Каким образом, в свете всего вышеизложенного, можно добиться повышения качества строительства полимерных трубопроводов? Вот некоторые из первоочередных мер:

Во-первых, строительным организациям следует:

• наладить тщательный входной контроль;
• приобрести и использовать все необходимое вспомогательное оборудование для сварки полиэтиленовых труб;
• своевременно обучать и повышать квалификацию сварщиков, специалистов сварочного производства, специалистов ВИК в хорошо себя зарекомендовавших учебных и аттестационных центрах;
• регулярно проводить тестирование и техническое обслуживание сварочного оборудования в соответствии с регламентом его использования, инструкциями по эксплуатации и действующими нормативами.

Во-вторых, заказчикам строительных работ следует при проведении конкурсов и тендеров тщательно проверять строительные организации на предмет способности обеспечения требуемого качества строительства.

В-третьих, учебным и аттестационным центрам следует усилить теоретическую и практическую подготовку учащихся по следующим направлениям:

• проведение входного контроля труб и деталей;
• использование позиционеров, деовализаторов и другого вспомогательного оборудования;
• сварка труб большого диаметра. При этом практические занятия проводить также и в полевых условиях, на реальных строительных объектах.

В-четвертых, НАКСу следует:

• обновить вопросы теоретического экзамена для сварщиков и специалистов всех уровней, приблизив их к практике строительства с учетом обновления нормативной базы и опыта применения передового вспомогательного оборудования;
• усилить контроль за качеством предаттестационной подготовки и строго отсеивать центры и пункты, недобросовестно относящиеся к выполнению своих обязанностей, проводящих «ускоренную» и «заочную» предаттестационную подготовку.

Перед нашей страной стоит колоссальная задача реконструкции изношенных донельзя распределительных трубопроводных сетей [7]. Решить ее можно лишь с применением труб из разных видов полимеров. И от нас, людей, занятых в этой области, зависит, когда и насколько успешно она будет решена.

Список литературы.

1. Газ России, 2013, № 1, с. 66. Сварка полиэтиленовых труб: причины дефектов.
2. Полимергаз, 2012, № 1, с. 36. А.М. Гапонов Основной регламент работ по подготовке и сварке полиэтиленовых труб с помощью фитингов с закладными нагревателями.
3. Полимергаз, 2011, № 3, с. 6. Е.И. Зайцева, С. В. Иванов Особенности работы с полиэтиленовыми газопроводами в свете новых нормативных документов.
4. Полимергаз, 2012, № 1, с. 10. Р. Экерт Быстрое соединение полиэтиленовых труб электромуфтовой сваркой нового поколения.
5. 3R Technical journal for piping system integrity and efficiency. 2012, № 1, p.17, R. Eckert Joining large PE pipes in no time at all: integration of large connecting lines made easy.
6. 3R Technical journal for piping system integrity and efficiency. 2012, № 1, p.22, B. Klemm Aspects of butt welding with PE large pipes.
7. Полимерные трубы, 2013, № 2, с. 70. Наукоемкая альтернатива. 8. Газ России, 2012, № 3, с. 48. К. О’Коннор Полиэтиленовые трубопроводы: как избежать дефектов сварки?