Особенности входного контроля полиэтиленовых труб для водо и газоснабжения
Мирошниченко Ю.В., Зуев М.А., Кочетов М.В.
Для изготовления качественных полиэтиленовых труб необходимо выполнение достаточно жестких требований к сырью, технологическому оборудованию, контролю качества и работе испытательных лабораторий. На каждом предприятии должен быть отдел технического контроля, отвечающий за контроль процесса производства труб и их качества, заводская лаборатория, оснащенная всем необходимым для определения показателей качества полиэтиленовых труб оборудованием.
Однако не все трубные предприятия соблюдают эти требования. Некоторые экономят на отделе технического контроля, сокращая его сотрудников и оставляя за ним чисто бумажные функции, не организуют лаборатории. Такие производители для снижения себестоимости труб могут в той или иной мере использовать некачественное сырье: полиэтилен, не прошедший достаточных испытаний, не рекомендованный для изготовления труб или вторичный полиэтилен из измельченных труб с истекшим сроком хранения. Такие трубы не обладают необходимыми характеристиками, плохо свариваются, подвержены хрупкому разрушению и могут стать при эксплуатации причиной аварии.
Помимо некачественного сырья, причиной брака полиэтиленовых труб может также быть использование изношенного и устаревшего оборудования, не обеспечивающего высокого качества продукции. В результате на внутренней стенке труб возможны бугры, раковины и неровности, толщина стенок неравномерная: либо тоньше номинального значения, что может привести к разрушению трубы, либо толще, что нарушает гидравлический режим течения жидкости при эксплуатации.
В результате указанных нарушений технологии потребитель получает партии труб, не прошедших лабораторных испытаний, с неизвестными характеристиками качества, однако сопровождаемые всеми необходимыми документами (сертификат, паспорт качества с указанием всех данных испытаний, типа сырья).
Рис.1. Нагрузочная диаграмма испытания на относительное удлинении при разрыве трубы из ПЭ100 ∅ 90 SDR 17,6 по ГОСТ 185992001.
В данной ситуации трудно переоценить значение входного контроля. Основные этапы при проведении входного контроля полиэтиленовых труб регламентируются СП 42–103–2003 (газопроводы) и СП 40–102–2000 (водоснабжение и канализация). Однако внешний осмотр труб, проверка сертификатов и заполнение журналов или актов входного контроля не дает гарантии их качества. Опытные руководители строительно-монтажных организаций все чаще обращаются в независимые лаборатории, чтобы получить результаты механических испытаний закупленных труб (не предусмотренных нормативной документацией для входного контроля) и сделать выводы об их качестве.
Для оценки качества следует выполнить комплекс механических испытаний образцов полиэтиленовых труб на относительное удлинение при разрыве по ГОСТ 50838–2009 или ГОСТ 18599–2001. Испытания на относительное удлинение образцовлопаток типа 2 по ГОСТ 11262–80, вырезанных из трубных катушек, проводятся на разрывной машине.
Примером результатов испытаний полиэтиленовой трубы для водоснабжения по ГОСТ 18599–2001 может служить нагрузочная диаграмма на рис. 1, из которой видно, что механические характеристики данного образца соответствуют требованиям этого ГОСТа (относительное удлинение более 350%).
Если заказчик заинтересован в более полном исследовании материала труб, то дополнительно проводится испытание на свариваемость — стойкость к осевому растяжению сварного стыкового соединения по ГОСТ 52779–2009 (Приложение Е). Для этого заказчик предоставляет в лабораторию две катушки длиной не менее 400–500 мм, в зависимости от их диаметра. В лаборатории, для исключения технологических ошибок, они свариваются встык нагретым инструментом (НИ). Сваренный стык выдерживается при температуре +23 °C в течении 24 часов.
Затем из катушки вырезается пять образцов типа 2 со сварным стыком, которые испытываются согласно ГОСТ 52779–2009 (Приложение Е). Сочетание этих испытаний с испытаниями на относительное удлинение при разрыве полностью оценивает механические характеристики труб.
Приведем характерные примеры испытаний полиэтиленовых труб в лаборатории ООО «ЦТФСибирь».
Один из клиентов заказал механические испытания трубы из ПЭ 100 ∅ 355 SDR11 по ГОСТ 50838–2009, которую намеревался приобрести. По согласованию с ним трубы испытывались после стыковой сварки НИ на аппарате Protofuse‑630 (Сорон) со средней степенью автоматизации. На испытаниях также присутствовал представитель заводаизготовителя указанной трубы.
Из рис. 2–4 видно, что образцы хрупко разрушились сразу после приложения нагрузки, тип разрушения — III, что не допускается.
После получения заключения заказчик отказался приобретать эти трубы, а руководитель предприятия изготовителя принял комплекс мер (сменил технический персонал, модернизировал оборудование, наладил контроль качества сырья) и сумел существенно поднять качество продукции.
Рис. 2. Нагрузочная диаграмма испытания на свариваемость –стойкость к осевому растяжению сварного стыкового соединения по ГОСТ 527792009 (Приложение Е) трубы из ПЭ 100 ∅ 355 SDR 11 по ГОСТ 508382009.
Рис. 3. Фотография разрушения образца трубы из ПЭ 100 ∅ 355 SDR 11 по ГОСТ 508382009.
Рис. 4. Фотография разрушения образца трубы из ПЭ 100 ∅ 355 SDR 11 по ГОСТ 508382009.
Рис. 5. Нагрузочная диаграмма испытания на свариваемость – стойкость к осевому растяжению сварного стыкового соединения по ГОСТ 527792009 (Приложение Е) трубы из ПЭ 100 ∅ 160 SDR 17 по ГОСТ185992001.
В другом случае в лабораторию обратились представители монтажной организации с просьбой провести испытания закупленной трубы из ПЭ 100 ∅160 SDR17 по ГОСТ 18599–2001. Для объективности результатов испытывались катушки, вырезанные из труб, сваренных встык НИ заказчиком на месте монтажа на своем оборудовании, и сваренных в лаборатории аттестованным сварщиком на оборудовании с высокой степенью автоматизации (Pilotfuse‑250, Сорон) строго по технологическим картам.
Из всех образцов вырезали образцы 2го типа и испытали на свариваемость –стойкость к осевому растяжению по ГОСТ 52779–2009 (Приложение Е). Результаты испытаний образцов из указанных труб, сваренных в лаборатории, приведенные на рис. 5 и 6 показывают, что четыре образца разрушились хрупко.
Результаты испытаний образцов из той же трубы, сваренных заказчиком (рис. 7 и 8), показывают, что все пять образцов разрушились хрупко.
Из результатов испытаний следует, что труба не соответствовала требованиям ГОСТ 18599–2001. После получения заключения лаборатории заказчик вернул изготовителю всю партию труб, хотя руководитель предприятия — изготовителя пытался оспорить результаты испытаний.
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ
Механические испытания с использованием экспрессметодов позволяют быстро и с минимальными затратами оценить соответствие механических характеристик полиэтиленовых труб требованиям нормативной документации.
Строительным организациям рекомендуется проводить механические испытания закупаемых полиэтиленовых труб в независимых аккредитованных лабораториях.
Для более полной информативности и объективности механические испытания образцов труб рекомендуется проводить как на относительное удлинение при разрыве по ГОСТ 50838–2009 или ГОСТ 18599–2001, так и на свариваемость –стойкость к осевому растяжению сварного стыкового соединения по ГОСТ 52779–2009 (Приложение Е).
Рис. 6. Фотография разрушения образца трубы из ПЭ 100 ∅ 160 SDR 17 ГОСТ 18599 2001.
Рис. 7. Нагрузочная диаграмма испытания на свариваемость – стойкость к осевому растяжению сварного стыкового соединения по ГОСТ 527792009 (Приложение Е) трубы из ПЭ 100 Ø160 SDR 17 по ГОСТ185992001, сваренного заказчиком.
Рис. 8. Образцы из труб из ПЭ 100 Ø160 SDR 17 по ГОСТ185992001, сваренных заказчиком, после механических испытаний.
Литература
- СП 42–103–2003 Проектирование и строительство газопроводов из полиэтиленовых труб и реконструкция изношенных газопроводов.
- СП 40–102–2000 Проектирование и монтаж трубопроводов систем водоснабжения и канализации из полимерных материалов.
- ГОСТ 18599–2001 с изм. № l и№ 2 Трубы напорные из полиэтилена. Технические условия.
- ГОСТ Р 50838–2009 Трубы из полиэтилена для газопроводов. Технические условия.
- ГОСТ Р 52779–2007 Детали соединительные из полиэтилена для газопроводов. Общие технические условия.
