В последнее время участились жалобы от крупных организаций занимающихся строительством на плохую свариваемость труб газопроводов из полиэтилена. Это проявляется в виде отсутствия сплавления материалов, визуально идентифицируемых дефектов.
Компании проводят внутренние расследования, в отчетах предполагаются следующие основные причины возникновения дефектов (в порядке убывания):
- неисправность сварочного оборудования — 40%;
- низкая квалификация операторов — 35%;
- несоблюдение процедур сварки (требования к зачистке, подготовке, сборке и т.д.) — 20%;
- низкое качество основных материалов — 5%.
Исправное оборудование отправляется на свалку, люди лишаются премий и рабочих мест, а на объектах продолжают происходить аварии, сварные соединения вновь не проходят контроль.
Но при рассмотрении неудовлетворительной свариваемости полиэтилена, вопрос качества исходных материалов почему-то незаслуженно стоит на последнем месте.
Требования к качеству полиэтиленовых газопроводов
В настоящее время на территории РФ действует комплекс стандартов ГОСТ Р 58121 устанавливающих требования к трубопроводам для транспортирования газообразного топлива из полиэтилена:
- ГОСТ Р 58121.1-2018 «Часть 1. Общие положения»
- ГОСТ Р 58121.2-2018 «Часть 2. Трубы»
- ГОСТ Р 58121.3-2018 «Часть 3. Фитинги»
Данные стандарты разработаны на основе зарубежных ISO 4437 «Plastics piping systems for the supply of gaseous fuels — Polyethylene (PE)» с небольшими, но сильно влияющими на свариваемость изменениями.
Отличия ГОСТ Р 58121.1 от ISO 4437.1
Среди определений, относящимся к характеристикам исходных материалов, в стандарте присутствует так называемый «показатель текучести расплава» (ПТР). Данная величина характеризует вязкость расплавленного материала при установленных температуре и нагрузке. Значение ПТР напрямую связано со свариваемостью труб.
Согласно п. 6.2.3 ГОСТ Р 58121.1, значение показателя текучести расплава (ПТР) сырья для изготовления труб должно находиться в пределах от 0,12 до 1,40 включительно.
Но в стандарте ISO 4437.1, который послужил основой для разработки ГОСТ Р 58121.1, изначально были установлены более жесткие требования — от 0,20 до 1,40 включительно.
Нижняя граница показателя текучести расплава (ПТР) в ГОСТ Р 58121.1 была занижена разработчиком на 40%.
Кем был разработан ГОСТ Р 58121.1-2018?
ГОСТ Р 58121.1-2018 «Пластмассовые трубопроводы для транспортирования газообразного топлива. Полиэтилен (ПЭ). Часть 1. Общие положения» был подготовлен ООО «Группа ПОЛИПЛАСТИК» и ООО «Группа ПОЛИМЕРТЕПЛО» и внесен Техническим комитетом по стандартизации ТК 241 «Трубы, фитинги и другие изделия из пластмасс, методы испытания».
У разработчиков напрямую не получилось узнать о причинах занижения нижней границы ПТР. Представители заводов-производителей полиэтиленовых труб говорят о необходимости подбора параметров режима (температуры, усилия сжатия и т.д.) под каждую композицию/партию. При этом, «подобранные» параметры режимов для сварки нагретым инструментом встык, чтобы добиться удовлетворительной свариваемости, выходят за пределы указанные в ГОСТ 55276-2012 «Трубы и фитинги пластмассовые. Процедуры сварки нагретым инструментом встык полиэтиленовых (ПЭ) труб и фитингов, используемых для строительства газо- и водопроводных распределительных систем» (основан на зарубежном ISO 21307).
С каждой новой партией труб приходится подбирать параметры режимов и зачастую безуспешно. Применение сварки с закладными нагревателями, где нельзя изменить параметры режимов, становится бессмысленным, а ведь это основной способ сварки газопроводов диаметром до 110мм.
Проблемы свариваемости были озвучены и на заседании Технического комитета по стандартизации ТК 364 «Сварка и родственные процессы». В ТК 364 о проблеме давно известно, оказывается, в октябре 2020 г. ТК 364 было направлено письмо в ТК 241 с просьбой разъяснить причины занижения показателя текучести расплава (ПТР) на 40%. В декабре 2020 г. в ТК 364 получили ответ.
Причины занижения разработчиком ГОСТ Р 58121.1 значения ПТР на 40%
Ответ ТК 241 ранее нигде не публиковался. Ознакомиться с полным текстом можно по ссылке.
Оказывается, значение ПТР было снижено аж на 40% разработчиком потому, что «единственный» завод-изготовитель сырья для производства труб просто не может физически обеспечить продукцию с ПТР 0,20.
ТК 241 знал о проблемах свариваемости труб, которые неизбежно будут возникать при заниженных значениях ПТР.
По замыслу ТК 241, производители должны подтверждать свариваемость каждой композиции. Но в реальности, даже если это подтверждение и происходит, то с «форсированием» параметров режимов (температуры, усилия сжатия и т.д.), которые не будут соответствовать стандартным по ГОСТ 55276-2012 и потребителям продукции не сообщается о той «волшебной» комбинации параметров, на которой получилось качественное соединение (получилось в заводских, но не в монтажных условиях).
Заключение
Организации занимающиеся строительством газопроводов сталкиваются с колоссальным объемом брака на объектах, виня при этом оборудование и персонал, но реальная причина — заниженное на 40% значение ПТР.
Запись подготовлена с использованием материалов @ggvin
