Анализ качества терморезисторной сварки при АТТЕСТАЦИИ СВАРЩИКОВ ПЛАСТМАСС (ЕВРОПЕЙСКИЙ ОПЫТ)

Каковы причины этих явлений?

Стыковая сварка. Стыковая сварка выполняется автоматическими или полуавтоматическими аппаратами, при этом влияние сварщика при снятии оксидного слоя, зачистке и позиционировании трубы минимально. Процент разрушений образцов ежегодно (на около 600 образцов) составляет менее 0,5 %. Разрушения образцов происходят в основном вследствие несоосности труб при сварке и загрязнения свариваемых поверхностей (контакт со смазкой, несоответствующая очистка свариваемой поверхности).

Терморезисторная сварка. В какой мере качество сварки зависит от степени квалификации сварщика? Влияет ли качество терморезисторной муфты на охрупчивание во время испытания на отдир? Что является причиной высокого процента разрушений образцов во время испытания на отдир?

Статистика показала, что сварщики из коммунальных служб, а особенно из газовых компаний, владеют техникой сварки значительно лучше, чем сварщики строительных компаний, в особенности частных. Это обусловлено отношением к обучению и ответственностью первых.

Также статистика демонстрирует, что процент хрупкого разрушения при испытаниях практически одинаков для всех учебных центров.
В учебных центрах используются муфты трех марок: GF+, Frialen и Geco.

Анализ показал, что процент хрупкого разрушения каждой марки испытанной терморезисторной муфты одинаков. Это говорит о том, что причиной высокого процента хрупкого разрушения образцов во время испытания на отдир является не качество муфты, а именно процедура сварки и/или работа сварщика. Для этого была проанализирована такая процедура подготовки терморезисторного образца (при сварке муфт, седловых отводов и т.д.), как глубина и равномерность снятия оксидного слоя, зачистка и т.д. Кроме того, была тщательным образом изучена поверхность хрупких разрушений, например, с помощью микроскопа или инфракрасного анализа.

Отметим, что в большинстве случаев целостность этих узлов не подвергается сильному сомнению, так как во время испытания на стойкость при постоянном внутреннем давлении при температуре 80 °С, начальном напряжении 5 МПа в течение 1000 часов на муфтах из РЕ 100 разрушения не наблюдались. Только в некоторых случаях в процессе испытаний под давлением было обнаружено несколько течей муфты в зоне плавления.

Кроме того, максимально допустимый критерий «≦ 25% хрупкого разрушения поверхности излома» является надежным инструментом и имеет достаточный уровень достоверности. Кроме того, испытательный образец (см. рис. 1) располагается перпендикулярно к оси трубы, а на практике такая конфигурация не встречается. В эксплуатационных условиях происходит только изгибание и растяжение, что является менее серьезным фактором, нежели отдир.

Тем не менее, испытание на отдир является хорошим механизмом оценки мастерства сварщиков и проверки правильности процедуры сварки (см. рис. 5-10, образцы с вязкими и хрупкими разрушениями поверхностей).

Практический экзамен сварщика заключается в выполнения сварочного узла, одна сторона которого обрабатывается с помощью ручного скребка, а другая – с помощью вращающейся цикли. В большинстве случаев (60 %), когда образцы не были приняты, процент излома с хрупким разрушением колебался в пределах от 33 до 50 %. В 25 % случаев процент хрупкого разрушения колебался от 50 до 80 %. В меньшем количестве случаев (15 %) во время испытания на отдир было отмечено полное хрупкое разрушение.

Из 2203 образцов терморезисторной сварки, которые тестировались, было выявлено 650 образцов, содержащих хрупкие разрушения, что соответствует уровню разрушения образцов 26,6 %.

В лаборатории BECETEL были проведены несколько экспериментов, чтобы продемонстрировать зависимость качества сварки от глубины снятия оксидного слоя, обезжиривания, применения ручных скребков (табл. 1) и вращающихся циклей (табл. 2).

Только в тех случаях, если поверхность трубы, зачищенной снятием оксидного слоя, была загрязнена вазелином или маслом, а не был использован обезжириватель, во время испытания на отдир наблюдалось хрупкое разрушение.

Если по поверхности трубы оксидный слой снят не был или был снят частично (с помощью наждачной бумаги), то в процессе испытаний наблюдалось хрупкое разрушение (табл. 3).

Если оксидный слой не был снят с поверхности трубы, независимо от условия обезжиривания трубы и фитингов, во всех случаях наблюдался хрупкий характер разрушения (табл. 4).

Если при снятии оксидного слоя с поверхности трубы была использована наждачная бумага, но слой удален полностью, то, несмотря на обезжиривание, во всех случаях наблюдалось пластическое (вязкое) разрушение. Такие же результаты были получены после снятия оксидного слоя вручную, независимо от его глубины (нормальная или двойная 0,4 мм) (см. табл. 4).

В табл. 5 показано, что если оксидный слой был снят с поверхности фитинга с помощью абразивной бумаги, то хрупкое разрушение наблюдалось только в тех случаях, когда поверхность трубы не подвергалась зачистке независимо от условий обезжиривания трубы.

Таким образом, глубина снятия оксидного слоя имеет значение только тогда, когда этот процесс не был произведен на поверхности трубы или был произведен частично, вне зависимости от условий обезжиривания трубы (табл. 6). Зоны, на которых не был снят оксидный слой, всегда демонстрируют хрупкое разрушение во время испытания на отдир