Неразъемные соединения полиэтиленовых труб. Часть 5

Достигнутые за последние годы успехи в направлении сварки и монтажа полиэтиленовых трубопроводов позволили значительнo расширить границы и области их применения. Тем не менее в данном направлении имеется ряд вопросов, на решении которых должно быть сосредоточено внимание. Прежде чем использовать трубы в тех или иных условиях, обычно проводят пробные испытания по определению механической и гидравлической прочности сварных соединений при кратковременном погружении. Подобные испытания дают определенную уверенность в качестве соединений, но окончательное суждение о их надежности можно установить лишь по результатам длительных испытаний.

В настоящее время еще не изучено влияние характера и величины деформации при раструбной и стыковой сварке на механические характеристики соединений, не установлено также влияние остаточных напряжений в сварных соединениях на их релаксационную прочность; необходим научно обоснованный метод управления деформациями в месте контакта соединяемых деталей в вязко-текучем состоянии, которые существенно влияют на качество соединения.

Представляет интерес анализ причин, вызвавших повреждения в напорных трубопроводах, по данным НИИ санитарной техники и других организаций.

Все повреждения в трубах из полиэтилена высокой плотности можно отнести к двум основным группам: повреждения в теле трубы и в стыковых соединениях труб. Одной из причин продольного растрескивания считается использование полиэтилена с недопустимо высоким индексом расплава (1,1-2 г/10 мин вместо 0,3-0,9 г/10 мин), что снижает долговечность труб. Случаи растрескивания наблюдались также при применении труб из полиэтилена, не стабилизированного сажей, в условиях воздействия солнечной радиации.

Разрушение труб при подземной прокладке трубопровода возможно при неплотной присыпке грунта в пазухах, а также из-за отсутствия возможности компенсации температурных деформаций при изменении эксплуатационной температуры.

При контактной сварке в стык характерными дефектами являются непровары, которые имеют место при перекосах и плохом качестве подготовки торцевых поверхностей трубы. Другой причиной непроваров является нетщательная очистка сварочного инструмента от остатков прилипшего при предыдущей сварке материала. Большой размер валика из оплавленного материала, вытесняемого за пределы сварного шва, также является нежелательным, так как он существенно ухудшает гидравлические характеристики соединения, повышает жесткость трубы в зоне соединения и тем самым создает неблагоприятное распределение напряжений при нагружении трубы.

Полиэтиленовые трубы следует прокладывать таким образом, чтобы они не соприкасались с веществами, которые могут диффундировать сквозь стенки труб, вызывая при этом их разрушение или ухудшение качества полиэтилена. При этом транспортируемая по трубам вода или пищевые продукты могут приобрести нежелательный привкус и запах. К веществам, оказывающим вредное воздействие на полиэтиленовые трубы, следует отнести смазочные масла, бензин, соединения ароматического ряда, скипидар, растворители синтетических красок и др.

Наиболее распространенными дефектами сварных раструбных соединений являются нарушения герметичности, поперечные трещины в переходных сечениях соединений и перекосы.

Одной из причин возникновения перекосов и течи в раструбных соединениях является овальность труб и раструбов фасонных частей. В этих случаях рекомендуется применять хомуты, которые способствуют устранению овальности труб, центрируют свариваемые элементы и фиксируют величину вдвигания трубы в раструб. Несоответствие размеров гильзы и дорна нагревательного инструмента размерам сопрягаемых труб и раструбов, а также перегрев инструмента тоже могут быть причинами течи.

Для создания некоторого натяжения при сварке труб в раструб внутренний диаметр гильзы должен быть немного (на 0,1 - 0,5 мм) больше наружного диаметра дорна.

Весьма существенным условием для высокого качества раструбной сварки является минимальное различие в индексах расплава полиэтилена для труб и фасонных частей. Неправильный режим нагревания и охлаждения деталей при формовании раструбов и отбортовке участков является основной причиной разрушения отформованных участков. Оптимальная температура формования полиэтилена находится примерно на 5º С ниже точки его плавления, а верхний температурный предел сварки ограничен температурой начала его интенсивной термоокислительной деструкции. Этот предел зависит от плотности полиэтилена и типа стабилизатора, наполнителей, а также от особенностей процесса нагревания деталей. Ориентировочно процесс деструкции полиэтилена резко усиливается при температурах около 300º С. При сварке деталей из полиэтилена минимально допустимой температурой окружающего воздуха считается -20ºС.