Электропитание аппарата для сварки деталями с закладным нагревателем может осуществляться

Обновлено: 01.05.2024

Сварку труб соединительными деталями с закладными нагревателями проводят:

при прокладке новых газопроводов преимущественно из длинномерных труб (плетей) или в стесненных условиях;
при реконструкции изношенных газопроводов методом протяжки в них полиэтиленовых труб (в том числе профилированных);
при соединении труб и соединительных деталей с разной толщиной стенки, или при толщине стенки менее 5 мм, или изготовленных из разных марок полиэтилена;
для врезки ответвлений в ранее построенные газопроводы;
при строительстве особо ответственных участков газопровода (стесненные условия, пересечение дорог и пр.).

Для сварки труб с помощью соединительных деталей с закладными нагревателями применяют сварочные аппараты, работающие от сети переменного тока напряжением 230 В (190-270 В), от аккумуляторных батарей или от передвижных источников питания (миниэлектростанций).

Технологический процесс соединения труб с помощью соединительных деталей с закладными нагревателями включает:

подготовку концов труб (очистка от загрязнений, механическая обработка — циклевка свариваемых поверхностей, разметка и обезжиривание);
сварку стыка (установка и закрепление концов свариваемых труб в зажимах позиционера (центрирующего приспособления) с одновременной посадкой детали с ЗН, подключение детали с ЗН к сварочному аппарату);
сварку (задание программы процесса сварки, нагрев, охлаждение соединения).

Для исключения неправильного распределения тепла внутри соединения, приводящего к сильному расплавлению полиэтилена, не рекомендуется превышать величину косого среза торца трубы а, указанную в таблице ниже. Очистку концов труб от загрязнений производят так же, как при выполнении сварки встык. Концы труб, защищенных полипропиленовой оболочкой, освобождаются от нее с помощью специального ножа. Длина очищаемых концов труб должна быть, как правило, не менее 1,5 длины раструбной части применяемых для сварки деталей.

Механическую обработку поверхности концов свариваемых труб производят на длину, равную не менее 0,5 длины используемой детали. Она заключается в снятии слоя толщиной 0,1—0,2 мм с поверхности размеченного конца трубы. Для труб диаметром до 75 мм, а также для удаления заусенцев с торца трубы, как правило, применяется ручной скребок (цикля). Для труб диаметром более 75 мм, а также для труб, изготовленных из ПЭ100, независимо от диаметра рекомендуется использовать механический инструмент (торцовочную оправку), которая обеспечивает быстрое и равномерное сняти оксидного слоя с поверхности труб. Кольцевой зазор между трубой и соединительной деталью не должен, как правило, превышать 0,3 мм, и после сборки на трубе должны быть видны следы механической обработки поверхности.

Схема соединения труб муфтой с закладным нагревателем

а - подготовка соединяемых элементов; б,в,г-этапы сборки стыка; д-собранный под сварку стык; 1-труба; 2-метка посадки муфты и механической обработки поверхности трубы; 3-муфта; 4-закладной нагреватель; 5-клеммы токопровода; 6-позиционер; 7-токопроводящие кабели сварочные аппарата

Величина косого среза торца трубы

а — максимальный допуск косого среза трубы; е — максимальный зазор между двумя концами труб в муфте

Для правильной центровки соединения после механической обработки на концы свариваемых труб наносят метки глубины посадки муфты (соединительной детали), равные половине ее длины. Не рекомендуется превышать величину зазора между торцами труб в муфте е (см. рис. выше), указанной в таблице ниже.

Сварка соединительными деталями с закладным нагревателем (ЗН)

Электропитание аппарата для сварки деталями с закладным нагревателем может осуществляться

ГОСТ Р ИСО 12176-2-2011

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Трубы и фитинги пластмассовые. Оборудование для сварки полиэтиленовых систем

СВАРКА С ЗАКЛАДНЫМИ НАГРЕВАТЕЛЯМИ

Plastics pipes and fittings. Equipment for fusion jointing polyethylene systems. Part 2. Electrofusion

Дата введения 2013-01-01

Предисловие

1 ПОДГОТОВЛЕН Федеральным государственным учреждением "Научно-учебный центр "Сварка и контроль" при МГТУ им. Н.Э. Баумана" (ФГУ НУЦСК при МГТУ им. Н.Э. Баумана), Национальным агентством контроля и сварки (НАКС), ЗАО "Полимергаз", ООО "ТЭП" на основе собственного перевода на русский язык англоязычной версии стандарта, указанного в пункте 4

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 364 "Сварка и родственные процессы"

4 Настоящий стандарт идентичен международному стандарту ИСО 12176-2:2008* "Трубы и фитинги пластмассовые. Оборудование для сварки полиэтиленовых систем. Часть 2. Сварка электроплавлением" (ISO 12176-2:2008 "Plastics pipes and fittings - Equipment for fusion jointing polyethylene systems - Part 2: Electrofusion", IDT).

* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей. - Примечание изготовителя базы данных.

При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных международных стандартов соответствующие им национальные и межгосударственные стандарты, сведения о которых приведены в дополнительном приложении ДА

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

6 ПЕРЕИЗДАНИЕ. Октябрь 2019 г.

Введение

ИСО (Международная организация по стандартизации) является всемирной федерацией национальных органов по стандартизации (членов ИСО). Работа по подготовке международных стандартов обычно осуществляется через технические комитеты ИСО. Каждый член организации, заинтересованный в деятельности, для которой технический комитет был создан, имеет право быть представленным в этом комитете. Международные организации, правительственные и неправительственные, имеющие связи с ИСО, также принимают участие в этой работе. ИСО тесно сотрудничает с Международной электротехнической комиссией (МЭК) по всем вопросам стандартизации в области электротехники.

Международные стандарты разрабатываются в соответствии с правилами, приведенными в Директивах ИСО/МЭК, часть 2.

ИСО 12176-2 был подготовлен Техническим комитетом ИСО/ТК 138 "Трубы, фитинги и клапаны пластмассовые для транспорта жидкостей", Подкомитетом ПК 4 "Трубы и фитинги пластмассовые для поставки газообразных топлив".

ИСО 12176 состоит из следующих частей под общим названием "Трубы и фитинги пластмассовые. Оборудование для сварки полиэтиленовых систем":

- часть 1. Сварка нагретым инструментом встык;

- часть 2. Сварка с закладными нагревателями;

- часть 3. Идентификация оператора;

- часть 4. Кодирование трассируемости.

1 Область применения

Настоящий стандарт определяет эксплуатационные требования к аппаратам для сварки (далее - аппараты) полиэтиленовых труб (ПЭ) с помощью полиэтиленовых фитингов с закладными нагревателями. Трубы предназначены для транспорта газообразных топлив, а также других жидкостей.

Аппараты подразделяются по входному напряжению на три класса: SVLV [безопасное очень низкое напряжение (до 50 В)], LV [низкое напряжение (от 50 до 250 В)] и HV [высокое напряжение (от 250 до 400 В)].

Настоящий стандарт применяется к аппаратам, предназначенным для работы при нормальных условиях окружающей среды в температурном диапазоне от минус 10°С до плюс 40°С. Применение аппаратов за пределами данного диапазона должно согласовываться между покупателем и производителем.

Настоящий стандарт применяется к аппаратам с регулировкой тока или напряжения для систем фитингов на базе стандартной технологии нагрева проводника с активным сопротивлением.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты. Для датированных ссылок применяют только указанное издание ссылочного стандарта, для недатированных - последнее издание (включая все изменения).

ISO 13950, Plastic pipes and fittings - Automatic recognition systems for electrofusion joints (Трубы и фитинги пластмассовые. Системы автоматического распознавания соединений, выполненных с помощью фитингов с закладными нагревателями)

* Текст документа соответствует оригиналу. - Примечание изготовителя базы данных.

IEC 60335-1, Household and similar electrical appliances - Safety - Part 1: General requirements (Приборы электрические бытового и аналогичного назначения. Безопасность. Часть 1. Общие требования)

IEC 60335-2-45, Household and similar electrical appliances - Safety - Part 2-45: Particular requirements for portable heating tools and similar appliances (Приборы электрические бытового и аналогичного назначения. Безопасность. Часть 2-45. Особые требования к переносным нагревательным инструментам и аналогичным приборам)

IEC 60529, Degrees of protection provided by enclosures (IP Code) [Степени защиты, обеспечиваемые корпусами (IP Код)]

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 оператор: Компетентное лицо, уполномоченное на проведение сварки полиэтиленовых труб деталями с закладными нагревателями.

3.2 сварочный аппарат: Аппарат, выдающий выходные параметры сварки по напряжению или току и времени или энергии, необходимые для выполнения цикла сварки в режимах, установленных производителем электросварного фитинга.

Примечание - Сварочные аппараты классифицируются в зависимости от электрических характеристик и характеристик процесса. Различные типы аппаратов приведены в 3.2.1-3.2.5.

3.2.1 аппарат с предварительно установленными параметрами: Аппарат, обеспечивающий ступенчатую выходную мощность, предварительно установленную производителем, которая генерируется на одном или нескольких выбираемых уровнях напряжения или тока, энергии или времени.

3.2.2 аппарат c изменяемыми параметрами: Аппарат, обеспечивающий ступенчатую выходную мощность, генерируемую исходя из изменяемых параметров, получаемых от внешнего источника.

Пример - Штрих-код, магнитная карта.

3.2.3 многорежимный аппарат: Аппарат, обеспечивающий ступенчатую выходную мощность, генерируемую на нескольких уровнях напряжения и тока, и обеспечивающий необходимую входную энергию фитингам разных производителей в рамках спецификации каждой системы, используя при этом по крайней мере одну предварительно установленную систему в сочетании с системой изменяемых параметров.

3.2.4 многоцелевой аппарат: Аппарат, обеспечивающий ступенчатую или непрерывную выходную мощность, генерируемую на нескольких уровнях либо напряжения, либо тока.

3.2.5 универсальный аппарат: Аппарат, обеспечивающий ступенчатую или непрерывную выходную мощность, генерируемую на нескольких уровнях напряжения и тока, исходя из системы изменяемых параметров.

3.3 аппарат с восстанавливаемыми данными: Любой из аппаратов (3.2), позволяющий сохранять текущие данные о сварке и считывать их.

3.4 автоматический аппарат: Любой из аппаратов (3.2) с автоматическим вводом данных или автоматическим управлением циклом сварки, когда оператор (3.1) не может изменить параметры сварки.

3.5 цикл сварки : Фиксированный период времени, состоящий из периода загрузки и периода разгрузки , т.е. полное время 3.6 рабочий цикл : Соотношение между временем цикла сварки и временем , при котором подается выходная мощность, выраженное в процентах, т.е.

3.7 выходное напряжение: Выходное напряжение, выраженное как среднеквадратичное (RMS) значение (не пиковое значение).

3.8 номинальное выходное напряжение: Значение выходного напряжения, равное 75% максимального выходного напряжения сварочного аппарата.

3.9 плавный старт: Ступенчатое повышение напряжения за определенный период времени.

4 Обозначение аппаратов различных типов

Буквенные коды для обозначения типов аппаратов приведены в таблице 1.

Таблица 1 - Буквенные коды для обозначения типов аппаратов

Аппарат с предварительно установленными параметрами (3.2.1)

Пятая буква: F (см. A.2.1)

Аппарат с изменяемыми параметрами (3.2.2)

Пятая буква: V (см. A.2.1)

Многорежимный аппарат (3.2.3)

Многоцелевой аппарат (3.2.4)

Универсальный аппарат (3.2.5)

Третья буква: W (см. A.1.3)

Пятая буква: V (см. A.2.1)

Шестая буква: А (см. А.2.2)

5 Конструктивные требования

5.1 Общая информация

Аппарат может представлять собой одно устройство или комбинацию нескольких отдельных устройств. При этом панель управления и система регулирования могут быть объединены в одном устройстве.

В случае подключения аппарата к генератору производитель должен определить требования к входной мощности.

Переносной аппарат с рамой (если она входит в комплект поставки) и любым входным кабелем длиной 3 м включительно не должен быть тяжелее 35 кг.

Должна быть исключена возможность запуска сварочного цикла, если введенные параметры сварки выходят за рамки их спецификации для аппарата.

Инструкция по сварке ПЭ труб фитингами с закладными нагревателями

Закладной нагреватель – электрическая спираль, вмонтированная в свариваемую поверхность фитинга. Поэтому название фитингов, приведенное в ГОСТ Р 52779-2007 (п.4.1.2), является более точным: «Детали с закладными электронагревателями (электросварные)». Устаревший ГОСТ Р 52134-2003 (п.4.6.1) и только что пришедший ему на смену ГОСТ 32415-2013 (п.4.2.1) называют такие фитинги «электросварными». Из-за краткости определение «электросварные фитинги» является более популярным, чем «фитинги с закладными электронагревателями». Согласно ГОСТ Р 52134-2003 (п.4.6.1), электросварные фитинги для водопровода и отопления изготавливаются из ПЭ, ПП или ПБ. Электросварные фитинги для газопроводов – только из ПЭ. На практике даже водопроводные фитинги под сварку ЗН – это в подавляющем большинстве случаев полиэтиленовые фитинги, соответственно, для полиэтиленовых труб.

Академическое название метода сварки точно описывает физический принцип, но является громоздким. По этой причине в обиходе чаще применяются названия «электрофузионная сварка» (от английского «electrofusion welding»), краткое «ЭФ сварка» или «EF сварка», местное новообразование «сварка электромуфтами» или «электромуфтовая сварка». В некоторых нормативах (например, в НАКС'овском РД 03-614) используют сокращение «сварка ЗН».

Итак, во внутреннюю поверхность электросварного фитинга вмонтирована электроспираль, контакты которой выведены на наружную поверхность. Подача электрической мощности на контакты приводит к разогреву свариваемых поверхностей фитинга и трубы и, в конечном итоге, к образованию сварного соединения.

Технология электромуфтовой сварки, в принципе, заключается в следующем (см.рис.1):

конец трубы вводят в электросварной фитинг, наружная поверхность трубы касается внутренней поверхности фитинга или находится от нее на минимально возможном расстоянии;
к контактам электросварного фитинга подключают провода специального сварочного аппарата, который пропускает через закладной нагреватель (электроспираль) электрический ток;
спираль нагревает внутреннюю поверхность электросварного фитинга и наружную поверхность трубы до вязко-текучего состояния, полиэтилен трубы и фитинга перемешивается;
после остывания труба и фитинг образуют единую деталь; спираль остается внутри сварного соединения как побочный эффект.

Если не вдаваться в подробности, то всё выглядит просто.

При ближайшем рассмотрении, технология электрофузионной сварки вызывает проблемы, которые обусловлены всего несколькими типовыми причинами:

Сварщик невнимательно изучает спецификации фитингов и/или инструкцию сварочного аппарата;
Сварщик нерадиво выполняет подготовку к сварке;
Сварщик из ложной экономии не использует вспомогательный инструмент – роликовые скребки, позиционеры и пр.;
Самое главное – сварщик не понимает физику и логику процесса электрофузионной сварки. Поэтому допускает ошибки при выборе трубы, электросварных фитингов и сварочного аппарата, а также с легкой душой пренебрегает требованиями инструкций.

2 Достоинства, недостатки и область применения сварки ЗН

Для соединения напорных пластиковых труб применяются всего три технологии сварки: (1) сварка нагретым инструментом встык, (2) сварка нагретым инструментом в раструб и (3) сварка с закладными нагревателями. Именно эти 3 технологии обеспечивают прочность сварного соединения не ниже прочности исходной трубы. Благодаря своим особенностям, технология электромуфтовой сварки занимает в этом ряду незаменимое положение:

В отличие от стыковой сварки, сварка ЗН не образует внутреннего грата и, соответственно, не приводит к снижению проходимости труб. Поэтому применяется, в т.ч., и для безнапорных трубопроводов дренажа и канализации.
Если говорить о средних и больших диаметрах труб, то оборудование для сварки ЗН значительно легче, дешевле и универсальнее , чем оборудование для стыковой или раструбной сварки . Кроме того, оборудование для сварки ЗН не имеет подвижных частей или поверхностей, покрытых тефлоном, поэтому реже приводится в негодность нерадивыми пользователями, и поэтому охотнее сдается в аренду продавцами оборудования.
Качество сварного соединения при сварке ЗН значительно меньше зависит от человеческого фактора , чем при стыковой или даже раструбной сварке .
Сварка ЗН позволяет сварить трубы, когда ни одна из труб не имеет возможности перемещения вдоль оси. Поэтому совершенно незаменима при ремонте трубопроводов.
Сварка ЗН незаменима также для соединения полиэтиленовых труб, армированных лавсановым или другим волокном. Стыковая сварка в этом случае не дает прочности, адекватной прочности исходной трубы. Однако если после стыковой сварки обрезать наружный грат и сверху выполнить сварку ЗН, армированные полиэтиленовые трубы оказываются вполне экономически оправданными.
Другое незаменимое достоинство сварки ЗН – она позволяет соединить трубы из сшитого полиэтилена (PE-Xa и PE-Xc), которые другими способами сварить невозможно. Сварка производится электросварными фитингами из ПЭВП. Тот факт, что PE-X является реактопластом и его макромолекулы связаны между собой поперечными связями, не мешает макромолекулам ПЭВП «связываться» с ними силами Ван-дер-Ваальса.
И одно из самых важных достоинств – сварка ЗН позволяет собирать сложные 3-мерные трубопроводы средних и больших диаметров прямо по месту (см.рис.2). Раструбная сварка для таких диаметров неприменима, а стыковая – как правило, выполняется на горизонтальной поверхности.

К недостаткам технологии электромуфтовой сварки можно отнести только один – сравнительно высокую стоимость электросварных фитингов. Есть еще ограничение, сварка ЗН неприменима для протяжки трубопроводов при бестраншейной прокладке или при ремонте изношенных трубопроводов, поскольку в результате сварки локально увеличивается диаметр ПЭ трубопровода.

Сварка с закладными нагревателями формально рекомендована для ограниченного разнообразия трубопроводов:

Системы водоснабжения и канализации

Нормативный документ – СП 40-102-2000. Сварка (нагретым инструментом или фитингами с закладными нагревателями) предписана для всех полимеров, поддающихся сварке (см.п.7.3.1. СП) – ПЭ, ПП и ПБ. Электрофузионная сварка рекомендуется (см.п.7.3.9. СП) для труб диаметром 20÷500 мм с любой толщиной стенки; особенно для приварки седловых отводов, для соединения длинномерных труб, для тонкостенных (≤5 мм) труб, а также для ремонта трубопроводов в стесненных условиях.

Наружные газопроводы из полиэтиленовых труб

Нормативный документ – СП 62.13330.2011, который является обновленной версией СНиП 42-01-2002. Речь идет только о подземных газопроводах (см.п.4.11 СП) с давлением газа до 1,2 МПа (см.п.4.3. СП). Из всех полимерных материалов – только ПЭ, технология сварки – «…встык нагретым инструментом или при помощи деталей с закладными электронагревателями» (см.п.4.13 СП).
СП 62.12220.2011 не указывает ни на толщину стенки, ни на диаметр труб. Зато Газпромовский СТО 2-2.1-411-2010 уточняет (см.п.7.10 СТО), что при толщине стенки более 5 мм можно применять как стыковую, так и сварку ЗН, а для тонкостенных (≤5 мм) труб – только сварку ЗН. СТО также обозначает диапазон диаметров (см.п.6.1 СТО) – до 630 мм.

Сварка с закладными нагревателями не узаконена формально для нефтепроводов и для технологических трубопроводов. Для технологических трубопроводов противопоказаний нет. Просто нормативная база у этой отрасли старовата – СНиП 3.05.05-84 (1984г.). Отсутствие нормативного обоснования не составляет практической проблемы, поскольку эта группа трубопроводов не подконтрольна Ростехнадзору.

А с нефтепроводами сложнее. Старый и до сих пор действующий норматив ВСН 003-88 допускает использование труб из ПЭ и ПП, правда, по тем временам (1988г) сварка предлагалась только встык и в раструб. А сейчас, даже с учетом назревшей необходимости обновить нормативную базу, есть мнение, что с кондачка эту задачу решать не стоит, необходимо тщательно разобраться, для каких нефтепродуктов рекомендовать ПЭ и ПП. Так или иначе, на сегодняшний день использование технологии электрофузионной сварки для ПЭ нефтепроводов невозможно, поскольку сдать такой трубопровод в эксплуатацию будет невозможно. Даже аттестовать электромуфтовый сварочный аппарат в НАКС на эту группу «опасных производственных объектов» нельзя – нет нормативной базы.

Что касается материала, из которого производятся электросварные фитинги, тут есть некоторые разночтения. Как видим выше, в секторальных нормативах РФ на узкоспециализированные трубопровоы сварка ЗН упоминается применительно к фитингам из ПЭ, ПП и ПБ. С другой стороны, автору неизвестен ни один мировой норматив, регламентирующий режим электромуфтовой сварки для ПБ.

Авторитетные нормы DVS (Германия) предлагают процедуры сварки ЗН для ПЭ, ПП и ПВДФ. Более того, в РФ недавно начал действовать ГОСТ Р 54793 на различные технологии сварки ПВДФ, в том числе на технологию электрофузионной сварки. Проблема в том, что ни один секторальный норматив РФ не регламентирует применение электросварных фитингов из ПВДФ для трубопроводов конкретного назначения.

В мировой и Российской практике сварка с закладными нагревателями почти всегда применяется для полиэтиленовых трубопроводов. В подавляющем большинстве – для напорных полиэтиленовых трубопроводов. Ничтожно мало – для ПП трубопроводов. И почти никогда – для трубопроводов из ПБ или ПВДФ.

3 Нормативная база по технологии электромуфтовой сварки

Уникальность сварки полиэтиленовыми фитингами с закладными нагревателями состоит в том, что формальное описание процедуры сводится к подготовке к сварочному процессу. А технология самого сварочного процесса определяется не действиями оператора, а спецификациями ПНД фитинга и сварочного аппарата, на которые есть свои нормативы:

ISO 8085-3:2001 и гармонизированный ГОСТ Р 52779-2007 определяют требования к полиэтиленовым фитингам с закладными нагревателями для газопроводов: требования к полиэтилену, основные геометрические характеристики (особенно размеры зоны нагрева и холодных зон), геометрические характеристики контактов, методы испытаний прочности сварного соединения и необходимые результаты этих испытаний.
Нормативы не определяют устройство закладных нагревателей – глубину залегания нагревательной спирали, расстояние между витками, диаметр проводника, удельное сопротивление проводника или хотя бы удельную мощность нагрева на единицу площади свариваемой поверхности. Эти характеристики – ноу-хау производителя электросварных фитингов.
ISO 12176-2:2008 и гармонизированный ГОСТ Р ИСО 12176-2-2011 определяют требования к сварочным аппаратам. Нормативы определяют варианты регулирования мощности нагрева закладного нагревателя (регулировка напряжения, регулировка тока, регулировка того и другого), варианты ввода параметров сварочного процесса (ручной ввод регулируемого параметра и времени нагрева, автоматическое считывание штрих-кода или пр.), предъявляют требования к мощности, к надежности аппаратов, а самое главное – определяют необходимые обратные связи и логику их обработки с тем чтобы обеспечить приемлемое качество сварного соединения.
ISO 13950:2007 и гармонизированный ГОСТ Р ИСО 13950-2012 определяют порядок кодирования информации об электросварном фитинге (производитель, тип, диаметр, сопротивление и его допустимая погрешность) и о параметрах сварки ЗН (напряжение и время нагрева, коэффициент температурной компенсации, время остывания) в штрих-коде, который наклеивается на фитинг. Аппарат, рассчитанный на автоматическое распознавание параметров сварки, должен уметь читать и декодировать такой штрих-код.
ISO 12176-3:2011 и находящийся на стадии согласования гармонизированный ГОСТ Р ИСО 12176-3 определяют порядок кодирования информации в т.н. «идентификационной карте оператора». Карта представляет собой штрих-код или магнитный носитель, содержит сведения об операторе: имя, язык, срок действия допуска и пр. Сварочный аппарат должен считывать карту и автоматически осуществлять ряд действий: предоставлять допуск к работе, настраивать язык меню, вносить имя оператора в протокол и пр.
ISO 12176-4:2003 и находящийся на стадии согласования гармонизированный ГОСТ Р ИСО 12176-4 определяют порядок кодирования информации, которая в английском варианте называется traceability code и содержит сведения о свариваемом изделии (трубе или фитинге) или о сварочном аппарате – кто и когда это произвел, из какого сырья и т.д. Информация заносится в сварочный протокол и в случае проблем сварного соединения позволяет найти «крайнего». В русском варианте был выбор между терминами «код отслеживания» и «код трассируемости». В последнем рассматриваемом варианте ГОСТ рассматривается «код трассируемости».
ISO-11413:2008 и находящийся на стадии согласования гармонизированный ГОСТ Р ИСО 11413 определяют методы испытания фитингов с закладными нагревателями – контроль электрических характеристик, условия выполнения контрольной сварки для последующего разрушающего контроля.

ПЕЧАЛЬНО: К сожалению, на сегодня (апрель 2014) образовался неприятный юридический казус – основные национальные нормативы для сварочных аппаратов приняты, но не являются обязательными к исполнению. Неформально – пожалуйста, можно ими руководствоваться при разработке новых аппаратов или при оценке качества готовых. Но получать сертификат соответствия аппарата требованиям ГОСТ Р ИСО 12176-2-2011 – совсем необязательно. С 15.02.2013 вступил в силу Технический регламент Таможенного союза "О безопасности машин и оборудования" (ТР ТС 010/2011), который отменил обязательную сертификацию, в частности, оборудования для сварки пластмасс, заменив ее декларированием соответствия нормам безопасности – электромагнитной и электрической. А формальное подтверждение функциональных способностей теперь не требуется.

Что касается действий оператора по выполнению сварки ЗН, они сводятся к нажатию кнопки «СТАРТ» на сварочном аппарате. Не больше и не меньше. Значение, и очень важное, имеют действия оператора по подготовке к сварке ЗН – зачистка наружной поверхности труб, совмещение труб с электросварным фитингом, фиксация сборки, ввод сварочных параметров в аппарат. Ну, может, еще предварительный прогрев для уменьшения зазора. В базовом варианте подготовка к сварке ЗН описана в немецких нормах DVS 2207-1. Мы в п.7 рассмотрим подготовку к сварке наиболее типичных полиэтиленовых фитингов с ЗН.

Особенности подготовки к сварке отдельных ПНД фитингов описаны в Газпромовском СТО 2-2.1-411-2010. Даже на время разработки документа (2009г.) набралось приличное количество хитрых полиэтиленовых фитингов различных производителей, требующих особого подхода и применения особого вспомогательного инструмента. На сегодняшний день таких фитингов еще больше, поэтому Ассоциация Сварщиков Полимерных Материалов планирует работу над новым комплексным нормативным документом по сварке фитингами с закладными нагревателями в 2016г.

Требования к процессу и режимам сварки пластмассовых труб и соединительных деталей встык НИ, к оборудованию для такой сварки изложены в следующей НД:

СП 42–103–2003;
ГОСТ Р ИСО 12176–1–2011 «Трубы и фитинги пластмассовые. Оборудование для сварки полиэтиленовых систем. Часть 1. Сварка встык плавлением» [6] (основан на международном стандарте ISO 12176–1:2006 Plastics pipes and fittings — Equipment for fusion jointing polyethylene systems — Part 1: Butt fusion [7]);
ГОСТ Р 55276–2012 «Трубы и фитинги пластмассовые. Процедуры сварки нагретым инструментом в стык полиэтиленовых (ПЭ) труб и фитингов, используемых для строительства газо- и водопроводных распределительных систем» [8] (основан на международном стандарте ISO 21307:2011 Plastics pipes and fittings — Butt fusion jointing procedures for polyethylene (PE) pipes and fittings used in the construction of gas and water distribution systems [9]) .

Виды оборудования для сварки НИ. Требования к оборудованию для сварки нагретым инструментом.

Состав и виды аппаратов для стыковой сварки.

Конструктивно аппараты для сварки встык, независимо от производителя конкретного оборудования, состоят из следующих основных частей (рис. 19) .

Центратор (рис. 19) — станина с четырьмя металлическими захватами (хомутами) для зажима свариваемых труб и соединительных деталей. Два из них подвижно (подвижный суппорт) и два неподвижно укреплены на направляющих — стальных штангах.

В аппаратах, используемых для строительства трубопроводов, подвижный суппорт приводится в движение гидросистемой (см. ниже). В соответствии с видом свариваемых элементов (труба/труба, труба/деталь и т. п.) в некоторых аппаратах расстояние между подвижными зажимами может регулироваться при помощи двух боковых гребенок со стопорными отверстиями или же второй подвижный зажим может сниматься.

В моделях аппаратов, предназначенных для сварки труб большого диаметра (> 315 мм), станина может устанавливаться на колесное или гусеничное шасси (Рис. 21).

Редукционные вкладыши (полукольца) — съемные детали, обеспечивающие надежную фиксацию в зажимах (подвижных и неподвижных) во время сварки труб и/или деталей с диаметром, отличным от максимально допустимого для данной модели аппарата. Вкладыши закрепляются в зажимах изнутри болтами или защелками. Сделаны из алюминиевого сплава, их наружный диаметр соответствует внутреннему диаметру зажимов, а внутренний — наружному диаметру свариваемых труб и/или деталей. Обычный ряд внутренних диаметров вкладышей: 63, 75, 90, 110, 125, 140, 160, 180, 200, 225, 250, 280, 315, 355, 400, 500, 630, 710, 800, 1000, 1200, 1400, 1600 мм и т. д. соответствует стандартам на свариваемые трубы и детали.

Торцеватель (рубанок) (рис. 20) — вращающееся дисковое устройство с одним или несколькими лезвиями (резцами, ножами) с приводом от электромотора для механической обработки (торцевания) концов свариваемых встык труб и соединительных деталей. Контакт между свариваемыми частями труб и торцевателем обеспечивается давлением подвижных зажимов.

Торцеватель состоит из следующих элементов:

корпус;
электромотор;
два вращающихся диска с лезвиями;
концевой выключатель, срабатывающий при установке торцевателя на станину центратора;
колесо управления скоростью вращения;
кнопка включения торцевателя;
фиксатор кнопки включения.

На торцевателе есть крепление к направляющим аппарата для удержания при работе. Концевой выключатель препятствует вращению дисков торцевателя вне сварочного аппарата.

У большинства торцевателей лезвия заточены с обеих сторон. Перевернув, можно использовать их вторую режущую кромку. Чтобы не менять геометрию ножей, их не рекомендуется затачивать. После использования торцеватель следует поместить в защитный кожух.


Рис. 19. Общий вид аппарата для сварки полимерных труб встык НИ с ручным управлением и его составляющих.	Рис.20. Внешний вид торцевателя.

Нагревательный инструмент (нагреватель, НИ) (рис. 22) — массивный металлический диск со встроенной электрической спиралью, диаметром, превышающим наибольший диаметр свариваемых на данном аппарате труб. Служит для нагрева и оплавления свариваемых поверхностей труб и соединительных деталей. Обе его стороны (зеркала), контактирующие со свариваемыми поверхностями, покрыты специальным тефлоновым покрытием для предотвращения налипания расплава полимера.

Одно из основных требований к НИ — автоматическое поддержание его температуры во время сварки, которая не должна отклоняться от значения, установленного в соответствии с выбранным режимом сварки, более, чем на 10 °C. Для этого нагреватель снабжен встроенным терморегулятором, автоматически ее поддерживающим, и термометром, показывающим эту температуру.

Ранее выпускались аппараты с нагревом от газовой горелки.


Рис. 21. Сварочный аппарат высокой степени автоматизации на гусеничном шасси	Рис. 22. Нагреватель с термометром для контроля его температуры, установленный в центраторе.

Гидросистема — оборудование, обеспечивающее постоянный уровень необходимого давления на свариваемых поверхностях с возможностью его точной регулировки на всех стадиях сварочного процесса. Давление в гидросистеме контролируется по встроенному манометру. Перед включением гидросистемы следует убедиться в соответствии источника питания ее электрическим характеристикам.

Блок электропитания — через него осуществляется подача питающего напряжения на составные части аппарата, обычно 220 или 380 В. В блок встроены электрические разъемы для подключения различных потребителей, терморегулятор нагревателя и выключатель для защиты аппарата и пользователя. При подключении блока к источнику питания следует убедиться в соответствии источника электрическим характеристикам самого блока, а также в том, что верхняя крышка блока закрыта.

Электронный блок контроля (управления) и регистрации — оборудование, осуществляющее для аппаратов средней и высокой степени автоматизации функции регистрации, контроля и управления параметрами сварки (рис. 23, 24) .

В базовую комплектацию сварочного аппарата должны входить также:

Для качественной сварки очень важно стабильное электропитание соответствующего напряжения сварочного аппарата и другого используемого оборудования. Наиболее надежным источником электроэнергии для сварочных работ является автономный электрогенератор, обычно на основе двигателя внутреннего сгорания (Рис. 25) или дизельного мотора.

Мощность электрогенератора должна превосходить суммарную мощность сварочного и вспомогательного электрооборудования примерно на 15–20%. Во время сварки не рекомендуется подключать к электрогенератору какое–либо дополнительное оборудование. При использовании удлинителя для подключения сварочного аппарата параметры удлинителя (сечение проводов, электрическое сопротивление, состояние изоляции и т. п.) должны обеспечивать безопасную передачу достаточной электрической мощности от электрогенератора. Эксплуатация и техническое обслуживание электрогенератора (заправка топливом, маслом, проверка и т. п.) должны производиться согласно инструкциям производителя.


Рис. 25. Бензиновый электрогенератор.	Рис. 26. Оборудование для резки труб из термопластов. а) Секатор, б) Гильотина, в) Роторная пила.

Оснастка, приспособления и инструмент, применяемые для сварки полимерных труб НИ, правила их применения.

Помимо основного сварочного оборудования при сварке НИ используются и дополнительные инструменты и приспособления.

Секаторы, гильотины, роторные электрические пилы (рис. 26 а, б, в) и другие инструменты используются для резки свариваемых труб.

Струбцины, скругляющие накладки (рис. 27 а, б) или деовализаторы различных конструкций используют для устранения недопустимой овальности труб перед сваркой.

Для исправления кривизны труб, смотанных с бухты или барабана, используют гидравлические выпрямители (рис. 28) .

Опорные ролики (роликовые опоры) различных конструкций (рис. 31) — приспособление для опоры двигающейся полимерной трубы с целью уменьшения трения трубы при движении подвижных зажимов, нагрузки на гидросистему в процессе сварки и повышения к. п.д. сварочного аппарата.

Гратосниматель (рис. 33) — устройство для снятия сварочного грата с внутренней или наружной поверхности сваренных труб (по требованию заказчика или в соответствии с используемой технологией монтажа) .

В случае необходимости протокол сварки может быть распечатан из памяти блока регистрации (для ССА) или управления (для СВА) прямо на месте проведения работ с помощью портативного принтера (рис. 35) .

Для целей контроля необходимы следующие измерительные инструменты:

для проведения входного контроля: измерительная рулетка, толщиномер,
для измерения зазоров в стыке после торцевания: лепестковый щуп (рис. 28),
для измерения размеров грата: штангенциркуль и/или набор контрольных шаблонов , изготовленных согласно требований НД.

Для маркировки стыков необходим несмываемый водой маркер (рис. 32) или металлическое клеймо (рис.34) .

Для обезжиривания и очистки зеркала нагревателя и торцов труб — одноразовые салфетки (рис. 36) или чистый хлопчатобумажный лоскут и обезжириватель .



Рис. 31. Опорные ролики различных конструкций.	Рис. 32. Несмываемый маркер для маркировки сварных швов на полимерных трубах.


Рис. 33. Гратосниматель для удаления наружного грата со сварного шва труб из термопластов.	Рис. 34. Металлическое клеймо.


Рис. 35. Внешний вид портативного принтера с блоком питания.	Рис. 36. Обезжиривающие салфетки.

Технические характеристики сварочного оборудования для сварки полимерных труб НИ в зависимости от степени автоматизации и фирм — поставщиков оборудования для сварки полимерных труб НИ.

Характеристики аппаратов для стыковой сварки

Аппараты для стыковой сварки НИ оценивают по таким показателям, как:

способ управления процессом сварки
(степень автоматизации),
диапазон диаметров свариваемых труб,
возможность коррекции технологических параметров,
характеристики силового привода,
потребляемая мощность,
масса,
габаритные размеры,
транспортабельность,
надежность в работе.

Производители выпускают аппараты разных типоразмеров для различных диапазонов диаметров свариваемых труб. Обычно модели соответствуют следующим диапазонам диаметров труб (в мм): 40÷160, 63÷250, 90÷315, 225÷500, 315÷630, 400÷800, 500÷1000, 630÷1200, 1000÷1600. Для каждого типоразмера могут выпускаться сварочные аппараты как с ручным управлением, так и ССА и СВА.

Аппараты, используемые в строительстве, имеют гидравлический привод зажимов центратора. Аппараты, используемые для сварки отводов для объектов СК в цеховых условиях, обычно имеют электрический привод зажимов центратора, позволяющий сваривать полимерные трубы под различными углами.

Если диаметр трубопровода невелик, а сам трубопровод не является опасным производственным объектом, привод подвижных зажимов может быть ручным.

В аппаратах, предназначенных для изготовления с помощью сварки НИ соединительных деталей в производственных условиях, привод подвижных зажимов может осуществляться с помощью электромоторов.

Требования НД к аттестации, хранению, перевозке, эксплуатации и обслуживанию оборудования при производстве сварочных работ на технических устройствах групп ГО и СК.

Аттестация оборудования — элемент САСв. Аттестация оборудования проводится согласно РД 03–614–03 в целях проверки его возможности обеспечивать заданные технологические характеристики для различных способов сварки, определяющие требуемое качество сварных соединений при изготовлении, монтаже, ремонте
и реконструкции технических устройств, применяемых
на опасных производственных объектах.

Процедура аттестации сварочного оборудования включает:

Оформление и подачу документов Заказчиком в аттестационный центр;
Разработку аттестационным центром Программы испытаний, которая согласовывается с Заказчиком;
Проведение аттестационным центром испытаний
в соответствии с программой;
Оформление аттестационным центром Протокола аттестации и предоставление для экспертизы в НАКС;
Выдачу НАКС свидетельства об аттестации сварочного оборудования при положительном заключении экспертизы протокола аттестации.

Храниться сварочное оборудование и приспособления должны в сухом закрытом помещении, в чистом виде, механические движущиеся части должны быть смазаны. При длительном хранении необходимо слить масло из гидросистемы.

При перевозке в кузове автомашины следует закреплять оборудование во избежание его повреждения. Самоходное гусеничное оборудование для сварки труб большого диаметра должно перевозиться на специальных тягачах.

При хранении и перевозке необходимо также соблюдать инструкции производителя сварочного оборудования.

Эксплуатироваться сварочное оборудование должно согласно инструкциям по эксплуатации, без превышения рекомендованных параметров, с использованием рекомендованных производителем марок гидравлического масла, при условии своевременного технического обслуживания (обычно 1 раз в год) в специализированных сервисных центрах.

Для ГО — сварочное оборудование проходит систематическое ежегодное сервисное обслуживание предприятием фирмы-производителя этого оборудования либо представителем фирмы, имеющим допуск к сервисному обслуживанию этого оборудования. Дата последующего сервисного обслуживания должна, как правило, автоматически вводиться в протоколы сварки

Читайте также: