Сварка нагретым инструментом трубопроводов из полиэтилена для газоснабжения диаметром 90-315 мм

Цель исследования. Применяемый в Российской Федерации ГОСТ Р 55276-2012 не регламентирует конкретных данных по выбору той или иной процедуры при различных условиях сварки и типоразмеров применяемых труб, оставляя это на усмотрение потребителя. В отличие от процедуры сварки при единственно низком давлении, хорошо отработанной и широко применяемой в отечественной практике, сварка по процедуре при единственном высоком давлении, позволяющая в три раза сократить время сварочного цикла, практически не используется и специально предназначенные сварочные машины в России не выпускаются. В связи с этим данная работа посвящена разработке режимов сварки нагретым инструментом стыковых соединений труб из полиэтилена диаметром от 90 до 315 мм для SDR 13,6 - SDR 9,0 при единственном высоком давлении, выбору возможного отечественного сварочного оборудования и экспериментальной проверке разработанных режимов.

Методы. В данной статье для стыковой сварки нагретым инструментом труб из полиэтилена диаметром от 90 до 315 мм, используя расчетную методику, определены основные параметры сварочной процедуры при единственном высоком давлении. При выборе сварочной машины, необходимой для сварки труб рассматриваемого диапазона по сварочной процедуре при единственном высоком давлении, по результатам проведенного анализа технических характеристик отечественных сварочных машин и особенностей их эксплуатационных возможностей, преимущество отдано сварочной машине с гидравлическим приводом «Волжанин ССПТ-315». Для экспериментальной проверки выполненных расчетов параметров процедуры сварки по циклограмме при единственном высоком давлении было сварено четыре стыка труб диаметром 110 мм с толщиной стенки 10 мм из ПЭ-100 (SDR 11,0) и произведен визуальноизмерительный контроль качества выполненных соединений и кратковременные испытания технологических образцов на осевое растяжение на машине Р-50.

Результаты. Механические испытания технологических образцов всех стыков труб из ПЭ-100 диаметром 110 мм (SDR 11,0), выполненных на сварочной машине ССПТ-315 по сварочной процедуре при единственном высоком давлении, показали 100 %-ный результат пластичного характера разрушения при величине удлинения от 500 до 600 %.

Заключение. Высокое качество экспериментальных стыков труб из ПЭ-100 предполагает возможность использования машины ССПТ-315 для сварки нагретым инструментом труб из полиэтилена всего регламентированного техническими характеристиками диапазона по сварочной процедуре при единственном высоком давлении.

1. Кимельблат В.И., Волков И.В., Жуков А.В. Технологические особенности сварки встык труб из разных марок полиэтилена // Территория Нефтегаз. 2015. № 4. С. 84-89.

2. Волков И.В., Кимельблат В.И. Процедуры и основные параметры сварки полиэтилена // Вестник Казанского технологического университета. 2014. Т.17. № 14. С. 293-296.

3. Волков И.В., Кимельблат В.И. Современное состояние и актуальные новации техники для сварки полиэтиленовых труб нагретым инструментом встык // Вестник Казанского технологического университета. 2014. Т.17. № 16. С. 175-178.

4. Кимельблат В.И., Волков И.В., Стоянов О.В. Сварка полимерных труб и фитингов с закладными электронагревателями. Казань: КНИТУ, 2013. 156 с.

5. Кимельблат В.И. Трубопроводы из термопластов // Полимеры в строительстве: научный интернет-журнал. 2014. № 1 (1). С. 72-92.

6. Данзанова Е.В., Герасимов А.И., Ботвин Г.В. Влияние параметров сварки на прочность сварного стыкового соединения полиэтиленовых труб // Полимерные трубы. 2015. № 3 (49). С. 48-52.

7. Фаттахов М.М. Применение труб из термопластов при строительстве и реконструкции распределительных трубопроводов // Нефтегазовое дело. 2006. № 1. С. 12.

8. Volodin V.P. Extrusion multichannel, multi-layer, reinforced pipes and tubular profiles // Polymeric materials. March 2008. № 3 (106), p. 33.

9. Сайт ООО «АДР-Технология». URL: http://www.adr-t.ru/support/technology/butt_welding/.

10. Кимельблат В. И., Волков И. В. Проблемы нормативно-технической документации на контактную сварку полимерных труб втык // Сварка и диагностика. 2011. № 1. С. 58-61.

11. Кимельблат В.И. Сварка ПЭ труб: тенденции развития // Пластикс. 2014. №6 (135). С. 38-43.

12. Кимельблат В.И., Волков И.В., Чупрак А.И. Вариации реологических свойств как стимул оптимизации основных параметров сварки нагретым инструментом встык // Сварка и диагностика. 2012. № 2. С. 49–52.

13. Нестеров Г.Д., Нестерова Н.С. Информационная система для сварки полиэтиленовых труб // Вестник ИМСИТ. 2018. № 3 (75). С. 34-36.

14. Кимельблат В.И., Волков И.В., Мысяк Р.С. Направления развития визуальноизмерительного контроля сварки нагретым инструментом встык // Вестник Технологического университета, 2015. Т.18. № 5. С. 56-59.

15. Волков И.В., Прокопьев Н.В., Кимельблат В.И. Как контролировать грат сварных соединений ПЭ труб встык? 1. Малые диаметры и толщины труб // Полимерные трубы. 2015. № 3 (49). С. 58-60.

16. Волков И.В., Прокопьев Н.В., Кимельблат В.И. Как контролировать грат сварных соединений пэ труб встык? 2. Средние и большие трубы // Полимерные трубы. 2015. № 4 (50). С. 54-59.

17. Ботвин Г.В., Данзанова Е.В., Герасимов А.И. Методика испытаний на прочность сварного соединения полипропиленовых труб // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2017. Т. 83. № 9. С. 70-72.

18. Demchenko V. L., Iurzhenko M. Peculiarities of constant magnetic field effect on the nanostructural organization and properties of hard-to-weld polyethylene-polypropylene joints // 2017 IEEE 7th International Conference Nanomaterials: Application & Properties (NAP). DOI: 10.1109/nap.2017.8190258.

19. Кимельблат В.И. Оценка качества сварных соединений и эксплуатационных характеристик полимерных трубопроводных систем // Ремонт, восстановление, модернизация. 2014. № 11. С. 13–16.

20. Demchenko V. L., Yurzhenko M. V. Structure and properties of the welded joints of single-type polyethylenes formed under the action of constant magnetic fields // Materials Science. 2017. Is. 53(2). P. 186-193. DOI: 10.1007/s11003-017-0061-3.

21. Chebbo Z., Vincent M., Boujlal A., etc. Numerical and Experimental Study of the Electrofusion Welding Process of Polyethylene Pipes // Polymer Engineering and Science. 2015. Vol. 55. No. 1. P. 123-131.

22. Кимельблат В.И., Волков И.В., Глухов В.В. Оптимизация технологии контактной сварки встык. Учет свойств полимеров // Полимерные трубы. 2010. № 2 (28). С. 32-36.

23. Ботвин Г.В., Данзанова Е.В., Герасимов А.И. Методика испытаний на прочность сварного соединения полипропиленовых труб // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2017. Т. 83. № 9. С. 70-72.

24. Юрженко М.В. Первичный контроль качества сварных соединений полиэтиленовых труб при сварке нагретым инструментом встык (обзор) // Наукові нотатки. 2019. № 66. С. 400-405.