Главная » Файлы » Газо- Водоснабжение » Публикации

Статья "Практические решения по снижению влияния человеческого фактора на качество сварки"
[ · Скачать удаленно (0,18 Мб) · Скриншот ] 23.10.2009, 17:37

В настоящее время пластиковые трубы занимают все больший сегмент рынка трубопроводных систем во многих отраслях производства. Пластиковые трубы и запорная арматура, бесспорно, обладают рядом значительных преимуществ перед металлическими изделиями. 
Несмотря на совершенствование технологии сварки, повышение качества изготавливаемых труб и фитингов, улучшение технических характеристик сварочного оборудования, периодически на этапах контроля сварного соединения и окончательного испытания готового трубопровода под давлением выявляются дефекты сварных соединений. Одной из наиболее значительных причин, приводящих к появлению подобных изъянов, является человеческий фактор.


Сварка элементов трубопроводов для водо- и газораспределительных сетей в основном осуществляется сваркой встык с помощью нагретого инструмента, либо соединительными муфтами с закладным нагревателем. Оба вида сварки осуществляются с использованием сварочного оборудования различной степени автоматизации. Самые простые и, следовательно, самые дешевые аппараты не позволяют ни в какой степени осуществлять минимальный контроль соблюдения технологии и параметров сварки. Соответственно, после получения сварного шва, выполненного аппаратом с низкой степенью автоматизации нет никакой гарантии, что все этапы подготовительных операций и собственно самого процесса сварки и охлаждения соответствуют требованиям технологического процесса.
Не секрет, что зачастую монтажные организации в целях снижения затрат на производство работ привлекают к сварочным работам слабо или необученный персонал, прошедший упрощенное обучение основам сварки и обращению с оборудованием, приобретают самый дешевый инструмент и оборудование, а так же стараются заменить специализированную оснастку на подручные средства. По результатам подобного подхода был проведен анализ причин некачественных сварных соединений элементов пластиковых трубопроводов, который показал процентное соотношение причин дефектов, а так же зон ответственности за данные дефекты:
- ответственность производителя.........5%   (сырьё, производство, конструкция изделия, упаковка, контроль качества, соблюдение технологии, …).
- монтажных организаций.....................95%  (квалификация рабочих, оборудование, источник питания, соблюдение технологии, подготовительные операции, загрязнения зоны сварки, ….).
 
Рассмотрим вероятные причины возникновения дефектов, приняв на веру качество оборудования, труб и фитингов.
Самыми вероятными причинами некачественной сварки встык с помощью нагретого инструмента считаются:
- несоблюдение соосности из-за отсутствия опор (роликов) под трубами,
- плохая очистка свариваемых поверхностей или её отсутствие,
- перегрев или недогрев деталей,
- недостаточное или чрезмерное давление при образовании первоначального грата, прогреве и охлаждении.

Чтобы снизить подобное влияние человеческого фактора на качество сварки, тем самым, повышая надежность работы пластиковых трубопроводов, компанией Georg Fischer были разработаны и внедрены различные типы сварочных аппаратов и оснастки, что позволяет использовать их в разных областях применения.
Оснащение аппаратов для стыковой сварки  блоком протоколирования WR100 позволяет достаточно просто руководить работой сварщиков и контролировать соблюдение технологических параметров сварки встык – время, температура, давление и последовательность операций. Блок WR100 позволяет сразу после завершения сварки распечатать протокол параметров сварки с указанием всех технологических параметров на встроенном принтере. Любые недопустимые отклонения от заданных параметров сразу отмечаются в протоколе, и инспектор имеет возможность сразу забраковать сварное соединение или подтвердить соблюдение параметров и начать проверку соединения другими методами контроля.
С другой стороны, блок WR100 не способен сам контролировать и корректировать параметры сварки. Поэтому, сварочные аппараты могут оснащаться гидравлическим приводом с ЧПУ управлением – блоком SUVI 400. Он позволяет контролировать и управлять процессом сварки, контролировать надежность фиксации труб в центраторе, автоматически рассчитывать давление перемещения привариваемой трубы, выдерживать заданную температуру нагревательного элемента и давления в гидравлической системе, осуществлять выброс нагревательного элемента, соблюдая требуемое время перехода, постоянно контролировать давление во время этапа охлаждения стыка, и пр.
Новейшая серия аппаратов имеет свой блок ЧПУ управления, выполненный оригинальном корпусе. Программирование и управление процессом сварки осуществляется с помощью сенсорного экрана промышленного исполнения. На экране отображается информация о текущем этапе технологического процесса с помощью надписей и рисунка, протоколы сохраняются на стандартные USB флеш накопители, в связи с чем, количество протоколов, сохраняемых в памяти, зависит только от объема накопителя. Аппарат автоматически поддерживает заданную температуру, давление и соблюдает необходимое время. Любые отклонения от исходных параметров сварки фиксируются в протоколе. Программное обеспечение имеет возможность самостоятельного ввода параметров сварки для 10 типоразмеров труб, отсутствующих в стандартной базе данных (соответствующей DVS, JIS и прочим стандартам). Аппарат поддерживает считывание штрих-кода и сохранение данных прослеживаемости изготовителя труб и фитингов.
Для возможности анализа, печати и передачи результатов сварки, протоколы сварки встык из блоков SUVI 400 и TM CNC переносятся на персональный компьютер в программу для SUVI Win-Weld.
 
Что же касается сварки с помощью муфт с закладными нагревателями, то наиболее частыми причинами некачественной сварки являются:
- чрезмерный зазор между трубой и муфтой
- недостаточная или чрезмерная зачистка (снятие оксидного слоя) труб
- загрязнения или влажность в области сварки
- отсутствие фиксации труб во время сварки
- сбои в работе сварочного аппарата по причине несоответствия характеристик генератора

Наиболее серьезной причиной некачественной электромуфтовой сварки является плохое качество зачистки поверхности. На рабочей площадке нередко можно увидеть, как снятие оксидного слоя осуществляется вручную с помощью имеющихся подручных предметов – совковой лопаты, перочинного ножа, осколка стекла, и прочих «инструментов». В результате оксидный слой снимается неравномерно и либо на большую глубину, либо недостаточно. Так же следует учитывать, что полиэтиленовые трубы марки ПЭ100 обладают большей твердостью по сравнению с ПЭ80, а это значительно усложняет зачистку поверхности труб вручную на требуемую глубину. Для обеспечения равномерной зачистки на заданную глубину следует использовать механические поворотные зачистные устройства различного типа.
Помимо качественного снятия оксидного слоя, для получения качественной электромуфтовой сварки труб, особенно малого диаметра, их необходимо выровнять соосно и жестко зафиксировать друг относительно друга и относительно муфты с закладным нагревателем. В противном случае при разогреве материала труб и муфты возможны произвольные смещения деталей, что приводит к сдвигу муфты или седлового отвода с намеченной позиции и кроме некачественной сварки может так же вызвать появление возгорания. Для обеспечения неподвижности всех свариваемых деталей в процессе сварки должны использоваться регулируемые зажимы, которые изготавливаются прямыми и поворотными и позволяют фиксировать трубы диаметром до 500 мм.
Чтобы свести к минимуму возможность пропуска или несоответствующего исполнения одного из вышеописанных этапов компания Georg Fischer разработала серию аппаратов для электромуфтовой сварки – MSA Plus. Эта серия включает в себя 4 модели аппаратов с различным диапазоном дополнительных функций. Наиболее часто используются MSA Plus 250 и MSA Plus 350 – соответственно аппарат без протоколирования и с протоколированием. Аппарат MSA Plus 350 может быть запрограммирован с помощью штрих-кодов на обязательный запрос у оператора его идентификационной карточки сварщика, запрос на подтверждение снятия оксидного слоя и обезжиривания свариваемых поверхностей, запрос на установку зажимов. Все эти дополнительные запросы будут отображены в протоколе сварки. Все аппараты данной серии перед началом процесса сварки производят проверку пусковых характеристик генератора, что позволяет в некоторых случаях предотвратить прерывание сварки при несоответствии характеристик генератора требуемым параметрам. Аппарат MSA Plus 350 производит запись протоколов во встроенную память и позволяет переносить их в компьютер для хранения и обработки. Перенос может осуществляться как с помощью кабеля, так и с помощью USB флеш накопителя. Емкость памяти аппарата – 2500 протоколов.
Протоколы параметров электромуфтовой сварки из аппаратов MSA Plus так же могут быть переданы на персональный компьютер в программу MSA Win-Weld.
По окончании строительства трубопровода встает важный вопрос по оформлению и предоставлению в надзорно-контролирующие органы всей документации в требуемом объеме. Кроме прочих документов, требуется предоставлять протоколы сварки по каждому сварному соединению, а так же иметь возможность передачи протоколов на большие расстояния для внесения в базу данных по крупным объектам или для анализа и контроля. Иными словами необходимо иметь документацию не только в бумажном формате, но и в электронном виде.
 
Программы обработки данных MSA Win-Weld, так же как и SUVI Win-Weld входят в состав комплекта программного обеспечения Win-Weld разработанного компанией Georg Fischer.
Для ведения общей документации по всему трубопроводу, включающему в себя соединения, сваренные встык и сваренные с помощью электросварных муфт, используется программа PIPE Win-Weld, которая объединяет все протоколы в единую базу. Программа позволяет сортировать протоколы по дате, времени сварки, номеру сварочного аппарата, оператору диаметру трубопровода и прочим параметрам. Имеется возможность добавления дополнительной информации о монтажной компании, точных координатах места сварки, глубине заложения и прочие данные. Так же в протоколах рассматриваются данные прослеживаемости по каждому элементу сварного соединения. Кроме того, полученные протоколы могут быть экспортированы в единый файл и переданы по электронной почте.
 
Таким образом, используя возможности выше описанного оборудования и программного обеспечения, предоставляемого компанией Georg Fischer Piping Systems, имеется возможность повышения надежности сварных соединений и снижения риска прорыва трубопровода из-за влияния человеческого фактора.

 
Категория: Публикации | Добавил: YuryYakovlev | Теги: GF, Georg Fischer, ошибки при сварке, Человеческий фактор, Сварка
Просмотров: 893 | Загрузок: 238 | Рейтинг: 0.0/0
Всего комментариев: 0
avatar