Posouzení jednotlivého svaru a zkouška těsnosti celého systému
Zkouška těsnosti, prováděná po dokončení montáže, ověřuje chování celého úseku potrubí pod tlakem. Tato zkouška odhalí netěsnosti na spojích, přírubách nebo těsněních, ale o struktuře materiálu v rámci jednotlivého svaru toho mnoho neřekne. Svar může projít tlakovou zkouškou a přesto obsahovat vnitřní vady, které se projeví až po měsících či letech provozu pod vlivem únavy materiálu nebo dlouhodobého zatížení.
Samotný spoj se zkoumá metodami rozdělenými do dvou skupin: destruktivními, které během měření trvale poškodí nebo rozdělí vzorek, a nedestruktivními, které umožňují zkontrolovat jeho stav bez zásahu do struktury. Výběr techniky závisí na fázi prací a na tom, jaká míra jistoty ohledně kvality provedení je v dané situaci požadována.
Vizuální posouzení jako první fáze kontroly
Vizuální kontrola je zkouška prováděná na každém svaru, bez ohledu na to, zda jsou plánovány další zkoušky. Zásady této kontroly popisuje norma PN-EN 13100-1, která zahrnuje kontrolu spojů v polotovarech z termoplastických materiálů metodou vizuální kontroly. V případě čelního svaru se zkoumá především tvar výtoku vznikajícího po obvodu trubky.
Správně tvarovaná výplň tvoří dva k sobě přiléhající válečky, rovnoměrně rozložené po celém obvodu spoje. Rozdíl mezi maximální a minimální šířkou výlisku by neměl překročit přibližně 20% střední hodnoty a posun osy spojovaných prvků – 10% tloušťky stěny trubky. Drážka mezi válci by měla vyčnívat nad vnější povrch trubky – pokud klesá pod něj, může to znamenat příliš nízký přítlak nebo nesprávnou teplotu topné desky.
Vizuální kontrola má svá omezení. Umožňuje odhalit geometrické chyby a viditelné nesrovnalosti, avšak přehlíží nečistoty uvnitř svaru a lokální oblasti s nedostatečným protažením. V případě pochybností se v průmyslové praxi doporučuje odříznout vnější přetok a podrobit jej dodatečné zkoušce ohybem nebo kroucením.
Nedeštruktivní zkoušky – ultrazvuk a rentgenové záření
Vizuální posouzení však není vše, co norma PN-EN 13100 zahrnuje. Popisuje také radiografickou kontrolu pomocí rentgenového záření (část 2), ultrazvukovou kontrolu (část 3) a zkoušky vysokým napětím (část 4), které se používají hlavně při kontrole izolace odporového drátu v elektroodporových tvarovkách. Všechny tyto metody umožňují posoudit vnitřní stav svaru bez poškození spoje.
Rentgenové zkoušení zaznamenává obraz prosvíceného spoje na film nebo v digitální podobě, což umožňuje odhalit trhliny, póry či oblasti s nedostatečným protažením uvnitř materiálu. Ultrazvuková metoda spočívá ve vyslání zvukové vlny do materiálu – vlna se odráží od nespojitostí a vrací se zpět do sondy, přičemž výsledek měření se zobrazí na obrazovce defektoskopu.
Obě metody mají v Polsku delší tradici použití u ocelových spojů než u potrubí z polyethylenu. Nehomogenní struktura materiálu a nepatrné akustické rozdíly mezi původním materiálem a zvarovou zónou ztěžují jednoznačnou interpretaci výsledků, proto se tyto zkoušky častěji provádějí ve specializovaných laboratořích a v rámci analýz po nehodách než při rutinním přejímání stavebních prací. Výzkumné ústavy však provádějí systematické testy vhodnosti radiografie a ultrazvuku také pro spoje z plastů, což postupně rozšiřuje rozsah jejich praktického použití.
Zkouška ohybem a zkouška tahem
Zkouška ohybem je popsána v normě PN-EN 12814-1. Vzorek svaru se umístí na dvě podpěry rozmístěné v předepsané vzdálenosti a následně se zatěžuje konstantní rychlostí, aniž by se během měření měnil směr ohybu. Tato metoda se používá především u čelních spojů, jejichž plochý, symetrický průřez usnadňuje takové umístění vzorku – elektrosvařované tvarovky se vzhledem ke složitější geometrii obvykle zkoušejí jinou metodou, popsanou v další části textu. Výsledek ukazuje, zda spoj praskne v oblasti svaru, nebo mimo ni – prasknutí mimo oblast svaru obvykle svědčí o správně provedeném spoji.
Zkouška tahem je popsána v normě PN-EN 12814-2. Spočívá v axiálním zatěžování prvku až do přetržení na zkušebním stroji. Měření umožňuje určit pevnost spoje a místo jeho přetržení. Pro sníženou teplotu se používá varianta popsaná v části 6 téže normy a pro prvky se zúžením – část 7. Série norem PN-EN 12814 zahrnuje také zkoušku tečení spoje (část 3), která se při běžné kontrole používá méně často, protože trvá i několik desítek hodin. Výsledky zkoušek ohybem a tahem se porovnávají s požadavky výrobce materiálu nebo s výsledky předchozích svarů provedených na stejném zařízení.
Zkouška odtržení v místech elektroforetických spojů
U tvarovek vyráběných elektrickým odporem se navíc provádí zkouška odtrhávání popsaná v normě PN-EN 12814-4. Rozlišuje se několik jejích variant: odtrhávání typu T, zkouška dekoheze a zkouška stlačování. Tato metoda umožňuje určit kvalitu spoje mezi tvarovkou a trubkou a také odhalit oblasti, ve kterých nedošlo k úplnému roztavení materiálu.
Interpretace výsledku vychází z pozorování charakteru rozlomu. Povrch lomu by měl mít homogenní, vláknitý vzhled bez hladkých, lesklých úseků, které by naznačovaly nedostatečné promíchání materiálu. Výsledek se odečítá ihned po provedení zkoušky, bez nutnosti dodatečného mechanického zpracování nebo přípravy řezu.
Makroskopické vyšetření řezu
Makroskopické zkoušení, uvedené v normě PN-EN 12814-5, spočívá v rozříznutí vzorku svaru a kontrole průřezu z hlediska přítomnosti trhlin, vměstků, pórů nebo oblastí s nedostatečným tavením. Tato metoda odhaluje strukturu materiálu v místech, která nejsou přístupná při vnějším vizuálním posouzení, a proto se často provádí společně se zkouškou ohybem nebo odtržením, čímž doplňuje výsledek o obraz vnitřku spoje.
Klasifikace vad svařovaných spojů
Výsledky jednotlivých zkoušek se vztahují ke klasifikaci uvedené v normě PN-EN 14728, která popisuje druhy neshod ve svařovaných a tepelně spojovaných spojích z termoplastů. Norma systematizuje odchylky, jako je posunutí osy trubek, nepravidelný výtok, póry nebo oblasti nedostatečného zapuštění, a přiřazuje jim úrovně přípustnosti v závislosti na použití potrubí. Výsledek destruktivního nebo nedestruktivního zkoušení se tak porovnává s konkrétním kritériem přijatelnosti, stanoveným nezávisle na zkušenostech provádějícího subjektu.
Kdy se v praxi používají destruktivní zkoušky
Skutečné svary provedené na stavbě se zřídka podrobují destruktivnímu zkoušení, protože zničení vzorku znamená odstranění části funkční instalace. Neničící zkoušky se provádějí hlavně na referenčních vzorcích – zkušebních svarech provedených souběžně, se stejným nastavením zařízení, ze stejného materiálu a za podobných okolních podmínek. Stejný postup se používá při kvalifikačních zkouškách obsluhy svařovacích strojů, stejně jako při přejímce nového zařízení, kde zkušební vzorek nahrazuje kontrolu skutečného úseku sítě.
Pokud referenční vzorek nevyhoví, je nutné před dalším pokračováním v práci upravit parametry a v závislosti na přijatém postupu také znovu ověřit svary provedené od posledního kladného výsledku. V případě podezření na vadu svaru nebo po poruše na provozovaném potrubí se vyřízne úsek zahrnující spoj a předá se do laboratoře, kde se provede kompletní sada zkoušek – od makroskopického vyšetření až po zkoušku tahem.
ČASTO KLADENÉ OTÁZKY:
Je každý svar provedený na stavbě podroben destruktivní zkoušce?
Svařované spoje zabudované do hotového potrubí se těmto zkouškám podrobují pouze ve výjimečných případech – při objasňování příčin poruchy nebo v rámci namátkové kontroly zadané investorem, kdy se dodatečný úsek trubky vyřízne ještě před zasypáním výkopu. V ostatních případech je kvalitou procesu potvrzena shoda parametrů referenčního vzorku s nastaveními použitými při skutečných svarech, která je zaznamenána v průběžné dokumentaci svařování.
Jak často se připravují referenční vzorky pro destruktivní zkoušky?
Četnost závisí na požadavcích investice, pokynech investora a postupech dodavatele v oblasti kvality. V praxi se referenční vzorky často připravují před zahájením hlavních prací, a také po každé významné změně materiálu, parametrů svařování nebo zařízení a po změně obsluhy svařovacího stroje. Rozsah takové kontroly určují požadavky projektu nebo interní postupy zajištění kvality. U menších projektů se destruktivní zkoušky obvykle provádějí méně často, zatímco základem kontroly je vizuální prohlídka a další metody stanovené v přijatém postupu.
Jsou ultrazvukové a rentgenové zkoušky u PE trubek běžně používány?
Nepatří mezi rutinní zkoušky, a to hlavně kvůli ceně vybavení a času potřebnému k provedení měření na staveništi, kde jednodušší vizuální kontrola a destruktivní zkoušky poskytují výsledek mnohem rychleji. Interpretace ultrazvukového nebo radiografického snímku navíc vyžaduje odborníka obeznámeného se specifiky plastů, protože standardní postupy pro vyhodnocení snímků byly původně vyvinuty pro kovy. Z těchto důvodů se obě metody častěji volí pro výzkumné a analytické práce než pro každodenní přejímku instalací.
Kdo může provádět destrukční zkoušky svařovaných spojů?
Destruktivní zkoušky, jako jsou zkoušky ohybem, tahem nebo odtržením, provádějí laboratoře vybavené příslušným zařízením a uplatňující postupy v souladu s normami řady PN-EN 12814. Může se jednat o laboratoře působící v rámci orgánů technického dozoru, výzkumných ústavů, certifikačních orgánů nebo podniků zabývajících se materiálovým výzkumem. V případě investic vyžadujících nezávislé posouzení provádějí zkoušky akreditované laboratoře uvedené v dokumentaci nebo určené investorem.
Co znamená prasknutí vzorku mimo oblast svaru při zkoušce ohybem?
Takový průběh trhliny znamená, že svar vydržel větší zatížení než okolní původní materiál trubky, což se považuje za pozitivní výsledek. Trhlina procházející přesně přes svarovou linii naopak naznačuje oslabení v místě spoje, což je obvykle spojeno s nesprávnou teplotou, znečištěním povrchu nebo příliš krátkou dobou ohřevu. Místo zlomu vzorku se zaznamenává do zkušebního protokolu jako jeden z parametrů kontroly kvality technologického procesu.
