Atskirų suvirinimo siūlių vertinimas ir visos sistemos sandarumo bandymas
Sandarumo bandymas, atliekamas baigus montavimą, patikrina, kaip visas vamzdynų ruožas elgiasi esant slėgiui. Šis bandymas leidžia aptikti nesandarumus jungtyse, flanšuose ar sandarikliuose, tačiau mažai ką pasako apie medžiagos struktūrą pačioje suvirinimo siūlėje. Suvirinimo siūlė gali išlaikyti slėgio bandymą, tačiau vis tiek turėti vidinių defektų, kurie paaiškės tik po kelių mėnesių ar metų eksploatacijos, veikiant medžiagos nuovargiui ar ilgalaikei apkrovai.
Pats sujungimas tiriamas taikant metodus, suskirstytus į dvi grupes: destruktyvius, kurie matavimo metu negrįžtamai pažeidžia arba išskiria bandinį, ir nedestruktyvius, leidžiančius patikrinti jo būklę nepažeidžiant struktūros. Metodo pasirinkimas priklauso nuo darbo etapo ir nuo to, kokio tikslumo lygio, susijusio su atlikimo kokybe, reikalaujama konkrečioje situacijoje.
Vizualinis vertinimas kaip pirmasis patikros etapas
Vizualinis vertinimas – tai tyrimas, atliekamas kiekvienam suvirinimo siūlui, nepriklausomai nuo to, ar planuojami tolesni bandymai. Šios patikros taisyklės aprašytos standarte PN-EN 13100-1, apimančiame termoplastinių pusgaminių jungčių patikrą vizualiniu būdu. Atliekant galinį suvirinimą, pirmiausia tikrinama išsipūtimo, susidarančio aplink vamzdžio perimetrą, forma.
Teisingos formos iškyša suformuoja du vienas šalia kito esančius cilindrus, tolygiai pasiskirsčiusius per visą jungties perimetrą. Skirtumas tarp maksimalaus ir minimalaus išsikišimo pločio neturėtų viršyti maždaug 20% vidurkio vertės, o jungiamų elementų ašių poslinkis – 10% vamzdžio sienelės storio. Tarpas tarp cilindrų turėtų išsikišti virš išorinio vamzdžio paviršiaus – jei jis įgaubtas žemiau jo, tai gali reikšti per mažą spaudimą arba netinkamą kaitinimo plokštės temperatūrą.
Vizualinė patikra turi ribas. Ji leidžia aptikti geometrijos klaidas ir matomus netolygumus, tačiau neatsižvelgia į nešvarumus suvirinimo siūlės viduje ir vietines nepakankamo lydymo zonas. Kilus abejonėms, pramoninėje praktikoje numatyta nupjauti išorinį išsikišimą ir atlikti papildomą jo lenkimo arba sukimo bandymą.
Nesugriaunamieji tyrimai – ultragarsas ir rentgeno spinduliai
Tačiau vizualinis vertinimas – tai ne viskas, ką apima standartas PN-EN 13100. Jame taip pat aprašoma rentgenografinė kontrolė naudojant rentgeno spindulius (2 dalis), ultragarsinę kontrolę (3 dalis) ir bandymus aukšta įtampa (4 dalis), kurie daugiausia taikomi tikrinant elektroterminių jungčių formų atsparumo vielos izoliaciją. Visi šie metodai leidžia įvertinti suvirinimo vidų nepažeidžiant jungties.
Rentgenografinis tyrimas užfiksuoja rentgenu apšvitintos jungties vaizdą ant juostelės arba skaitmeniniu formatu, o tai leidžia aptikti įtrūkimus, poras ar nepakankamo sulydymo vietas medžiagos viduje. Ultragarso metodas pagrįstas garso bangos siuntimu į medžiagą – banga atsimuša nuo netolydumų ir grįžta į jutiklį, o matavimo rezultatas rodomas defektoskopo ekrane.
Abi šios metodikos Lenkijoje turi ilgesnę taikymo tradiciją plieninių jungčių atveju nei polietileninių vamzdynų atveju. Nehomogeninė medžiagos struktūra ir nedideli akustiniai skirtumai tarp pagrindinės medžiagos ir suvirinimo zonos apsunkina vienareikšmį rezultatų aiškinimą, todėl šie tyrimai dažniau atliekami specializuotose laboratorijose ir avarijų tyrimuose, o ne atliekant įprastą darbų priėmimą. Tačiau mokslinių tyrimų institutai sistemingai atlieka rentgenografijos ir ultragarso tinkamumo bandymus taip pat ir plastikinių jungčių atžvilgiu, o tai palaipsniui plečia jų praktinio taikymo sritį.
Lenkimo bandymas ir tempimo bandymas
Lenkimo bandymas aprašytas standarte PN-EN 12814-1. Suvirinimo siūlės bandinys uždedamas ant dviejų atramų, išdėstytų nustatytu atstumu viena nuo kitos, ir tada apkrovimas taikomas pastoviu greičiu, nekeičiant lenkimo krypties matavimo metu. Šis metodas dažniausiai taikomas tiesiems sujungimams, kurių plokščias, simetriškas skerspjūvis palengvina tokį bandinio išdėstymą – elektrosuvirinimo jungtys, dėl sudėtingesnės geometrijos, paprastai tikrinamos kitu metodu, aprašytu tolesnėje teksto dalyje. Rezultatas rodo, ar jungtis lūžta suvirinimo zonoje, ar už jos ribų – lūžis už suvirinimo zonos ribų paprastai rodo, kad jungtis atlikta teisingai.
Tempimo bandymas aprašytas standarte PN-EN 12814-2. Jis atliekamas ašiniu apkrovimu elementui iki jo trūkimo, naudojant atsparumo bandymo stakles. Šis matavimas leidžia nustatyti jungties atsparumą ir trūkimo vietą. Esant žemesnei temperatūrai, taikomas to paties standarto 6 dalyje aprašytas variantas, o elementams su susiaurėjimu – 7 dalis. PN-EN 12814 serija taip pat apima jungties slinkimo bandymą (3 dalis), kuris einamojoje kontrolėje taikomas rečiau, nes trunka net keliasdešimt valandų. Lenkimo ir tempimo bandymų rezultatai lyginami su medžiagos gamintojo reikalavimais arba ankstesnių suvirinimų, atliktų tuo pačiu įrenginiu, rezultatais.
Bandymas nuplėšti prie elektroterminių jungčių
Elektroterminio suvirinimo jungčių atveju papildomai atliekamas atplėšimo bandymas, aprašytas standarte PN-EN 12814-4. Išskiriami keli jo variantai: T tipo atplėšimas, dekohizijos bandymas ir suspaudimo bandymas. Šis metodas leidžia nustatyti jungties tarp detalės ir vamzdžio kokybę, taip pat aptikti vietas, kuriose plastikas nebuvo visiškai sulydytas.
Rezultato interpretavimas grindžiamas lūžio pobūdžio stebėjimu. Atsiskyrimo paviršius turėtų būti vienalytis, pluoštinis, be lygių, blizgių fragmentų, rodančių, kad medžiaga nebuvo sumaišyta. Rezultatas nustatomas iškart po bandymo atlikimo, nereikalaujant papildomo mechaninio apdorojimo ar pjūvio paruošimo.
Skerspjūvio makroskopinis tyrimas
Makroskopinis tyrimas, numatytas standarte PN-EN 12814-5, atliekamas perpjaunant suvirinimo siūlės bandinį ir tikrinant jo skerspjūvį, ar jame nėra įtrūkimų, intarpų, porų ar nepakankamai sulydytų vietų. Šis metodas leidžia įvertinti medžiagos struktūrą tose vietose, kurių neįmanoma apžiūrėti iš išorės, todėl dažnai atliekamas kartu su lenkimo arba atplėšimo bandymais, papildant rezultatą jungties vidaus vaizdu.
Sujungimų suvirinimo defektų klasifikacija
Atskirų tyrimų rezultatai siejami su klasifikacija, pateikta standarte PN-EN 14728, kuriame aprašomi termoplastinių medžiagų suvirintų ir termoplastinių jungčių neatitikimų tipai. Standarte sisteminami tokie nukrypimai kaip vamzdžių ašių poslinkis, nereguliari išsipūtimo sritis, poros ar nesusiliejimo sritys, priskiriant jiems leistinumo lygius priklausomai nuo vamzdyno paskirties. Destrukcinio arba nedestrukcinio tyrimo rezultatas taip palyginamas su konkrečiu priimtinumo kriterijumi, nustatytu nepriklausomai nuo rangovo patirties.
Kada praktikoje taikomi destrukciniai bandymai
Statybvietėje atlikti tikrieji suvirinimai retai tiriamais naikinamaisiais bandymais, nes bandinio sunaikinimas reiškia veikiančios instaliacijos dalies pašalinimą. Naikinamasis tikrinimas atliekamas daugiausia su etaloniniais mėginiais – bandomaisiais suvirinimais, atliktais lygiagrečiai, naudojant tuos pačius įrenginio nustatymus, tą pačią medžiagą ir panašiomis aplinkos sąlygomis. Tokia pati procedūra taikoma atliekant suvirinimo aparatų operatorių kvalifikacijos egzaminus, taip pat priimant naują įrangą, kai bandomasis pavyzdys pakeičia tikrojo tinklo ruožo patikrinimą.
Jei etaloninis bandinys neatitinka reikalavimų, prieš tęsiant darbus būtina pakoreguoti parametrus, o priklausomai nuo taikomos procedūros – taip pat pakartotinai patikrinti suvirinimo siūles, atliktas nuo paskutinio teigiamo rezultato. Įtariant suvirinimo siūlės defektą arba po eksploatuojamo vamzdyno gedimo, išpjaunamas fragmentas, apimantis suvirinimo siūlę, ir perduodamas į laboratoriją, kur atliekamas išsamus tyrimų rinkinys – nuo makroskopinio tyrimo iki tempimo bandymo.
DUK:
Ar kiekvienas statybvietėje atliktas suvirinimo siūlis tikrinamas taikant griaunamąjį bandymo metodą?
Į gatavą vamzdyną įmontuoti suvirinimo siūlai tikrinami tik išimtiniais atvejais – aiškinant gedimo priežastis arba atliekant investuotojo užsakytą atrankinę patikrą, kai papildomas vamzdžio fragmentas išpjaunamas dar prieš užkasant tranšėją. Kitais atvejais proceso kokybė patvirtinama tuo, kad etaloninio mėginio parametrai atitinka tikrųjų suvirinimo siūlių nustatymus, užfiksuotus einamojoje suvirinimo dokumentacijoje.
Kiek dažnai ruošiami etaloniniai mėginiai, skirti destrukciniams tyrimams?
Dažnumas priklauso nuo investicijos reikalavimų, investuotojo gairių ir rangovo kokybės procedūrų. Praktikoje etaloniniai mėginiai dažnai ruošiami prieš pradedant pagrindinius darbus, taip pat po kiekvieno reikšmingo medžiagos, suvirinimo parametrų ar įrangos pakeitimo bei pakeitus suvirinimo aparato operatorių. Tokios kontrolės apimtį nustato projekto reikalavimai arba vidinės kokybės procedūros. Mažesniuose projektuose griaunamieji bandymai paprastai atliekami rečiau, o patikros pagrindą sudaro vizualinė apžiūra ir kiti priimtoje procedūroje numatyti metodai.
Ar ultragarso ir rentgeno tyrimai yra plačiai taikomi PE vamzdžių atveju?
Jie nepriklauso prie įprastinių tyrimų, daugiausia dėl įrangos kainos ir laiko, reikalingo matavimui atlikti statybvietėje, kur paprastesnis vizualinis patikrinimas ir griaunamieji bandymai duoda rezultatą žymiai greičiau. Ultragarso ar rentgenografinio vaizdo interpretavimui taip pat reikalingas specialistas, susipažinęs su plastikų ypatumais, nes standartiniai vertinimo kriterijai iš pradžių buvo sukurti metalams. Dėl šių priežasčių abi metodikos dažniau pasirenkamos tyrimams ir analizei, o ne kasdieniam įrenginių priėmimui.
Kas gali atlikti suvirintų jungčių griaunamuosius bandymus?
Destrukciniai bandymai, tokie kaip lenkimo, tempimo ar atplėšimo bandymai, atliekami laboratorijose, turinčiose atitinkamą įrangą ir taikančiose procedūras, atitinkančias PN-EN 12814 serijos standartus. Tai gali būti laboratorijos, veikiančios prie techninės priežiūros įstaigų, mokslinių tyrimų institutų, sertifikavimo įstaigų arba medžiagų tyrimus atliekančių įmonių. Investicijų, kurioms reikalingas nepriklausomas vertinimas, atveju tyrimus atlieka akredituotos laboratorijos, nurodytos dokumentacijoje arba investuotojo paskirtos.
Ką reiškia, jei bandymo metu mėginys lūžta už suvirinimo zonos ribų?
Toks įtrūkio eiga reiškia, kad suvirinimo siūlė atlaikė didesnę apkrovą nei ją supanti vamzdžio pagrindinė medžiaga, o tai laikoma teigiamu rezultatu. Tuo tarpu lūžis, einantis tiksliai per suvirinimo liniją, rodo susilpnėjimą jungties vietoje, o tai paprastai siejama su netinkama temperatūra, paviršiaus užteršimu arba per trumpu kaitinimo laiku. Mėginio lūžio vieta įrašoma tyrimo protokole kaip vienas iš technologinio proceso kokybės kontrolės parametrų.
