СП 42-105-99 | Стройсоветы

Контроль качества сварных соединений полиэтиленовых газопроводов

Страница 1

Страница 2

Страница 3

Страница 4

Страница 5

Страница 6

Страница 7

Страница 8

Страница 9

Страница 10

Страница 11

Страница 12

Страница 13

Страница 14

Страница 15

Страница 16

Страница 17

Страница 18

Страница 19

Страница 20

Страница 21

Страница 22

Система нормативных документов в строительстве

СВОД ПРАВИЛ
ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ И СТРОИТЕЛЬСТВУ

КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ
ПОЛИЭТИЛЕНОВЫХ ГАЗОПРОВОДОВ

СП 42-105-99

ОАО «РОСГАЗИФИКАЦИЯ»

Москва
1999

Предисловие

1 РАЗРАБОТАН Головным научно-исследовательским и проектным институтом по использованию газа в народном хозяйстве “ГИПРОНИИГАЗ” при участии НПО «Пластик».

2 СОГЛАСОВАН с Госгортехнадзором РФ (письмо № 02-35/868 от 23.07.1998 г.) и АООТ НПО «Пластик» (письмо № 402/98 от 4.05.98 г.).

3 ОДОБРЕН Госстроем России (письмо № 13-500 от 10.09.1998 г.)

4 ПРИНЯТ И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ приказом ОАО «Росгазификация» № 14П от 03.03.1999 г.

5 ПРИНЯТ впервые

Свод правил разработан группой специалистов: В.Ю. Каргин. А.Г. Карвецкий, В.В. Богатов, Т.В. Ставская — ОАО «Гипрониигаз»; И.В. Гвоздев — АООТ НПО «Пластик»; И.В. Сессин — ОАО «Росгазификация».

СОДЕРЖАНИЕ

1 Область применения. 2

2 Нормативные ссылки. 2

3 Общие положения. 3

4 Технические требования к контролю качества сварных соединений. 3

5 Обязательные методы контроля сварных соединений. 4

6 Специальные методы контроля. 13

Приложение А (обязательное) Порядок оформления контрольных образцов. 14

Приложение Б (обязательное) Методика определения внешнего вида и размеров сварных соединении. 14

Приложение В (обязательное) Методика испытаний сварных соединений на осевое растяжение. 15

Приложение Г (обязательное) Методика ультразвукового контроля сварных соединений. 16

Приложение Д (обязательное) Методика пневматических испытаний сварных соединений. 17

Приложение Е (обязательное) Методика испытаний сварных муфтовых соединений на сплющивание. 17

Приложение Ж (обязательное) Методика испытаний седловых отводов на отрыв. 19

Приложение И (рекомендуемое) Методика испытаний стыковых соединений на статический изгиб. 20

Приложение К (рекомендуемое) Методика испытаний сварных соединении на стойкость к постоянному внутреннему давлению.. 20

Приложение Л (рекомендуемое) Методика испытаний сварных соединений на длительное растяжение. 21

Приложение М (рекомендуемое) Методика испытании сварных соединений на стойкость к удару. 23

Введение

Свод правил предназначен для использования строительными организациями Российской Федерации при строительстве и ремонте газораспределительных сетей из полиэтиленовых труб, а также отраслевыми лабораториями и другими организациями, занимающимися оценкой качества сварных соединений.

СВОД ПРАВИЛ ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ И СТРОИТЕЛЬСТВУ

КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ
ПОЛИЭТИЛЕНОВЫХ ГАЗОПРОВОДОВ

QUALITY CONTROL OF WELDED JOINTS
OF POLYETHYLENE GAS PIPELINES

Дата введения 99.04.01

1 Область применения

Настоящий свод правил распространяется на сварные соединения напорных труб из полиэтилена для газопроводов, транспортирующих горючие газы по ГОСТ 5542, предназначенные для промышленного и коммунально-бытового использования.

Свод правил устанавливает технические требования к контролю качества, правилам приемки и методам испытания соединений полиэтиленовых труб между собой и с соединительными деталями, выполненных сваркой нагретым инструментом встык и сваркой при помощи деталей с закладными нагревателями.

2 Нормативные ссылки

В настоящем своде правил использованы ссылки на следующие стандарты:

СНиП 2.04.08-87* «Газоснабжение».

СНиП 3.05.02-88* «Газоснабжение».

ГОСТ 166-89 «Штангенциркули. Технические условия».

ГОСТ 4045-75 «Тиски слесарные с ручным приводом. Технические условия».

ГОСТ 5542-87 «Газы природные топливные для коммунально-бытового назначения».

ГОСТ 8433-81 «Вещества вспомогательные ОП-7 и ОП-10».

ГОСТ 11262-80 «Пластмассы. Метод испытания на растяжение».

ГОСТ 12423-66 «Пластмассы. Условия кондиционирования образцов (проб)».

ГОСТ 14782-86 «Контроль неразрушающий. Соединения сварные. Методы ультразвуковые».

ГОСТ 24157-80 «Метод определения стойкости при постоянном внутреннем давлении».

ГОСТ Р 50838-95 «Трубы из полиэтилена для газопроводов. Технические условия».

СП 42-101-96 «Проектирование и строительство газопроводов из полиэтиленовых труб диаметром до 300 мм».

3 Общие положения

3.1 Свод правил разработан в развитие строительных норм и правил СНиП 3.05.02 «Газоснабжение» в части строительства газопроводов из полиэтиленовых труб давлением до 0,6 МПа.

3.2 Свод правил .может применяться в процессе строительства новых и реконструкции действующих подземных газопроводов с использованием полиэтиленовых труб (ПЭ63, ПЭ80 и ПЭ100) отечественного и зарубежного производства, отвечающих требованиям ГОСТ Р 50838.

3.3 Технологический процесс сварки и порядок проведения пооперационного контроля должен соответствовать СП 42-101 и другой нормативно-технической документации по строительству газопроводов из полиэтиленовых труб утвержденной или согласованной с Минземстроем (Минстроем) России.

3.4 Нормы контроля сварных соединений полиэтиленовых труб (разрушающими и неразрушающими методами) должны приниматься в соответствии с требованиями СНиП 2.04.08, СНиП 3.05.02 и СП 42-101.

При этом в случае сварки труб деталями с закладными нагревателями разрушающим методам контроля подвергают только допускные соединения, а вырезка и испытание контрольных соединений из числа выполненных при помощи этих деталей не требуется.

Нормы контроля качества стыковых соединений ультразвуковым и разрушающим методами принимают в зависимости от степени автоматизации сварочных машин.

4 Технические требования к контролю качества сварных соединений

4.1 Контролю качества подвергаются сварные соединения, изготовленные из труб, соответствующих требованиям ГОСТ Р 50838, муфт с закладными электронагревателями ТУ 2248-030-00203536-96, отводов седловых ТУ 2248-031-00203536-96 и ТУ 2248-037-00203536-96, деталей соединительных ТУ 2248-032-00203536-96 и ТУ 6-19-359-97 и других соединительных деталей (в т.ч. зарубежного изготовления), соответствующих нормативной документации, утвержденной в установленном порядке.

4.2 Методы контроля качества сварных соединений подразделяются на обязательные (экспресс) методы, проводимые лабораториями строительно-монтажных организаций и специальные, которые рекомендуются к использованию отраслевыми испытательными центрами в случае необходимости подтверждения результатов экспресс методов, проведения углубленных исследований и других целей.

4.3 Вырезку контрольных соединений из газопровода осуществляют, как правило, в период производства сварочных работ с целью исключения вварки «катушек».

4.4 Проверке подвергаются допускные и контрольные соединения, выполненные каждым сварщиком в соответствии с нормами СНиП 3.05.02 и СП 42-101.

4.5 Сварные соединения, забракованные при внешнем осмотре и измерениях, исправлению не подлежат и должны быть из газопровода удалены.

4.6 При неудовлетворительных результатах испытаний сварных соединений экспресс методами необходимо произвести проверку удвоенного числа соединений тем же методом контроля, по которому получены неудовлетворительные результаты. Если при повторной проверке хотя бы одно из проверяемых соединений окажется неудовлетворительного качества, то сварщик должен быть отстранен от работы и направлен для прохождения дополнительной практики. Порядок проведения дальнейших работ на газопроводе должен определяться требованиями СНиП 3.05.02.

4.7 Перечень методов испытаний, обязательных при проведении контроля качества сварных соединений приведен в таблице 1.

Обязательным методам оценки должны подвергаться сварные соединения, выполняемые перед началом строительства газопроводов (допускные стыки) и отбираемые из числа стыков, сваренных каждым сварщиком на объекте строительства (контрольные стыки).

Таблица 1 — Перечень обязательных методов испытаний

Методы испытаний	Способ сварки
1 Внешний осмотр	Нагретым инструментом встык. Деталями с ЗН
2 Испытание на осевое растяжение	Нагретым инструментом встык
3 Ультразвуковой контроль	Нагретым инструментом встык
4 Пневматические испытания	Нагретым инструментом встык. Деталями с ЗН
5 Испытание на сплющивание	Деталями с ЗН
6 Испытание на отрыв	Деталями с ЗН (только для седловых отводов)

4.8 Перечень специальных методов испытаний, рекомендуемых к проведению при оценке качества сварных соединений приведен в таблице 2.

Таблица 2 — Перечень специальных методов испытаний

Методы испытаний	Способ сварки
1 Испытание на статический изгиб	Нагретым инструментом встык
2 Испытание при постоянном внутреннем давлении	Нагретым инструментом встык Деталями с ЗН
3 Испытание на длительное растяжение	Нагретым инструментом встык
4 Испытания на стойкость к удару	Деталями с ЗН (только для седловых отводов)

Результаты испытаний на длительное растяжение являются факультативными.

5 Обязательные методы контроля сварных соединений

5.1 Внешний осмотр

5.1.1 Внешнему осмотру подвергаются соединения, выполненные любым способом сварки. Внешний вид сварных соединений должен соответствовать контрольным образцам, оформленным в соответствии с приложением А.

5.1.2 Внешний вид сварных соединений, выполненных сваркой нагретым инструментом встык, должен отвечать следующим требованиям:

— валики сварного шва должны быть симметрично и равномерно распределены по окружности сваренных труб;

— цвет валиков должен быть одного цвета с трубой и не иметь трещин, пор, инородных включений;

— симметричность шва (отношение ширины наружных валиков грата к общей ширине грата) должна быть в пределах 0,3 — 0,7 в любой точке шва. При сварке труб с соединительными деталями это отношение допускается в пределах 0,2 — 0,8;

— смещение наружных кромок свариваемых заготовок не должно превышать 10 % от толщины стенки трубы (детали);

— впадина между валиками грата (линия сплавления наружных поверхностей валиков грата) не должна находиться ниже наружной поверхности труб (деталей);

— угол излома сваренных труб или трубы и соединительной детали не должен превышать 5°.

5.1.3 Размеры валиков наружного грата швов зависят от толщины стенки свариваемых труб (деталей) и должны соответствовать данным таблицы 3.

Таблица 3 — Геометрические размеры сварного шва

Параметры наружного грата	Условное обозначение труб
Параметры наружного грата	SDR11 63´5,8	SDR11 75´6,8	SDR7,6 90´5,2	SDR11 90´8,2	SDR17,6 110´6,3	SDR11 110´10	SDR17,6 125´7,1	SDR11 125´11,4	SDR17,6 140´8,0
Высота, мм	1,5 — 3,0	2,0 — 3,5	1,5 — 3,0	2,5 — 4,5	2,0 — 3,5	2,5 — 4,5	2,0 — 4,0	3,0 — 5,0	2,5 — 4,5
Ширина, мм	4,0 — 6,0	5,0 — 7,0	4,0 — 6,0	6,0 — 8,5	4,5 — 6,5	6,5 — 9,5	5,5 — 7,5	8,5 — 12,0	6,0 — 8,5

Параметры наружного грата	Условное обозначение труб
Параметры наружного грата	SDR11 140´12,7	SDR17,6 160´9,1	SDR11 160´14,6	SDR17,6 180´10,2	SDR11 180´16,4	SDR17,6 200´11,4	SDR11 200´18,2	SDR17,6 225´12,8	SDR11 225´20,5
Высота, мм	3,0 — 5,0	2,5 — 4,5	3,0 — 5,0	2,5 — 4,5	3,5 — 5,5	3,0 — 5,0	4,0 — 6,0	3,0 — 5,0	4,5 — 6,5
Ширина, мм	9,0 — 13,0	6,5 — 9,5	10 — 15	6,5 — 9,5	11 — 16	8,5 — 12	13 — 18	9,0 — 13,0	14 — 21

5.1.4 Определение размеров валиков производится непосредственно на сварном шве в условиях строительного производства. Допускается в обоснованных случаях на отдельных соединениях, выполненных из труб ПЭ80 и ПЭ100, производить определение расположения впадины между валиками грата и замер самих валиков после срезания наружного грата по всему периметру трубы. Срезание наружного грата должно производиться при помощи специальных приспособлении, не наносящих повреждений телу трубы и не выводящих толщину стенки за пределы допускаемых отклонений.

Критерии оценки внешнего вида соединений, выполненных нагретым инструментом встык. приведены в таблице 4.

5.1.5 Результаты внешнего осмотра и проверки размеров сварочного грата соединений. выполненных сваркой нагретым инструментом встык считают положительными, если они отвечают требованиям п. 5.1.2, таблице 3 и критериям оценки дефектов, приведенным в таблице 4.

5.1.6 Отдельные наружные повреждения валиков сварного шва (срезы, сколы, вдавленности от клеймения стыка) протяженностью не более 20 мм и не затрагивающие основного материала трубы считать браком не следует.

Методика определения размеров сварного стыкового соединения приведена в приложении Б.

Таблица 4 — Оценка сварных стыковых соединений внешним осмотром

Краткое описание

Возможная причина возникновения

1.Хороший шов с гладкими и симметричными валиками грата округлой формы

Соблюдение всех технологических параметров сварки в пределах нормы

Критерии оценки

Графическое изображение

Внешний вид

Размеры наружного грата и внешний вид шва соответствуют требованиям п. 5.1.2. настоящего стандарта

Краткое описание

Возможная причина возникновения

2. Брак. Шов с несимметричными валиками грата одинаковой высоты в одной плоскости, но различной в противоположных точках шва.

Превышение допустимого зазора между торцами труб перед сваркой.

Критерии оценки

Графическое изображение

Внешний вид

Различие по высоте более 50 % в противоположных точках шва

Краткое описание

Возможная причина возникновения

3. Брак. Малый грат округлой формы

Недостаточное давление при осадке шва или малое время прогрева

Критерии оценки

Графическое изображение

Внешний вид

Величина наружного грата по высоте и ширине меньше нижних предельных значений, приведенных в таблице 3 настоящего стандарта

Краткое описание

Возможная причина возникновения

4.Брак. Большой грат округлой формы

Чрезмерное время прогрева или повышенная температура нагревателя

Критерии оценки

Графическое изображение

Внешний вид

Величина наружного грата по высоте и ширине больше верхних предельных значений, приведенных в таблице 3 настоящего стандарта

Краткое описание

Возможная причина возникновения

5. Брак. Несеметричный грат по всей окружности шва.

Различный материал свариваемых труб или деталей (ПЭ63 с ПЭ80), или толщина стенки

Критерии оценки

Графическое изображение

Внешний вид

Различие по высоте и ширине валиков грата по всей окружности шва превышает 40 %

Краткое описание

Возможная причина возникновения

6. Брак. Высокий и узкий грат, как правило не касающийся краями грубы

Чрезмерное давление при осадке стыка при пониженной температуре нагревателя

Критерии оценки

Графическое изображение

Внешний вид

Высота валиков грата больше или равна его ширине.

Краткое описание

Возможная причина возникновения

7. Брак. Малый грат с глубокой впадиной между валиками.

Низкая температура нагревателя при недостаточном времени прогрева

Критерии оценки

Графическое изображение

Внешний вид

Устье впадины расположено ниже наружной и выше внутренней образующих труб

Краткое описание

Возможная причина возникновения

8. Брак. Неравномерность (асимметричность) валиков грата

Смещение труб относительно друг друга

Критерии оценки

Графическое изображение

Внешний вид

Различие по высоте валиков грата в одной плоскости более 40 % с одновременным смещением образующих труб более 10 % от толщины стеки.

Краткое описание

Возможная причина возникновения

9. Брак. Неравномерное распределение грата по периметру шва.

Смещение нагревателя в процессе прогрева

Критерии оценки

Графическое изображение

Внешний вид

Высота грата в месте неравномерного выхода больше его ширины, впадина между валиками грата нечетко выражена или отсутствует. В противоположной точке шва грат имеет размеры. меньшие на 50 % и более.

Краткое описание

Возможная причина возникновения

10 Брак Шов с многочисленными наружными раковинами по всему периметру с концентрацией по краям грата с возможными следами поперечного растрескивания.

Чрезмерная температура нагревателя, значение которой выше температуры деструкции данной марки полиэтилена.

Критерии оценки

Графическое изображение

Внешний вид

Многочисленные раковины. расположенные вплотную друг к другу

5.1.7 Внешний вид сварных соединений, выполненных при помощи деталей закладными нагревателями, должен отвечать следующим требованиям:

— трубы за пределами соединительной детали должны иметь следы механической обработки (зачистки);

— индикаторы сварки деталей должны находиться в выдвинутом положении;

— угол излома сваренных труб или трубы и соединительной детали не должен превышать 5°;

— поверхность деталей не должна иметь следов температурной деформации или сгоревшего полиэтилена;

— по периметру детали не должно быть следов расплава полиэтилена, возникшего в процессе сварки.

5.1.8 Критерии оценки внешнего вида соединений, выполненных при помощи седловых отводов с закладными нагревателями, приведены в таблице 5.

Критерии оценки внешнего вида соединений, выполненных при помощи муфт, тройников, отводов и переходов с закладными нагревателями, приведены в таблице 6.

5.1.9 Результаты внешнего осмотра сварных соединений, выполненных при помощи деталей с закладными нагревателями считают положительными, если они отвечают требованиям п. 5.1.7 и критериям оценки дефектов, приведенным в таблицах 5 и 6.

Таблица 5 — Контроль седловых отводов внешним осмотром.

Краткое описание	Критерии оценки		Возможная причина возникновения
1. Хорошее соединение, отвод плотно облегает поверхность трубы.	Гладкая поверхность отвода без искривлений и зазоров		Соблюдение технологических операций и параметров сварки в пределах нормы.
Графическое изображение	Внешний вид

Краткое описание	Критерии оценки		Возможная причина возникновения
2. Брак. Зазор между охватывающей частью седлового отвода и трубой	Более 0,5 мм		Чрезмерная обработка поверхности трубы или недостаточное усилие прижатия отвода
Графическое изображение	Внешний вид

Краткое описание	Критерии оценки	Возможная причина возникновения
3. Брак. Температурная деформация наружной поверхности отвода.	Появление гофра на поверхности	Чрезмерное время нагрева или напряжения питания
Графическое изображение	Внешний вид

Таблица 6 — Контроль муфт, отводов, тройников и переходов с закладными нагревателями внешним осмотром

Краткое описание	Критерии оценки		Возможная причина возникновения
1. Хорошее соединение, деталь плотно охватывает концы свариваемых труб	Гладкая поверхность детали без видимых зазоров		Соблюдение технологических операций и параметров сварки в пределах нормы
Графическое изображение	Внешний вид

Краткое описание	Критерии оценки		Возможная причина возникновения
2. Брак. Зазор между охватывающей частью детали и трубой	Более 0,5 мм		Чрезмерная обработка поверхности трубы или эллипсность трубы
Графическое изображение	Внешний вид

Краткое описание	Критерии оценки		Возможная причина возникновения
3. Брак. Непараллельность (искривление осей трубы и детали)	Более 2,0 мм на длине L = 3de		Недостаточное заглубление концов труб внутрь детали или деформация соединения до его остывания
Графическое изображение	Внешний вид

Краткое описание		Критерии оценки		Возможная причина возникновения
4. Брак. Частичное появление расплава полиэтилена по торцам детали.		Не допускается		Сдвиг трубы в процессе сварки или смещение спирали
Графическое изображение		Внешний вид

Краткое описание		Критерии оценки		Возможная причина возникновения
5. Брак. Индикаторы сварки в исходном положении		Не допускается		Недостаточное время сварки или недостаточное напряжение, подаваемое на спираль детали
Графическое изображение		Внешний вид

Краткое описание		Критерии оценки		Возможная причина возникновения
6. Брак. Местное расплавление поверхности детали		Не допускается		Чрезмерные время нагрева или напряжение питания
Графическое изображение		Внешний вид

5.2 Испытания на осевое растяжение

Испытаниям на осевое растяжение подвергаются соединения, выполненные сваркой нагретым инструментом встык.

Критерием определения качества сварного соединения, выполненного сваркой встык является характер разрушения образцов.

Различают три типа разрушения:

— Тип I — наблюдается после формирования «шейки» — типичного сужения площади поперечного сечения образца во время растяжения на одной из половин испытываемого образца. Разрушение наступает, как правило, не ранее чем при достижении относительного удлинения более 50 % и характеризует высокую пластичность. Линия разрыва проходит по основному материалу и не пересекает плоскость сварки.

— Тип II — отмечается при достижении предела текучести в момент начала формирования «шейки». Разрушение наступает при небольших величинах относительного удлинения, как правило, не менее 20 и не более 50 %, и характеризует низкую пластичность. Линия разрыва пересекает плоскость сварки, но носит вязкий характер.

— Тип III — происходит до достижения предела текучести и до начала формирования «шейки». Разрушение наступает при удлинении образца, как правило, не более 20 % и характеризует хрупкое разрушение. Линия разрыва проходит точно по плоскости сварки.

Результаты испытания считаются положительными, если при испытании на осевое растяжение не менее 80 % образцов имеют пластичный характер разрушения I типа. Остальные 20 % образцов могут иметь характер разрушения II типа. Разрушение III типа не допускается.

При хрупком разрыве по шву для определения причин разрушения анализируются характер излома и дефекты шва.

Для труб наружным диаметром 20 мм испытание возможно проводить на образцах в виде отрезка трубы длиной (160 ± 5) мм.

При испытании на осевое растяжение определяются также предел текучести и относительное удлинение при разрыве. По результатам испытаний составляют протокол по форме, установленной требованиями СНиП 3.05.02.

Методика проведения испытаний образцов сварных стыковых соединений на осевое растяжение приведена в приложении В.

5.3 Ультразвуковой контроль

Ультразвуковому контролю должны подвергаться соединения полиэтиленовых труб, выполненные сваркой нагретым инструментом встык.

Количество сварных соединений подвергаемых УЗК -контролю следует определять по нормам СНиП 3.05.02 (с учетом требований п. 3.4 настоящего СП).

Для УЗК -контроля должны использоваться, как правило, дефектоскопы, позволяющие запоминать и хранить информацию о результатах контроля, а так же осуществлять вывод информации на стандартный принтер или экран персонального компьютера. Методику использования и настройки применяемых дефектоскопов следует определять в соответствии со специальной инструкцией.

Рабочая часть используемых пьезоэлектрических преобразователей должна иметь вогнутую поверхность, соответствующую наружному диаметру труб и обеспечивать плотное сопряжение с поверхностью труб при контроле сварных соединений.

С помощью УЗК -контроля должны выявляться внутренние дефекты типа газовых пор, несплошностей, посторонних включений, трещин (в околошовной зоне или зон