Сварка полимерных труб: роль компетенций специалистов

В. И. Кимельблат, О. В. Стоянов, И. В. Волков

СВАРКА ПОЛИМЕРНЫХ ТРУБ: РОЛЬ КОМПЕТЕНЦИЙ СПЕЦИАЛИСТОВ

Ключевые слова: сварка полимерных труб, обучение.

В статье рассмотрены проблемы и рекомендации в области подготовки специалистов по сварке полимерных труб.

Keywords: welding of polymeric pipes, training.

In article problems and recommendations in the field of training of specialists on welding ofpolymeric pipes are considered.

Сварка полимерных труб и фитингов является последней операцией в цикле переработки многих трубных марок полимеров, в особенности по-лиолефинов. Многие международные и авторитетные национальные нормы утверждают, что квалификация сварщиков наиболее важна для обеспечения качества сварки. Вместе с тем глобальный характер носит проблема недостаточной квалификации сварщиков [1]. Представления о возможности привлечения неквалифицированных кадров в процесс сварки полимерных труб не имеют оснований. Более того требования к квалификации сварщиков растут, поскольку совершенствуется сварочное оборудование, расширяется ассортимент марок полиэтиленов [2-6].

Классифицируя сварщиков, часто выделяют 4 уровня.

В первый уровень объединяют обычно рабочих, непосредственно выполняющих сварочные работы. Их профессиональные компетенции понятны и должны включать надлежащие теоретические знания и надежные практические навыки. При этом должны быть дифференцированы специальные компетенции сварщиков труб малых диаметров, средних, больших и супербольших диаметров. Следует выделять специальные компетенции сварщиков фитингов, которые должны обладать самой высокой квалификацией.

Сварщики второго уровня организуют технологический процесс сварки и в число их профессиональных компетенций должны глубокие научнообоснованные теоретические знания и твердые знания норм.

Компетенции сварщиков третьего уровня

(технологов) включают готовность разрабатывать и актуализировать нормативы сварки применительно к конкретным техническим ситуациям. Функция технологов по разработке спецификаций, предусматриваемых международными нормами по сварке или традиционных для России технологических инструкций и проектов производства работ, особенно важна в связи с несовершенством действующих Российских норм [7].

Четвертый уровень присваивается специалистам (экспертам) которые имеют научные интересы в области сварки, проводят научноисследовательские работы и технологические разра-

ботки по сварке. Сварщики четвертого уровня получают обоснованное право заниматься образовательной деятельностью.

За рамками этой классификации остались контролеры - специалисты в значительной мере определяющие качественные показатели сварки. Их профессиональные компетенции включают исчерпывающие знания в области норм и практические навыки в реализации контрольных процедур.

Рассмотрим некоторые типичные заблуждения.

1. Достаточно показать сварщику как работает сварочная машина.

Некоторые дилеры сварочного оборудования охотно поддерживают эту версию. При этом сварщик получает документ фирмы, призванный заменить свидетельство о профессиональном образовании.

Замена неравноценная!

Преимущества машин с высокой степенью автоматизации технически не обосновано и опрометчиво поддерживается рядом Российских норм.

В ряде документов, например [2-4], введены положения, отличающие контроль сварных соединений на машинах с «высокой степенью автоматизации» по сравнению с машинами, отнесенными к «низкой степени автоматизации». Между тем основной признак, определяющий «высокую степень автоматизации», как его определяют в документах по аттестации, это автоматическое извлечение нагревателя. Автоматизация процесса сварки, безусловно, эффективна для цеховых сварочных машин при изготовлении фитингов в заводских условиях. Вместе с тем специалистам хорошо известно, что влияние «высокой степени автоматизации» на качество сварных соединений и производительность процесса сварки в благоприятных полевых условиях ничтожно. Следует добавить, что независимо от степени автоматизации весьма ответственная стадия подготовки труб и фитингов к сварке не автоматизирована и ее результаты контролируется только сварщиком.

При сварке в неблагоприятных условиях брак в сварных соединениях, полученных при сварке на машинах с «высокой степенью автоматизации» многократно превышает число некондиционных стыков машин с ручным управлением. К неблагоприятным

условиям, прежде всего, относятся низкие температуры воздуха, большие перепады температур в течение рабочей смены, а также сварка в неудобных позициях, например при релайнинге, ремонте и протягивании труб в футляры, горизонтально - направленном бурении. В таких условиях сварщики просто вынуждены отказываться от машин с «высокой степенью автоматизации».

По информации западно-европейских специалистов высокоавтоматизированные машины занимают небольшой сектор в массе сварочной техники, причем для их обслуживания привлекают сварщиков и специалистов наиболее высокой квалификации.

Международный стандарт ИСО 12176-1 [5] подтверждает, что оборудование для сварки встык может иметь различные конфигурации, от системы механического привода и гидравлической система с ручным насосом; до автоматической машины.

Те же соображения справедливы в отношении электродиффузионной сварки, причем при сварке самых больших фитингов требуется, пожалуй, более высокая квалификация, чем при сварке нагретым инструментом.

3. Достаточно иметь одну программу сварки для каждой градации полиэтилена, (например ПЭ 100) в памяти блока автоматизации сварочной машины и любой сварщик запустит программу.

Выше отмечалась проблема сварки в неблагоприятных погодных условиях. Разумеется, погодные факторы должны учитываться путем варьирования основных параметров сварки в широких пределах, существенно превышающих допуски, обычные для мягкого климата. Возможно, более важным поводом оптимизации основных параметров сварки является стремительное расширение ассортимента марок ПЭ трубного назначения. Изучение связи макромолекулярной структуры ПЭ и режимов сварки является актуальной перспективной задачей исследований в области технологии применения ПЭ труб, но ясно, что сравнительно легко текучие марки ПЭ и высоковязкие «слабостекающие» марки, обладающие высокой упругостью расплава, следует сваривать по-разному. Следует добавить, что меж-

дународные нормы нацеливают на варьирование не только основных параметров сварки, но и рекомендуют существенно различающиеся процедуры сварки [6].

Детальные сведения об общих, профессиональных и специальных компетенциях являются ноу-хау образовательных структур, как и многие другие учебно-методические разработки и инновации [В]. Мы постоянно пополняем банк научно -исследовательских данных в области сварки полимеров [9] и образовательных технологий.

К числу новых данных, полученных в 2011 году, относятся результаты опытно - промышленных работ по сварке толстостенных полипропиленовых труб 0 500х45мм и опыт сварки суперболь-ших монолитных полиэтиленовых труб, производство которых начато в России летом 2011г.

Литература

1. К. Моул. Закупки оборудования. Наперегонки ко дну. //Полимерные трубы. №4 (34). 2011. С.36-42

2. СТО 45167708-01-2007 проектирование и строительство полиэтиленовых газопроводов давлением до 1,2 МПа и реконструкция изношенных газопроводов. Москва. 2007. ЗАО «ПОЛИМЕРГАЗ».

3. СНиП 42-01-2002 Газораспределительные системы

4. СП 42-103-2003 Проектирование и строительство газопроводов из полиэтиленовых труб и реконструкция изношенных газопроводов.

5. ISO 12176-1:2006 Plastics pipes and fittings - Equipment for fusion jointing polyethylene systems - Part 1: Butt fusion

6. ISO 21307:2011 Plastics pipes and fittings — Butt fusion jointing procedures for polyethylene (PE) pipes and fittings used in the construction of gas and water distribution sys-tems/

7. Кимельблат В.И. Волков И.В.Проблемы нормативнотехнической документации на контактную сварку полимерных труб втык. Сварка и диагностика №1 2011.-с.58-61

В. Кимельблат В.И. Роль и место обучения кадров в технологическом процессе применения полимерных труб. Полимерные трубы.-№4 (22). - 200В - С. 70-7В.

9. Волков И.В., Глухов В.В., Камалов А.Б, Кимельблат В.И. Связь показателей свариваемости ПЭ 100 и его макромолекулярной структуры // Вестник Казан. тех-нол. ун-та. - 2010.- № 10- С 600-602.

© В. И. Кимельблат - д-р техн. наук, проф. каф. химии и технологии переработки эластомеров КНИТУ; О. В. Стоянов - д-р техн. наук, проф., зав. каф. технологии пластических масс КНИТУ, stoyanov@mi.ru; И. В. Волков - канд. техн. наук, доц. каф. химии и технологии переработки эластомеров КНИТУ.