ПУБЛИКАЦИИ

7 ноября 2016

Бизнес-профиль компании – сварка полиэтиленовых геомембран

Посмотреть статью в PDF

В 1995-1996 гг. ГИДРОКОР стоял у истоков зарождения российского рынка применения полиэтиленовых геомембран в качестве технологии устройства противофильтрационных экранов гидротехнических сооружений на объектах захоронения и размещения ТКО и ПО, включая опасные отходы.

Геомембраны – рулонные полимерные изолирующие материалы (листы), используемые в геотехнике и инжиниринге окружающей среды и предназначенные для решения задач экологической и гидроизоляционной защиты конструкций, сооружений и объектов в целом. Изготавливаются из полиэтилена высокой (HDPE) и низкой (LDPE) плотности размерами до 200 м в длину и до 10 м в ширину, толщиной 1,0-3,0 мм.

Именно геомембраны HDPE и LDPE (в отличие от мембран из полипропилена (РР), поли­винилхлорида (PVC) и других) стали не­отъемлемой частью всех международ­ных стандартов, обязательных при со­оружении противофильтрационных экра­нов полигонов захоронения отходов про­изводства и потребления.

Водонепроницаемость геомембра­ны обусловлена структурой полиме­ра и его физическими свойствами, т.е. при контакте с жидкостями речь может идти только о диффузии на молекуляр­ном уровне. А учитывая высокую эла­стичность, прочность в широком диапа­зоне температур, стойкость к ультрафи­олетовому излучению, морозостойкость и химическую стойкость к различным по составу и концентрации жидким сре­дам, применение геомембран обеспечи­вает создание надежных и долговечных конструкций.

Геомембраны, выпускаемые в соответ­ствии с международными стандартами GRI GM13 и GRI GM17, разработанными Международным институтом геосинте­тики (Geosynthetics Research Institute, США) и стандартом качества ISO 9001, могут иметь примерно 1-2 маленьких отверстия на 10 000 м2 вследствие дефек­та производства. Причем размер таких отверстий обычно не превышает тол­щины геомембраны. Поэтому опреде­ляющим фактором, который гаранти­рует максимальную надежность противофильтрационного экрана, являет­ся качество монтажа, т.е. качество свар­ки отдельных полотнищ геомембра­ны в сплошной нефильтрующий экран.

Соединение полотнищ полимерных материалов между собой производится термоконтактным (рис. 1) или экструзи­онным способом (рис. 2).

Контактная сварка осуществляется нагретым клином, установленным на са­моходном узле. Клин нагревает полотни­ща в месте их контакта выше точки плав­ления полимера. Прижимные ролики создают требуемое сварочное давление. Происходит процесс диффузии молекул полимера в зоне контакта, и формирует­ся двойной сварной шов с каналом для испытания его герметичности.

При экструзионной сварке расплав­ленный полимер под давлением пода­ется в зону соединения полотнищ. Сва­риваемые поверхности переходят в вяз­котекучее состояние, сварка происхо­дит за счет давления расплава. В каче­стве присадочного материала использу­ется полимерный пруток из материала, идентичного свариваемому. Экструзи­онная сварка удобна для сложных и не­крупных геометрических конструкций, в труднодоступных местах.

Процесс сварки полимеров может про­исходить только при определенных усло­виях:

  • температура сварки должна дости­гать температуры вязкотекучего состо­яния, но быть не более температуры деструкции свариваемого материала;
  • свариваемые поверхности должны находиться в плотном контакте друг с другом;
  • оптимальное время сварки – время выдержки при заданной температуре и давлении, время охлаждения.

Снижение температуры сварки не мо­жет обеспечить стабильного качества шва, т. к. при этом не обеспечивается достаточ­ная подвижность макромолекул, и поэто­му в шве могут появиться многие дефек­ты: непровары, поры и др. Кроме того, при сварке ниже температуры плавления материала деформации полимеров обра­тимы, а отсюда - прочность соединения со временем может понизиться.

Технология сварки обязательно пред­усматривает пооперационный контроль качества монтажа, включая входной кон­троль каждого рулона геомембраны и за­канчивая проведением инструменталь­ных тестов и паспортизацией сварных швов, что полностью исключает воз­никновение дефектов в местах соедине­ния отдельных полотнищ геомембра­ны в сплошной экран. Основными тре­бованиями к сварочному шву являются прочность и герметичность. Прочность сварного шва не должна быть ниже 80% прочности основного свариваемого мате­риала. Контроль качества сварных швов может осуществляться не только разру­шающим методом – проверка прочности шва (рис. 3), но и неразрушающими спо­собами: проверка герметичности шва производится путем подачи избыточно­го давления воздуха в проверочный ка­нал, образованный при контактной сварке (рис. 4); качество экструзионного свар­ного шва проверяется электроискровым методом или вакуумной рамкой.

В соответствии с требованиями РД 03-615-03 «Порядок применения сва­рочных технологий при изготовлении, монтаже, ремонте и реконструкции тех­нических устройств для опасных произ­водственных объектов» должна осущест­вляться аттестация технологии сварки геомембраны, подтверждающая подго­товку и опыт монтажной организации. Противофильтрационный экран любого сооружения является важной строитель­ной конструкцией, а большинство при­родоохранных объектов с экранами от­носятся к категории особо опасных.

Источник: Информационно-консультативное издание по вопросам промышленной безопасности «ТехНадзор» (www.tnadzor.ru) – ноябрь 2016 г.