LQS — повышение качества в геопроектах

Автор: Эдди Вайзер, технический специалист по продажам, Leister (Швейцария).

Как узнать, в каком случае система LQS способна помочь

Чтобы узнать, как система LQS может вам помочь, сначала нужно понять, что вся сварка пластика представляет собой комбинацию трех параметров.

1. Тепло/энергия
2. Скорость/время
3. Давление

Но этих знаний недостаточно. Каждый материал имеет собственное сварочное окно. Эти сварочные окна индивидуальны для каждого типа материала и комбинации сварочных аппаратов. Значения можно предварительно определить, выполнив пробную сварку. Она позволяет определить сварочное окно свариваемых материалов.

В таком случае, важно убедиться в том, что сварщики придерживаются этих параметров.

Система LQS позволяет непрерывно документировать и записывать эти три критических параметра сварки. Это гарантирует, что параметры сварки, использованные в ходе пробной сварки, будут поддерживаться на протяжении всего проекта.

В Германии эта технология используется уже много лет, и документально подтверждено, что качество сварки в таких проектах соответствует самым строгим мировым стандартам.
Другие отрасли промышленности, такие как авиационная, автомобильная или фармацевтическая, показали, что с помощью достоверной и качественной документации можно узнать многое о том, что было сделано в прошлом и что можно улучшить в будущем.

Так почему же эта технология не является стандартной в индустрии геомембран?

Используя такую ​​технологию, мы только улучшим качество проектов в будущем. Чтобы лучше понять, почему это так важно, необходимо более подробно разобраться в процессе сварки. Окно сварки можно проиллюстрировать на следующей схеме, которая поможет понять, как ведут себя различные материалы.

Зачем нужно искать «зону наилучшего восприятия»?

Все очень просто: если материал сваривается в «зоне наилучшего восприятия», его важные свойства сохранятся после сварки.

Рассмотрим подробнее ПЭНД

Каждый видел, как чистый кусок ПЭНД подвергался испытанию на сдвиг (материал не был сварен) в тензиометре. Обычно образец демонстрирует признаки сужения или растяжения, как показано на рисунке 1 ниже. Это свойства материала, которые мы хотим и должны обеспечить для долгосрочной герметизации.

Но когда мы проводим испытания, то свариваем образцы в тесте на отслаивание (2 шт. сварены вместе) на тензиометре. Часто ли мы увидим сужение, как на рисунке 3? Чаще всего наблюдается явный излом за пределами сварного шва, как на рисунке 2 выше. Технически этот сварной образец соответствовал всем известным нам требованиям, но сужения мы больше не наблюдаем.

Разве не было бы лучше обеспечить соответствие требованиям, при этом сохранив необходимую пластичность материала?

С результатом, как на рисунке 3 выше? Оба сварных шва, показанные на рис. 2 и 3, выполнены в пределах нашего сварочного окна. Но сварка, показанная на рис. 3, была выполнена в зоне наилучшего восприятия. Это позволяет мембране сохранять некоторые очень важные свойства, такие как способность к растяжению. И именно здесь можно найти большое преимущество для записи данных.

Европейский опыт показал, что использование этой технологии может привести к значительному улучшению общего качества сварки. Общепризнанные исследования показали, идеальные швы возможны, и это не просто несбыточная мечта — Müller and Wöhlecke et el (2017).

Производительность важнее качества?

Одна из основных проблем на сегодняшний день — это стремление к превышению производительности в ущерб качеству. Это порождает практику, которая, в свою очередь, приводит к снижению качества сварки. Монтажникам приходится быстрее укладывать материал, чтобы как можно раньше перейти на следующий объект. Это приводит к несоответствию параметров сварки. Еще одна проблема — отсутствие должным образом обученных сварщиков. Это веские причины, по которым мы должны использовать систему записи данных (например, LQS), позволяющую отслеживать и поддерживать согласованность трех параметров сварки. Это, в свою очередь, автоматически повышает качество сварки. LQS помогает поддерживать качество и одновременно повышать эффективность. Предотвращая проблемы с качеством, вы не тратите время на их устранение.

Сварка при максимальных температурах

Другой распространенной проблемой является выполнение сварки при максимально допустимой для аппарата температуре. Это приводит к ухудшению физических свойств свариваемых пластиков. Хорошим примером является рис. 2, на котором видно, что сварной шов все еще соответствует стандартным требованиям, но некоторые важные свойства утрачены. Чаще всего сварные швы выполняются с использованием слишком большого количества тепла. Как правило, такие соединения ломаются рядом со сварным швом. В результате слишком сильного нагрева материал теряет пластичность. В худшем случае через 3–8 лет соединения ломаются рядом с зоной сварного шва, в результате чего мембрана не может выполнять свою основную функцию — герметизации.

Как установить правильные настройки сварочного давления?

Настройка давления многих аппаратов для сварки геомембран — это, мягко говоря, игра в угадайку, но, опять же, это критическая настройка, которая играет гораздо большую роль в качестве сварного шва, чем большинство людей готовы признать. Недостаточное давление приводит к плохому сцеплению материалов. Слишком большое сварочное давление означает, что пластифицированный материал отжимается только для выполнения холодносварного соединения. Холодосварной шов также будет находиться за пределами «зоны наилучшего восприятия» сварочного окна.

Почему же так много аппаратов не способны отображать фактическое сварочное давление?

Машины должны соответствовать определенным стандартам, но требования к пределам допусков, стандартам калибровки или к системам управления с обратной связью для сварщиков до сих пор отсутствуют. Однако машины LQS соответствуют всем вышеперечисленным требованиям. Представьте, если бы не было норм безопасности для автомобилей, движущихся по дорогам общего пользования? Только вообразите себе этот хаос.

Имея систему, отслеживающую идеальные параметры сварки, мы могли бы сделать огромный шаг вперед к обеспечению условий, подходящих для качественной сварки. Такие системы также можно настроить для использования минимальных и максимальных ограничений по трем критическим параметрам. LQS также позволяет постоянно отображать напряжение. Колебания напряжения и качество кабеля также являются основной причиной проблем, когда речь идет об обеспечении стабильной работы сварочного оборудования.

Все это затем создает основу для «эффективного теста на разрушение», который впоследствии можно провести с использованием записанных данных, чтобы установить, когда и где следует проводить испытания. Тогда инспектору или владельцу будет намного легче определить по записанным данным, где могут быть обнаружены потенциальные проблемы. При правильном использовании данная технология может стать фундаментом новой методики выполнения сварочных операций и разрушающего контроля. В некоторых странах инспектор обычно изучает данные сварки, чтобы решить, на основе чего будет проводится разрушающий контроль. Мы твердо убеждены, что нашей целью должно быть улучшение качества сварки. Мы все знаем выражение: «Цепь сильна настолько, насколько сильно её самое слабое звено». На сегодняшний день самое слабое звено — сварка. Почему мы в полной мере не используем доступную технологию, которая способна повысить качество сварки? В перспективе мы также планируем применять другое «эффективное сварочное и испытательное оборудование», например, «умные экструдеры» и «умные тензиометры». Это оборудование также будет записывать и документировать соответствующие параметры для сбора данных и контроля качества и автоматически сопоставлять результаты испытаний с данными сварки, делая документацию еще более полной.