1

KONTROLA KVALITETA ZAVARIVANJA NA DIJELU REGIONALNOG VODOVODA SISTEMA CRNOGORSKO PRIMORJE

– PODVODNA DIONICA NA SKADARSKOM JEZERU

QUALITY CONTROL OF WELDING PROCESS ON THE REGIONAL WATER SUPPLY SYSTEM MONTENEGRIN COASTLINE –

UNDERWATER SECTION OF THE SKADAR LAKE

ŠPIRO IVOŠEVIĆ, UNIVERZITET CRNE GORE, FAKULTET ZA POMORSTVO,

KOTOR, DOBROTA, CRNA GORA, NIKOLA IVOŠEVIĆ,

„INVAR–IVOŠEVIĆ“, D.O.O., RADOVIĆI, TIVAT, CRNA GORA

Ovaj rad se bavi kontrolom kvaliteta zavarivačkih radova, izvedenih nad dionicom regionalnog vodovoda crnogorskog primorja. Složenost i specifičnost ove dionice koja prolazi kroz vodu, odnosno Skadarsko jezero, kao i tehnološki postupak zavarivanja,

zahtijevali su posebnu kontrolu svih postupaka u ovom procesu. U tom smislu je u radu prezentiran postupak svih pripremnih i završnih radnji na zavarivanju cijevi na kopnu i na vodi, kao i svih kontrolnih postupaka u cilju obezbjeđivanja zahtijevanog nivoa kvaliteta.

Ključne reči: cijevi; zavarivanje; kontrola; kvalitet

This paper deals with the quality control of the welding process carried out over the specific

section of regional water supply system for Montenegrin coastline. Both complexity and specificity of this section passing through the lake water, precisely the water of the Skadar

Lake as well as the technological welding process, required a special control of all the activities within this process. In that sense, this paper presents the procedure of all the

preparatory and final activities regarding the welding process of the pipes, both on the land and in the lake, as well as of all the control procedures with the aim to provide the required

quality level.

Key words: aims; welding; control, quality

1. UVOD Zavarivanje cjevovoda je samo jedna od metoda koja se može primijeniti u cilju obezbjeđivanja transporta fluida duž cijevovoda. Ovaj metod je dugo vremena bio najprihvatljiviji i najekonomičniji, dok se nisu pojavile druge metode i postupci koji obezbjeđuju neke druge karakteristike koje ih preporučuju.

Ipak, u nekim slučajevima, zavarivanje cjevovoda je ostalo i dalje najprikladnija i najefikasnija metoda spajanja cjevovoda manjih ali i većih dužina. Odabir adekvatne tehnologije, materijala i postupka zavarivanja često može preporučiti ovu metodu kao najprihvatljiviju.

Snadbijevanje crnogorskog primorja vodom je jedan od najznačajnijih projekata koji se u Crnoj Gori realizuje tokom proteklih godina. Dugogodišnja zamisao da se voda iz Skadarskog jezera distribuira ka crnogorskom primorju postoji već više od 30 godina, i sada je došla u finalnu fazu koja bi trebalo da se realizuje prije ljeta 2010. godine. Dio regionalnog

2

vodovoda duž dijela obale crnogorskog primorja je bio završen još 1986. godine, a kontinentalni dio od izvorišta Dobre sestre, ka obali crnogorskog primorja je započet prije par godina. Polaganje cjevovoda duž obale, kroz tunel Sozina, koji je povezao zaleđe kontinentalnog dijela sa crnogorskim primorjem, predstavljao je manje zahtjevnu fazu u odnosu na onu koja je obuhvatala postavljanje cjevovoda kroz Skadarsko jezero.

Ova najzahtjevnija faza sastoji se od postavljanju dva cjevovoda Ф 800 i Ф 700 po dnu Skadarskog jezera u dužini od 6 880 m i u finalnoj je fazi realizacije. Predmet ovog rada će biti kontrola kvaliteta dijela cijevovoda Ф 800 koja je u fazi realizacije i čija se realizacija očekuje tokom juna 2010. godine.

U tom smislu, u ovom radu će se analizirati postupak spajanja i postavljanja cjevovoda, kao i kontrola kvaliteta izvedenih zavarivačkih radova. Specifičnost, složenost, zahtjevni uslovi rada na jezeru, su samo dio faktora koji su uticali na izvođenje zavarivačkih radova, a to su ujedno i bili ključni elementi kontrole u cilju obezbjeđivanje zahtijevanog kvaliteta.

2. OSNOVNI MATERIJAL Kao što je poznato, svaki zavareni spoj se sastoji iz osnovnog i dopunskog materijala. Osnovni materijal su cijevi koje predstavljaju dio budućeg cjevovoda na dionici crnogorskog primorja, a dodatni materijal predstavljaju elektrode kojima se vrši zavarivanje cijevi.

Osnovni i dodatni materijal je detaljno opisan u „Tehnologiji zavarivanja čeličnog cijevovoda regionalnog vodovoda Crnogorsko primorje“ i ovdje će biti elaboriran u obimu neophodnom za praćenje postupka kontrole procesa zavarivanja na vodi [1].

a) Osnovni materijal Projektant je odredio da se u cijevovod ugrade čelične cijevi kvaliteta S235JR po EN

10025 ili Č 0361 po JUS C B5 051. Cijevi su spiralno zavarene i u standardu EN 10 210 (DIN 2458 ) su sljedećih dimenzija:

- spoljni prečnik cijevi 812,8 (mm); - debljina zida cijevi 6,3 (mm); - masa cijevi 141 (kg/m).

Cijevi su zaštićene epoksidnim premazom sa unutrašnje strane debljine 260μm, a spolja su zaštićene polietilenom debljine 3,5 mm [1].

b) Dodatni materijal Imajući u vidu da se čelične cijevi za izradu cijevovoda montiraju na otvorenom

prostoru, izbor postupka zavarivanja sveo se na elektrolučno zavarivanje obloženim elektrodama.

Prema kriterijumu izbora tehnologije zavarivanja niskougljičnih konstrukcionih čelika izabran je REL – postupak sa celuloznom oblogom, koreni var i popuna ELVACO 50 CM0 Ф3,25 I Ф 4 mm i završni var bazičnom oblogom EVB - 50 Ф2,5 i Ф3,25 mm.

Napominjemo da detaljna analiza odabrane tehnologije nije predmet ovog rada, već problematika praćenja kontrole spajanja cijevi na kopnu i u vodi. 3. PREDMET RADA Predmet ovog rada je kontrola zavarivanja cijevi u sklopu dijela cijevovoda koji prolazi kroz Skadarsko jezero. U radu će se razmatrati samo dio cijevovoda od Ф 800, koji je bio predmet kontrole i čija je realizacija u toku.

Način spajanja cijevi i redosljed spajanja na vodi je izveden na nekonvencionalan način. Do sada, je u literaturi prezentovano polaganje cijevi u jezerima i morima uglavnom korišćenjem sučeonog spajanja na vodi ili brodu i spuštanjem na morsko ili jezersko dno, sa postavljanjem utega na istim.

3

Zavarivanje kolona cijevi u sklopu cjevovoda izvodilo se na kopnu i na vodi na način koji je niže elaboriran. 2.1. Zavarivanje na kopnu

Zavarivanje na kopnu se izvodilo na prethodno pripremljenom poligonu u blizini jezera. Na ovako pripremljenom poligonu je vršena priprema i spajanje cijevi u kolone dužine 96 m, kako je to prikazano na slici 1.

Slika 1. Poligon za zavarivanje kolona cijevi dužine 96 m

Cijevi Ф 812,8 x 6,3 dužine 12 m spajane su na poligonu sa slike 1. Spajanje cijevi izvedeno je prema šemi sa slike 2, na način što je 8 cijevi dužine po 12 m spajano u kolonu cijevi ukupne dužine od 96m, slika 2c.

1A)1B)1C) 5

33 7

222 6

44 8

Slika 2. Kolone cijevovoda koje su spajane na poligonu i obložene betonom, a) spajanje dvije cijevi, b) spajanje dvije duple cijevi 1 i 2, odnosno 3 i 4 (četiri cijevi) i c) spajanje 8 cijevi

Nakon zavarivanja kolone cijevi izvršeno je blindiranje kolona na njenim krajevima u

cilju obezbjeđivanja vodonepropusnosti kolone, kako je to prikazano na slici 3a. Na taj način je na veoma jednostavan i lak način obezbijeđena nepropusnost kolona,

koje su potom oblagane armiranim betonom (debljina sloja 10 cm) kako bi se obezbjedila dovoljna težina koja će cijevovod držati na dnu jezera, bez bojazni da bi mogle isplutati na površinu jezerske vode (Slika 3b).

a)

b)

Slika 3. Kolona cijevi dužine 96 m, a) blindiranje na kraju kolone, b) oblaganje kolone cijevi betonom

Ovako blindirane kolone su potom vezivane za praznu burad i spuštane u jezero, pri čemu su burad omogućavale plutanje kolona na površini jezerske vode (Slika 4). Kolone cijevi u plutajućem stanju su bile veoma pogodne za transport, i pomoću čamaca su odvlačene

4

do mjesta na kojima je bilo potrebno izvršiti njihovo spajanje u okviru dijela cijevovoda. One su u plutajućem stanju obezbjeđivale mogućnost varenja kolona na vodi, o čemu će kasnije biti riječi.

Slika 4. Kolona cijevi povezana sa buradima

2.2. Zavarivanje na vodi Spajanje kolona cijevi formiranih na ranije opisan način, izvodilo se njihovim zavarivanjem na površini jezerske vode u specijalno izrađenoj komori – splavu iz dva dijela, slika 5.

Slika 5. Splav za spajanje kolona cijevi na vodi

Ovo spajanje je bilo vrlo otežano obzirom na brojne faktore koji su pratili spajanje dvije linije dužine po 96m i težine po 80 t. Nemirna površina jezera, atmosferske prilike, centriranje linija po dužini, visini i bočno, te razmak od 0 do 2m u komori za spajanje unutar platforme, svakako su bili ključni otežavajući faktori u procesu spajanja kolona cijevi.

Zbog složenosti postupka zavarivnaja, a uzimajući u obzir brojne otežavajuće faktore, u cilju ostvarivanja zahtijevanog kvaliteta bilo je potrebno obezbijediti odgovarajuće ljudske i materijalne resurse, koje ćemo predstaviti u nastavku rada.

a) Izvršioci zavarivanja Za vrijeme spajanja kolona cijevi na vodi potrebno je bilo obezbijediti sljedeće ljudske

resurse:

5

- dva opremljena ronioca za hvatanje čela kolone u komori iz dva dijela, - dva operatera za opsluživanje ronilaca i centriranje kolona sa čamcem, - dva zavarivača sa atestom svih pozicija, - rukovodioc zavarivačkih radova, - dva montera i brusača za rad sa centralizerom, - operater radiografske kontrole, smješten u posebnom prostoru dovoljno udaljenom

od zavarenog spoja koji se kontroliše, a sa koga daje komande uređaju – izotopu IR 192 za prozračivanje zavarenog spoja.

Ovako veliki broj osoba bio je uključen u sklopu realizacije svakog spoja kolona cijevi na dijelu cjevovoda kroz vodu, po dinamici koja predviđa jedan do dva zavarena spoja u toku jednog radnog dana.

b) Oprema na komori Postupak zavarivanja na vodi zahtijevao je formiranje jedne posebne komore koja je trebala da obezbijedi uslove za nesmetan postupak zavarivanja kolona cijevi. U tom smislu je napravljena komora koja je morala obezbijediti smještaj sljedeće opreme:

1. čekrk (dizalica) za podizanje krajeva cijevi, 2. agregat za proizvodnju struje sa ugrađenim aparatom za zavarivanje (generator

jednofazne struje), 3. aparat za zavarivanje (ispravljač), 4. garniture boca kiseonika i acetilena sa regulatorima pritiska, cijevima i gorionicima, 5. peć za sušenje elektroda i elektrode, 6. prenosni sušač, 7. centralizer za podešavanje cijevi sa spoljašnje strane, 8. ručne brusilice i brusne ploče, 9. ručne bušilice, 10. komplet bravarski alat, 11. pumpe za pražnjenje komore, 12. atmosferska zaštita sa svih strana, zahtjevala je postavljanje krova sa zastorima.

c) Tehnološki uslovi za izvođenje zavarivanja Da bi se osigurao kvalitet zavarivanja spojeva kolona cijevi na vodi, bilo je potrebno

obezbijediti sledeće tehničke uslove: 1. Da se prilikom montaže, odnosno spajanja nove kolone (nova kolona cca 96m), na

već spojeni niz kolona cijevi može pomjerati vertikalno (gore-dolje), horizontalno (naprijed-nazad i lijevo-desno) sa po dva čekrka od po 5t. Pri tome, već spojeni dio cijevi treba da bude fiksan, tj. da se ne pomjera nekontrolisano.

2. Da se prilikom privarivanja i kasnijeg zavarivanja, onemogući pomjeranje cjevovoda usljed: – prodiranja vode i njenog izbacivanja (brtvljenje na stranama komore sa specijalnom armiranom gumom), – premještanja – kretanja osoblja na platformi, – spoljnih faktora, vjetra, kretanja čamaca i drugih plovila.

3. Da prostor gdje se vrši montaža i zavarivanje – spajanje kolona u kabini bude bez doticaja nove vode, osvijetljen, dovoljne površine i zapremine, kao i zaštićen od vremenskih uticaja kiše i vjetra.

4. Da kolone na krajevima budu ankerisane sa četiri tega težine od po 1,5 t.

6

a)

b)

Slika 6. Pripremne radnje prije zavarivanja kolona na vodi, a) primicanje kolona u komori, b) stezanje kolona centrerom u komori 4. KONTROLA ZAVARIVAČKIH RADOVA U KOMORI

Kotrola zavarivanja sastojala se od nekoliko faza, odnosno od pripremne kontrole, kontrole neposredno prije i tokom zavarivanja, kao i kontrole nakon zavarivanja. U tom smislu su niže pojašnjeni navedeni postupci kontrole. a) Kontrola prije početka zavarivanja Kontrola prije zavarivanja na vodi sprovedena je još na samom početku procesa zavarivanja kolona cijevi na kopnu. Ova kontrola je obuhvatila provjeru svih atesta osnovnog i dodatnog materijala, svjedočanstva zavarivača i ateste za raspoloživu opremu.

b) Kontrola neposredno prije i za vrijeme zavarivanja Posle dovođenja čela kolone cijevi u

komori na rastojanju od 20 cm odobrenje za početak rada na zavarivanju daje rukovodilac zavarivačkih radova, tek nakon što utvrdi da su ispunjeni ranije navedeni tehnološki zahtjevi za spajanje kolona cijevi [1].

Nakon što se brušenjem otkinu čela kolone cijevi vrši se provjera radnji na pripremi krajeva kolona cijevi za zavarivanje „V“ vara, slika 6. Zavarivanje počinje izvođenjem pripoja (neftova). Međutim, iako je centralizer postavljen, kolone nije moguće dovoljno učvrstiti da se svi pripoji postave, već se nekoliko puta proces ponavlja radi dovođenja razmaka između kolona cijevi koje se spajaju od maksimum 2mm.

a) b)

Slika 7. a) loša priprema centriranja, b) dobra priprema centriranja

7

Posebna pažnja je bila posvećena pripremi, odnosno centriranju kolona cijevi, tako da je problem smičnosti bilo najteže eliminisati, slike 7a i 7b.

Redosljed izvođenja zavara izvodi se sa dva zavarivača i to koreni var, popuna i završni sloj, slika 8. Čišćenje prethodno izvedenog zavara (spoja) prije nanošenja sljedećeg bio je najvažniji dio kontrole. Ako čišćenje nije dobro izvršeno i ako predhodni var nije kvalitetno izveden nije se smjelo nastaviti sa daljim postupkom zavarivanja.

a) b)

Slika 8. Zavarivanje kolona na vodi, a) koreni var, b) završni var

c) Kontrola poslije zavarivanja Za ovu vrstu poslova projektant je odlučio primjenu standarda ISO 5817 sa klasom C i

sa obimom vizuelne kontrole od 100% [3]. Vizuelnom kontrolom pregleda se zavareni šav i osnovni metal oko šava, i to najmanje

20 mm sa svake strane šava po cijeloj njegovoj dužini. Pri spoljnje pregledu provjerava se kvalitet površina zavarenih spojeva i pravilnost markiranja zavarenih šavova.

Pregled sa spoljašnje strane se izvodi vizuelno a na sumljivim mjestima koristi se lupa. Vizuelnom kontrolom i geometrijskim mjerenjem utvrđuje se: prekomjerni rastopljeni

metal, nezavareni krateri, zarezi, spoljne pukotine u šavu i razlijevanje istopljenog materijala.

a)

b)

Slika 9. Radiografska kontrola a) snimanje IR -192, zavarenih spojeva na kopnu, b) pregled snimaka zavarenih spojeva

Radiografska kontrola zavarenih spojeva obuhvatila je 100% zavarenog spoja.

Radiografsko snimanje izotopom IR-192, slika 9a, imalo je za cilj otkrivanje unutrašnjih grešaka koje se nijesu mogle uočiti vizuelnom metodom. Ispitivanjem zavarenih spojeva bez razaranja, koristeći iluminator sa slike 9b, utvrdile su se unutrašnje greške šavova i to:

- neprovjereni djelovi otvora žljeba, - gasne pore, - uključci troske,

8

- pukotine u šavu i ZUT-u, - rastapanje stranica žljeba [2].

Treba istaći da su se panoramski snimili svi spojevi cijevi sa kopna, izuzev onih u komori gdje su tri filma 5x48 snimljena sa jedne, a tri filma sa druge strane kolone cijevi.

Od ukupno planiranih 112 spojeva na vodi, do dana koncipiranja ovog rada izvršena je kontrola 48 spojeva (jedan spoj je rađen za jedan dan). Rezultati radiografskog snimanja su bili zadovoljavajući i od 48 spojeva uočeno je svega 8 grešaka. Ove greške su uočene u početku kontrolnog procesa i kako je proces zavarivanja odmicao, zavareni spojevi su bili kvalitetniji. Od osam uočenih nedozvoljenih grešaka dvije greške su bile zbog neprovarenog korijena (402), dvije greške zbog šupljina usljed skupljanja u korijenu (515) i četiri greške zbog uključenja gasnih para (2011, 2012 i 2017) [3]. 5. ZAKLJUČAK

Ovaj rad ima za cilj da se sagledaju poteškoće u realizaciji spajanja betonom obloženih cijevi na vodi zavarivanjem. Cilj je bio da se sagledaju svi ključni faktori i kontrolne radnje koje utiču na proces prije, tokom i nakon zavarivanja, a sve u cilju ispunjenja zahtjevanog kriterijuma prihvatljivosti.

Takođe, razmotrene su i greške u zavarenim spojevima, a njihova analiza na kraju spajanja čitavog cjevovoda bi mogla biti predmet istraživanja daljih analiza. Autorima ovog rada nije bio cilj razrada tehnologije zavarivanja, već sagledavanje kontrolnih postupaka jednog kompleksnog tehnološkog procesa zavarivanja koji se rijetko može naći u stručnoj literaturi. LITERATURA: [1] JU Institut za razvoj i istraživanja u oblasti zaštite na radu Podgorica, Tehnologija zavarivanja čeličnog cijevovoda Regionalnog vodovoda Crnogorsko primorje, Podgorica, Decembar, 2008. [2] I. Aničin, A. Fertilio, i ostali, Radiografija, Institut za nuklearne nauke „Boris Kidrič“-, Vinča, Beograd, 1988. [3] Zbirka standarda, Obezbjeđenje kvaliteta u zavarivanju, Savezni zavod za standardizaciju, Beograd, 1996.