Надёжность сварных соединений геомембран — ключевой фактор при создании герметичных противофильтрационных экранов в различных областях, включая экологически значимые объекты и другие инженерные конструкции. Несмотря на широкое распространение методов неразрушающего контроля, традиционная практика отбора образцов на разрушающие испытания с фиксированным интервалом 150 м (500 футов) продолжает применяться на многих объектах. Стандарт GRI GM29, разработанный Институтом геосинтетиков (Geosynthetic Research Institute, GRI), предлагает гибкую и современную методику, основанную на статистических, технологических и адаптивных подходах, для контроля качества сварных соединений геомембран в полевых условиях.
Область применения и обоснование необходимости методики GM29
GRI GM29 охватывает практические методы контроля целостности как сварных швов, так и самого полотна геомембраны. Он предлагает три взаимодополняющих подхода, каждый из которых может быть реализован в рамках плана контроля качества строительства (CQA, Construction Quality Assurance):
– Подход 1: традиционная схема с разрушающим контролем каждые 150 м с возможностью адаптивного изменения интервала
– Подход 2: использование дополнительных мер (сертифицированные сварщики, автоматические сварочные аппараты и другие средства) для увеличения начального интервала контроля
– Подход 3: полный переход к неразрушающим методам, в частности, к технологии обнаружения утечек с применением электрических методов (ELL, Electrical Leak Location)
Основной посыл стандарта — признание устаревания фиксированного подхода к отбору образцов и внедрение статистических, технологически обоснованных решений.
Методика двойного сварного шва (dual-track hot wedge welding)
На этапе предварительного контроля герметичности используется метод двойного шва с воздушным каналом, испытание которого проводится в соответствии с ASTM D5820 и GRI-GM6. Этот способ позволяет оперативно выявить участки с недостаточной герметичностью без повреждения целостности конструкции.
Разрушающие методы контроля (Подход 1)
Классическая схема предполагает вырезку образца длиной 1 м каждые 150 м. Однако, такая практика имеет несколько существенных недостатков:
– необходимость восстановления целостности полотна путём экструзионной сварки (вторичный шов уступает по качеству основному);
– снижение прочности в зоне вварки заплат;
– высокий уровень субъективности при вакуум-контроле восстановленных участков.
Для повышения эффективности контроля предложены два статистических метода:
– Метод атрибутивной оценки (GRI-GM14) — определение частоты выборок на основе числа допущенных отказов;
– Метод контрольных графиков (GRI-GM20) — оперативное изменение интервалов на основе анализа отказов в реальном времени.
Повышенные стандарты качества и автоматизация (Подход 2)
Подход 2 ориентирован на повышение доверия к сварным швам за счет следующих факторов:
– Сертификация монтажных бригад (IAGI, International Association of Geosynthetic Installers) — снижение уровня отказов до 2 % по данным ассоциации;
– Использование геомембран с защитной лентой по краям — сохранение чистоты и сухости сварной зоны;
– Применение автоматических сварочных установок — саморегулировка температуры, давления и скорости сварки с возможностью хранения параметров сварки в onboard-журнале;
– Дополнительные методы неразрушающего контроля (ультразвуковой и инфракрасный) — оценка качества сварного шва в режиме реального времени.
Рекомендуемый стартовый интервал разрушающего контроля — 300 м (1000 футов), с последующим возможным увеличением или уменьшением.
Электрические методы выявления дефектов (Подход 3)
Наиболее перспективным направлением, по мнению разработчиков стандарта, является метод электрического обнаружения утечек (ELL, Electrical Leak Location). В отличие от разрушающих методов, ELL позволяет контролировать не только швы, но и основное полотно геомембраны, что критически важно, учитывая статистику отказов:
По результатам 300 проектов¹ 71 % дефектов приходилось на основное полотно, а не на сварные соединения.
Метод ELL может применяться как до, так и после обратной засыпки, и классифицируется по нескольким типам: мокрый, с применением токопроводящего слоя, искровой и другие. Методика стандартизирована в ASTM D6747 и смежных документах.
¹ Nosko V., Touze-Foltz N. (2000). Lessons learnt from liner leak location surveys. Proceedings of the Second European Geosynthetics Conference, Bologna, Italy.
Заключение
GRI GM29 представляет собой современную, комплексную и адаптивную методику оценки герметичности геомембран в полевых условиях. Введение в практику гибких интервалов разрушающего контроля, использование статистических методов, автоматизация сварки и применение электрических методов выявления дефектов позволяют достичь высокого уровня надежности при оптимизации затрат на контроль.
С учетом тенденций отрасли и реальной статистики повреждений, именно третий подход (ELL) представляется наиболее перспективным с точки зрения дальнейшего развития стандартов CQA/CQC (Construction Quality Assurance / Construction Quality Control — обеспечение и контроль качества строительства) для полимерных геомембран.
Подробнее о стандартах и методах испытаний геосинтетических материалов читайте на сайте: geosynthetic-institute.org