Хотя геомембраны HDPE являются отраслевым стандартом жесткости, многие проекты требуют большей гибкости для адаптации к осадкам или сложной геометрии. В этом отношении превосходит LLDPE, но его уникальные свойства могут привести к неудачным сварным швам, если вы используете методы HDPE. Растянутая панель или перегретый шов могут легко поставить под угрозу всю вашу систему защиты.

Это полное руководство посвящено сварке и установке геомембран из ЛПЭНП. Мы рассмотрим его уникальное поведение при сварке по сравнению с HDPE, подробно расскажем о правильном оборудовании и параметрах, а также дадим практические советы по устранению неполадок. Это даст вашей команде знания, необходимые для обеспечения прочной, долговечной и герметичной установки футеровки из LLDPE.

Чтобы освоить установку LLDPE, мы должны сначала понять, что принципиально отличает его от более жесткого аналога HDPE.

Линейный полиэтилен низкой плотности (LLDPE) разработан для применений, требующих повышенной гибкости и удлинения. В отличие от высококристаллической структуры ПЭВП, ЛПЭНП имеет более аморфную молекулярную структуру с более короткими полимерными цепями. Это дает ему меньшую плотность и несколько ключевых преимуществ:

• Превосходная гибкость: LLDPE может легко приспосабливаться к неровностям земляного полотна, острым углам и дифференциальной осадке, не создавая при этом точек высокого напряжения. Это делает его идеальным для покрытия свалок, вторичных защитных насыпей и прудов неправильной формы.
• Более высокое удлинение: Он может растягиваться значительно больше, чем полиэтилен высокой плотности, прежде чем сломаться, обеспечивая лучшую устойчивость к нагрузкам, вызванным движением грунта.
• Превосходная стойкость к многоосному растрескиванию под напряжением: Его способность изгибаться в нескольких направлениях делает его очень прочным в динамических условиях.
• Хорошая устойчивость к проколу: Хотя он и не такой твердый, как HDPE, его мягкость позволяет ему деформироваться вокруг прокалываемого объекта, часто обеспечивая лучшую стойкость к проколу в реальных условиях.

Эти свойства делают LLDPE предпочтительным выбором для проектов, где предполагается долгосрочная осадка или где футеровка должна соответствовать сложной, неоднородной форме.

Самая серьезная ошибка, которую может допустить монтажная бригада, — это сварка ЛПЭНП с использованием тех же параметров, что и ПЭВП. Хотя оба они изготовлены из полиэтилена, их поведение при сварке совершенно различно. Понимание этих различий является ключом к достижению успешного шва.

LLDPE has a broader "melting window" чем ПНД. Это означает, что он переходит из твердого состояния в расплавленное в более широком диапазоне температур, что делает его более устойчивым к незначительным колебаниям температуры. Однако в расплавленном состоянии он намного мягче. Это требует тонкого баланса тепла, скорости и давления.

Вот краткое изложение ключевых поведенческих различий:

Сварочные характеристики	Полиэтилен высокой плотности (HDPE)	Линейный полиэтилен низкой плотности (LLDPE)
Твердость материала	Жесткий и жесткий	Мягкий и очень гибкий
Поведение при плавлении	Острая, узкая точка плавления	Более мягкое, более широкое окно плавления
Чувствительность к температуре	Требует высоких и точных температур.	Требует более низких температур; склонен к перегреву
Чувствительность к давлению	Требуется высокое давление ролика для плавления	Требуется более низкое, тщательно контролируемое давление.
Материальный поток	Less prone to "squeezing out" по шву	Легко выдавливается, если давление слишком высокое
Умение обращаться	Сохраняет форму во время развертывания	Может растягиваться, если потянуть, что приводит к образованию морщин

В конечном счете, успешная сварка LLDPE означает использование более низких температур и меньшего давления по сравнению с HDPE, при этом тщательно обрабатывая материал, чтобы предотвратить растяжение и образование складок на швах.

3. Рекомендуемое сварочное оборудование и настройка для футеровок из ЛПЭНП.

Оборудование для сварки ЛПВД аналогично оборудованию для сварки ПНД, но важны настройка и выбор конкретных моделей. Эксплуатировать данное оборудование должны только монтажники с документально подтвержденным опытом (мы рекомендуем установку LLDPE на площади не менее 500 000 кв. футов).

• Сварочные аппараты с горячим клином: Для LLDPE, особенно более тонких сортов, сварщики с резиновыми или силиконовыми прижимными роликами часто предпочтительнее стальных роликов, чтобы предотвратить чрезмерное сдавливание расплавленного материала. Машина должна иметь точные регуляторы температуры и скорости.
• Экструзионные сварщики: Для ремонта и детальных работ используется стандартный ручной экструзионный сварочный аппарат. Крайне важно использовать сварочный стержень из ЛПЭНП, который химически совместим с укладываемой геомембраной.
• Горячие пневматические пистолеты: Используется для временного закрепления и мелкого детального ремонта.
• Испытательное оборудование: Для контроля качества необходимы полевой тензиометр, комплект для проверки давления воздуха и вакуумная камера.

Перед началом производственной сварки все оборудование должно быть должным образом откалибровано и проверено пробными сварными швами.

4. Предсварочная подготовка: очистка поверхности, выравнивание и контроль нахлеста.

Правильная подготовка – основа хорошей сварки. Хотя основные принципы одинаковы для всех геомембран, гибкость LLDPE требует особого внимания к выравниванию.

Во-первых, земляное полотно должно быть гладким, уплотненным и не содержать острых предметов, которые могут повредить покрытие. Футеровка должна плотно прилегать к грунтовому основанию, не перекрывая пустоты.

Для подробного анализа подготовки земляного полотна, установки панелей и крепления этот процесс практически идентичен нашим процедурам с использованием полиэтилена высокой плотности. Пожалуйста, обратитесь к нашему Руководство по установке геомембраны HDPE для получения подробного контрольного списка.

Ключевые этапы подготовки LLDPE:

1. Контроль перекрытия: Обеспечьте минимальное перекрытие 150 мм (6 дюймов) для сварки плавлением и 100 мм (4 дюйма) для экструзионной сварки. Это обеспечивает достаточно материала для сварки и отбора проб для разрушающих испытаний.
2. Очистка: Зона перекрытия должна быть идеально чистой и сухой. Любая влага, пыль или грязь создадут пустоты в сварном шве.
3. Управление морщинами: LLDPE's flexibility can lead to more wrinkles. All wrinkles and "fishmouths" (складки в нахлесте) необходимо устранить перед сваркой. Рыбий рот необходимо разрезать вдоль шва и позже залатать с помощью экструзионной сварки.

5. Оптимизация параметров сварки: настройки температуры, давления и скорости.

Это наиболее важный шаг для успешной сварки LLDPE. Цель состоит в том, чтобы довести материал до оптимального расплавленного состояния, не перегревая и не прилагая такого большого давления, чтобы расплавленный полимер выдавливался из шва. Приведенные ниже параметры являются отправной точкой; Каждый проект требует пробных сварных швов для точной настройки этих параметров с учетом конкретных условий площадки и толщины материала.

Метод сварки	Температурный диапазон (°C)	Диапазон скоростей (м/мин)	Ключевые соображения по поводу LLDPE
Горячий клин-фьюжн	310 – 420	1,0 – 2,0	Начните с нижнего предела температурного диапазона. Более широкое окно плавления ЛПЭНП делает его более щадящим, но его легко повредить при чрезмерном нагревании.
Экструзионная сварка	200 – 260 (Экструдат)	0.2 – 0,5	Поверхность необходимо отшлифовать не более чем за 20 минут до начала сварки. Используйте совместимый сварочный стержень из ЛПЭНП и твердой рукой наложите равномерный шов.

Важный: Сварку нельзя начинать при температуре окружающей среды ниже 5°C или выше 45°C без соблюдения специальных процедур. В холодное время может потребоваться предварительный подогрев зоны шва. В жаркую погоду необходимы более низкие настройки температуры. Дождь, снег или сильный ветер неприемлемы для сварки.

6. Методы экструзии и сварки горячим клином листов LLDPE

В то время как сварка горячим клином используется для основных швов, экструзионная сварка используется для всех деталей, составляющих целостную систему футеровки.

Горячая сварка клином

Процесс прост: машина движется по заранее выровненному перекрытию, нагревая и сжимая материал. При использовании LLDPE основная задача оператора — обеспечить подачу футеровки в машину без складок и следить за признаками перегрева (чрезмерное дымление или выдавленный материал).

Экструзионная сварка

Этот ручной процесс требует больше навыков и используется для заплат, защитных колпачков и Т-образных швов.

1. Подготовка: Свариваемые поверхности слегка шлифуются для удаления окисленного слоя и создания свежей текстурированной поверхности для склеивания. Затем это место очищается от всей пыли.
2. Лавировка: Заплатку или ботинок прикрепляют на место с помощью термофена, чтобы предотвратить их перемещение.
3. Сварка: Оператор укладывает непрерывную полоску расплавленного ЛПЭНП из экструзионного пистолета по краю заплатки. Ключевым моментом является приложение постоянного давления и поддержание постоянной скорости для создания однородного сварного шва без пустот.

7. Методы тестирования качества на месте и критерии приемки

Каждый дюйм сварного шва должен быть проверен. Мы проводим 100% неразрушающий контроль всех швов в полевых условиях, подкрепляемый периодическими разрушающими испытаниями для подтверждения параметров сварного шва.

• Пробные швы: Перед любой производственной сваркой каждый сварочный аппарат и оператор должны выполнить пробный шов (1,5 м при сварке, 3 м при выдавливании). Это делается в начале каждой смены и после любой продолжительной остановки.
• Разрушающий контроль (ДК): Образец пробного сварного шва испытывается на месте с помощью тензиометра на прочность на отслаивание и сдвиг (ASTM D6392). Сварной шов допускается только в том случае, если разрывается сам материал, а не шов. Это явление известно как разрыв пленки (FTB) и подтверждает, что сварной шов прочнее основного листа.
• Неразрушающий контроль (NDT):
  • Испытание на давление воздуха: При двухдорожечных сварных швах воздушный канал находится под давлением для проверки герметичности.
  • Тест вакуумной коробки: На все экструзионные сварные швы и Т-образные швы наносится мыльный раствор и используется вакуумная камера для визуального контроля наличия пузырьков, которые могут указывать на утечку.

Для получения дополнительной информации об испытательном оборудовании и процедурах вы можете обратиться к разделу контроля качества нашего руководства. Руководство по установке ПНД.

8. Распространенные проблемы при сварке ЛПЭНП и практические советы по устранению неполадок.

Из-за своих уникальных свойств ЛПЭНП представляет собой особую проблему. Вот как их решить:

Проблема: "Рыбий рот" (Морщина по шву)

• Причина: Неправильное выравнивание панели или растяжение материала во время развертывания. Гибкость LLDPE делает это более распространенным, чем HDPE.
• Решение: Не приваривайте рыбью пасть. Разрежьте складку ровно вдоль оси шва. После сварки основного шва накройте место разреза отдельной накладкой экструзионной сварки.

Проблема: Чрезмерное выдавливание

• Причина: Сварочное давление слишком велико или слишком высокая температура, что приводит к выталкиванию мягкого расплавленного ЛПЭНП из шва.
• Решение: Уменьшите давление ролика на сварочный аппарат горячим клином или снизьте температуру. Выполните новую пробную сварку, чтобы подтвердить обновленные параметры.

Проблема: недостаточное проваривание (холодная сварка)

• Причина: Слишком низкая температура или слишком высокая скорость движения. Материал не нагрелся достаточно для правильного плавления.
• Решение: Увеличьте температуру и/или уменьшите скорость. Участок с холодным сварным швом необходимо вырезать и повторно заварить или закрыть выпрессованной заплаткой.

9. Рекомендации по обеспечению гибкости и долговечности швов

Помимо технических параметров сварки, успешную установку ЛПЭНП обеспечивает общее управление проектом.

1. Используйте сертифицированных установщиков: Это невозможно переоценить. Работайте только с бригадами, имеющими конкретный документально подтвержденный опыт установки геомембран из ЛПЭНП.
2. Правильное обращение с материалами: Храните рулоны на гладкой поверхности, защищенной от движения и повреждений. Убедитесь, что на всех рулонах имеется соответствующая маркировка с указанием производителя, толщины и номера партии.
3. Тщательная документация: Ведите ежедневный журнал всей информации: расположение панелей, номера использованных рулонов, идентификатор сварщика для каждого шва, погодные условия и все результаты тестов контроля качества. Эти данные имеют неоценимое значение для утверждения проекта и гарантийного обслуживания.
4. Защитите лайнер: После того как секция сварена и прошла контроль качества, ее следует как можно скорее покрыть защитным слоем грунта или геотекстиля, чтобы защитить ее от воздействия ультрафиолета и случайного повреждения.

Заключение

Геомембрана LLDPE — отличный материал для проектов, требующих гибкости и долговечности, но она не является полной заменой HDPE. Его уникальные сварочные характеристики требуют более низких температур, тщательного контроля давления и квалифицированных операторов, понимающих его поведение. Уважая эти различия, осуществляя строгий контроль качества и следуя конкретным методам, изложенным в этом руководстве, вы можете с уверенностью создавать долговечные и высокоэффективные системы изоляции из ЛПЭНП.