Как провести сварку оцинкованных труб своими руками?

Сварка оцинкованных труб в современных условиях востребована в коммунальном хозяйстве и строительной отрасли. Представленные изделия отличаются надежностью и продолжительностью эксплуатации, а также являются одним из самых дешевых способов установки сетей коммуникаций различных видов. Покрытие из цинка способно защитить металлические элементы от поражения коррозией, что увеличивает срок их эксплуатации. Однако стоит разобраться, приносит ли сварка вред здоровью, разрешена ли она для применения и как она проводится.

С 2021 года запрещена сварка на оцинковке. И чо теперь будет с нашими водопроводами?

С 2021 года запрещена сварка на оцинковке. И чо теперь будет с нашими водопроводами?

Вс сен 02, 2021 11:38 am

4.6 Сварку стальных труб следует проводить любым способом, регламентированным стандартами.

Типы сварных соединений стальных трубопроводов, форма, конструктивные размеры сварного шва должны соответствовать требованиям ГОСТ 16037.

Соединение стальных труб диаметром условного прохода до 25 мм включительно на объекте строительства следует проводить сваркой внахлестку (с раздачей одного конца трубы или безрезьбовой муфтой). Стыковое соединение труб диаметром условного прохода до 25 мм включительно допускается выполнять на заготовительных предприятиях.

При сварке резьбовые поверхности и поверхности зеркала фланцев должны быть защищены от брызг и капель расплавленного металла.

В сварном шве не должно быть трещин, раковин, пор, подрезов, незаваренных кратеров, а также пережогов и подтеков наплавленного металла.

Отверстия в трубах диаметром до 40 мм для приварки патрубков необходимо выполнять, как правило, путем сверления, фрезерования или вырубки на прессе.

Диаметр отверстия должен быть равен внутреннему диаметру патрубка с допускаемыми отклонениями + 1 мм.

Применение сварных соединений трубопроводов из оцинкованной стали не допускается. Способ соединения оцинкованных труб изложен в 5.1.2.

Трубы с оцинкованным покрытием до недавнего времени были основными для создания водопроводных сетей в домах и производственных зданиях. При прокладке трубных разводок в массовом порядке применялась сварка.

Даже в местах, где по условиям монтажа сварное соединение невозможно, перед установкой элемента сети к нему приваривается резьбовой конец для последующего муфтового соединения.

Для увеличения срока службы для водопроводных и газовых сетей применяются трубы с защитным цинковым покрытием. Это не приводит к сложностям в процессе монтажа, но сама по себе сварка оцинкованных труб имеет ряд особенностей, которые необходимо учитывать в процессе сборки.

Для понимая сущности процесса, рассмотрим, что из себя представляют оцинкованные трубы.

СНиП 3.05.04-85 : Монтаж трубопроводов

Общие положения Земляные работы

3.1. При перемещении труб и собранных секций, имеющих антикоррозионные покрытия, следует применять мягкие клещевые захваты, гибкие полотенца и другие средства, исключающие повреждение этих покрытий.

3.2. При раскладке труб, предназначенных для хозяйственно-питьевого водоснабжения, не следует допускать попадания в них поверхностных или сточных вод. Трубы и фасонные части, арматура и готовые узлы перед монтажом должны быть осмотрены и очищены изнутри и снаружи от грязи, снега, льда, масел и посторонних предметов.

3.3. Монтаж трубопроводов должен производиться в соответствии с проектом производства работ и технологическими картами после проверки соответствия проекту размеров траншеи, крепления стенок, отметок дна и при надземной прокладке — опорных конструкций. Результаты проверки должны быть отражены в журнале производства работ.

3.4. Трубы раструбного типа безнапорных трубопроводов следует, как правило, укладывать раструбом вверх по уклону.

3.5. Предусмотренную проектом прямолинейность участков безнапорных трубопроводов между смежными колодцами следует контролировать просмотром «на свет» с помощью зеркала до и после засыпки траншеи. При просмотре трубопровода круглого сечения видимый в зеркале круг должен иметь правильную форму.

Допустимая величина отклонения от формы круга по горизонтали должна составлять не более 1/4 диаметра трубопровода, но не более 50 мм в каждую сторону. Отклонения от правильной формы круга по вертикали не допускаются.

3.6. Максимальные отклонения от проектного положения осей напорных трубопроводов не должны превышать ± 100 мм в плане, отметок лотков безнапорных трубопроводов — ± 5 мм, а отметок верха напорных трубопроводов — ± 30 мм, если другие нормы не обоснованы проектом.

3.7. Прокладка напорных трубопроводов по пологой кривой без применения фасонных частей допускается для раструбных труб со стыковыми соединениями на резиновых уплотнителях с углом поворота в каждом стыке не более чем на 2° для труб условным диаметром до 600 мм и не более чем на 1° для труб условным диаметром свыше 600 мм.

3.8. При монтаже трубопроводов водоснабжения и канализации в горных условиях кроме требований настоящих правил следует соблюдать также требования разд. 9 СНиП III-42-80.

3.9. При прокладке трубопроводов на прямолинейном участке трассы соединяемые концы смежных труб должны быть отцентрированы так, чтобы ширина раструбной щели была одинаковой по всей окружности.

3.10. Концы труб, а также отверстия во фланцах запорной и другой арматуры при перерывах в укладке следует закрывать заглушками или деревянными пробками.

3.11. Резиновые уплотнители для монтажа трубопроводов в условиях низких температур наружного воздуха не допускается применять в промороженном состоянии.

3.12. Для заделки (уплотнения) стыковых соединений трубопроводов следует применять уплотнительные и «замковые» материалы, а также герметики согласно проекту.

3.13. Фланцевые соединения фасонных частей и арматуры следует монтировать с соблюдением следующих требований:

фланцевые соединения должны быть установлены перпендикулярно оси трубы;

плоскости соединяемых фланцев должны быть ровными, гайки болтов должны быть расположены на одной стороне соединения; затяжку болтов следует выполнять равномерно крест-накрест;

устранение перекосов фланцев установкой скошенных прокладок или подтягиванием болтов не допускается;

сваривание стыков смежных с фланцевым соединением следует выполнять лишь после равномерной затяжки всех болтов на фланцах.

3.14. При использовании грунта для сооружения упора опорная стенка котлована должна быть с ненарушенной структурой грунта.

3.15. Зазор между трубопроводом и сборной частью бетонных или кирпичных упоров должен быть плотно заполнен бетонной смесью или цементным раствором.

3.16. Защиту стальных и железобетонных трубопроводов от коррозии следует осуществлять в соответствии с проектом и требованиями СНиП 3.04.03-85 и СНиП 2.03.11-85.

3.17. На сооружаемых трубопроводах подлежат приемке с составлением актов освидетельствования скрытых работ по форме, приведенной в СНиП 3.01.01-85* следующие этапы и элементы скрытых работ: подготовка основания под трубопроводы, устройство упоров, величина зазоров и выполнение уплотнений стыковых соединений, устройство колодцев и камер, противокоррозионная защита трубопроводов, герметизация мест прохода трубопроводов через стенки колодцев и камер, засыпка трубопроводов с уплотнением и др.

3.18. Способы сварки, а также типы, конструктивные элементы и размеры сварных соединений стальных трубопроводов должны соответствовать требованиям ГОСТ 16037-80.

3.19. Перед сборкой и сваркой труб следует очистить их от загрязнений, проверить геометрические размеры разделки кромок, зачистить до металлического блеска кромки и прилегающие к ним внутреннюю и наружную поверхности труб на ширину не менее 10 мм.

3.20. По окончании сварочных работ наружная изоляция труб в местах сварных соединений должна быть восстановлена в соответствии с проектом.

3.21. При сборке стыков труб без подкладного кольца смещение кромок не должно превышать 20 % толщины стенки, но не более 3 мм. Для стыковых соединений, собираемых и свариваемых на остающемся цилиндрическом кольце, смещение кромок изнутри трубы не должно превышать 1 мм.

3.22. Сборку труб диаметром свыше 100 мм, изготовленных с продольным или спиральным сварным швом, следует производить со смещением швов смежных труб не менее чем на 100 мм. При сборке стыка труб, у которых заводской продольный или спиральный шов сварен с двух сторон, смещение этих швов можно не производить.

3.23. Поперечные сварные соединения должны быть расположены на расстоянии не менее чем:

0,2 м от края конструкции опоры трубопровода;

0,3 м от наружной и внутренней поверхностей камеры или поверхности ограждающей конструкции, через которую проходит трубопровод, а также от края футляра.

3.24. Соединение концов стыкуемых труб и секций трубопроводов при величине зазора между ними более допускаемого следует выполнять вставкой «катушки» длиной не менее 200 мм.

3.25. Расстояние между кольцевым сварным швом трубопровода и швом привариваемых к трубопроводу патрубков должно быть не менее 100 мм.

3.26. Сборка труб для сварки должна выполняться с помощью центраторов; допускается правка плавных вмятин на концах труб глубиной до 3,5 % диаметра трубы и подгонка кромок с помощью домкратов, роликовых опор и других средств. Участки труб с вмятинами свыше 3,5 % диаметра трубы или имеющие надрывы следует вырезать. Концы труб с забоинами или задирами фасок глубиной свыше 5 мм следует обрезать.

При наложении корневого шва прихватки должны быть полностью переварены. Применяемые для прихваток электроды или сварочная проволока должны быть тех же марок, что и для сварки основного шва.

3.27. К сварке стыков стальных трубопроводов допускаются сварщики при наличии документов на право производства сварочных работ в соответствии с Правилами аттестации сварщиков, утвержденными Госгортехнадзором СССР.

3.28. Перед допуском к работе по сварке стыков трубопроводов каждый сварщик должен сварить допускной стык в производственных условиях (на объекте строительства) в случаях:

если он впервые приступил к сварке трубопроводов или имел перерыв в работе свыше 6 месяцев;

если сварка труб осуществляется из новых марок сталей, с применением новых марок сварочных материалов (электродов, сварочной проволоки, флюсов) или с использованием новых типов сварочного оборудования.

На трубах диаметром 529 мм и более разрешается сваривать половину допускного стыка. Допускной стык подвергается:

внешнему осмотру, при котором сварной шов должен удовлетворять требованиям настоящего раздела и ГОСТ 16037-80;

радиографическому контролю в соответствии с требованиями ГОСТ 7512-82;

механическим испытаниям на разрыв и изгиб в соответствии с ГОСТ 6996-66.

В случае неудовлетворительных результатов проверки допускного стыка производятся сварка и повторный контроль двух других допускных стыков. В случае получения при повторном контроле неудовлетворительных результатов хотя бы на одном из стыков сварщик признается не выдержавшим испытаний и может быть допущен к сварке трубопровода только после дополнительного обучения и повторных испытаний.

3.29. Каждый сварщик должен иметь присвоенное ему клеймо. Сварщик обязан выбивать или наплавлять клеймо на расстоянии 30 — 50 мм от стыка со стороны, доступной для осмотра.

3.30. Сварку и прихватку стыковых соединений труб допускается производить при температуре наружного воздуха до минус 50 °С. При этом сварочные работы без подогрева свариваемых стыков допускается выполнять:

при температуре наружного воздуха до минус 20 °С — при применении труб из углеродистой стали с содержанием углерода не более 0,24 % (независимо от толщины стенок труб), а также труб из низколегированной стали с толщиной стенок не более 10 мм;

при температуре наружного воздуха до минус 10 °С — при применении труб из углеродистой стали с содержанием углерода свыше 0,24 %, а также труб из низколегированной стали с толщиной стенок свыше 10 мм. При температуре наружного воздуха ниже вышеуказанных пределов сварочные работы следует производить с подогревом в специальных кабинах, в которых температуру воздуха следует поддерживать не ниже вышеуказанной, или осуществлять подогрев на открытом воздухе концов свариваемых труб на длину не менее 200 мм до температуры не ниже 200 °С.

После окончания сварки необходимо обеспечить постепенное понижение температуры стыков и прилегающих к ним зон труб путем укрытия их после сварки асбестовым полотенцем или другим способом.

3.31. При многослойной сварке каждый слой шва перед наложением следующего шва должен быть очищен от шлака и брызг металла. Участки металла шва с порами, раковинами и трещинами должны быть вырублены до основного металла, а кратеры швов заварены.

3.32. При ручной электродуговой сварке отдельные слои шва должны быть наложены так, чтобы замыкающие участки их в соседних слоях не совпадали один с другим.

3.33. При выполнении сварочных работ на открытом воздухе во время осадков места сварки должны быть защищены от влаги и ветра.

3.34. При контроле качества сварных соединений стальных трубопроводов следует выполнять:

операционный контроль в процессе сборки и сварки трубопровода в соответствии с требованиями СНиП 3.01.01-85*;

проверку сплошности сварных стыков с выявлением внутренних дефектов одним из неразрушающих (физических) методов контроля — радиографическим (рентгено- или гаммаграфическим) по ГОСТ 7512-82 или ультразвуковым по ГОСТ 14782-86.

Применение ультразвукового метода допускается только в сочетании с радиографическим, которым должно быть проверено не менее 10 % общего числа стыков, подлежащих контролю.

3.35. При операционном контроле качества сварных соединений стальных трубопроводов следует проверить соответствие стандартам конструктивных элементов и размеров сварных соединений, способа сварки, качества сварочных материалов, подготовки кромок, величины зазоров, числа прихваток, а также исправности сварочного оборудования.

3.36. Внешнему осмотру подлежат все сварные стыки. На трубопроводах диаметром 1020 мм и более сварные стыки, сваренные без подкладного кольца, подвергаются внешнему осмотру и измерению размеров снаружи и изнутри трубы, в остальных случаях — только снаружи. Перед осмотром сварной шов и прилегающие к нему поверхности труб на ширину не менее 20 мм (по обе стороны шва) должны быть очищены от шлака, брызг расплавленного металла, окалины и других загрязнений.

Качество сварного шва по результатам внешнего осмотра считается удовлетворительным, если не обнаружено:

трещин в шве и прилегающей зоне;

отступлений от допускаемых размеров и формы шва;

подрезов, западаний между валиками, наплывов, прожогов, незаваренных кратеров и выходящих на поверхность пор, непроваров или провисаний в корне шва (при осмотре стыка изнутри трубы);

смещений кромок труб, превышающих допускаемые размеры.

Стыки, не удовлетворяющие перечисленным требованиям, подлежат исправлению или удалению и повторному контролю их качества.

3.37. Проверке качества сварных швов физическими методами контроля подвергаются трубопроводы водоснабжения и канализации с расчетным давлением: до 1 МПа (10 кгс/см2) в объеме не менее 2 % (но не менее одного стыка на каждого сварщика); 1 — 2 МПа (10-20 кгс/см2) — в объеме не менее 5 % (но не менее двух стыков на каждого сварщика); свыше 2 МПа (20 кгс/см2) — в объеме не менее 10 % (но не менее трех стыков на каждого сварщика).

3.38. Сварные стыки для контроля физическими методами отбираются в присутствии представителя заказчика, который записывает в журнале производства работ сведения об отобранных для контроля стыках (местоположение, клеймо сварщика и др.).

3.39. Физическим методам контроля следует подвергать 100 % сварных соединений трубопроводов, прокладываемых на участках переходов под и над железнодорожными и трамвайными путями, через водные преграды, под автомобильными дорогами, в городских коллекторах для коммуникаций при совмещенной прокладке с другими инженерными коммуникациями. Длину контролируемых участков трубопроводов на участках переходов следует принимать не менее следующих размеров:

для железных дорог — расстоянию между осями крайних путей и по 40 м от них в каждую сторону;

для автомобильных дорог — ширине насыпи по подошве или выемки по верху и по 25 м от них в каждую сторону;

для водных преград — в границах подводного перехода, определяемых разд. 6 СНиП 2.05.06-85;

для других инженерных коммуникаций — ширине пересекаемого сооружения, включая его водоотводящие устройства плюс не менее чем по 4 м в каждую сторону от крайних границ пересекаемого сооружения.

3.40. Сварные швы следует браковать, если при проверке физическими методами контроля обнаружены трещины, незаваренные кратеры, прожоги, свищи, а также непровары в корне шва, выполненного на подкладном кольце.

При проверке сварных швов радиографическим методом допустимыми дефектами считаются:

поры и включения, размеры которых не превышают максимально допустимых по ГОСТ 23055-78 для 7-го класса сварных соединений;

непровары, вогнутость и превышение проплава в корне шва, выполненного электродуговой сваркой без подкладного кольца, высота (глубина) которых не превышает 10 % номинальной толщины стенки, а суммарная длина — 1/3 внутреннего периметра соединения.

3.41. При выявлении физическими методами контроля недопустимых дефектов в сварных швах эти дефекты следует устранить и произвести повторный контроль качества удвоенного числа швов по сравнению с указанным в п. 3.37. В случае выявления недопустимых дефектов при повторном контроле должны быть проконтролированы все стыки, выполненные данным сварщиком.

3.42. Участки сварного шва с недопустимыми дефектами подлежат исправлению путем местной выборки и последующей подварки (как правило, без переварки всего сварного соединения), если суммарная длина выборок после удаления дефектных участков не превышает суммарной длины, указанной в ГОСТ 23055-78 для 7-го класса.

Исправление дефектов в стыках следует производить дуговой сваркой.

Подрезы должны исправляться наплавкой ниточ ых валиков высотой не более 2 — 3 мм. Трещины длиной менее 50 мм засверливаются по концам, вырубаются, тщательно зачищаются и завариваются в несколько слоев.

3.43. Результаты проверки качества сварных стыков стальных трубопроводов физическими методами контроля следует оформлять актом (протоколом).

3.44. Монтаж чугунных труб, выпускаемых в соответствии с ГОСТ 9583-75, следует осуществлять с уплотнением раструбных соединений пеньковой смоляной или битуминизированной прядью и устройством асбестоцементного замка, или только герметиком, а труб, выпускаемых в соответствии с ТУ 14-3-12 47-83, резиновыми манжетами, поставляемыми комплектно с трубами без устройства замка.

Состав асбестоцементной смеси для устройства замка, а также герметика определяется проектом.

3.45. Величину зазора между упорной поверхностью раструба и торцом соединяемой трубы (независимо от материала заделки стыка) следует принимать, мм, для труб диаметром до 300 мм — 5, свыше 300 мм — 8-10.

3.46. Размеры элементов заделки стыкового соединения чугунных напорных труб должны соответствовать величинам, приведенным в табл. 1.

Таблица 1

3.47. Величину зазора между торцами соединяемых труб следует принимать, мм: для труб диаметром до 300 мм — 5, свыше 300 мм — 10.

3.48. Перед началом монтажа трубопроводов на концах соединяемых труб в зависимости от длины применяемых муфт следует сделать отметки, соответствующие начальному положению муфты до монтажа стыка и конечному — в смонтированном стыке.

3.49. Соединение асбестоцементных труб с арматурой или металлическими трубами следует осуществлять с помощью чугунных фасонных частей или стальных сварных патрубков и резиновых уплотнителей.

3.50. После окончания монтажа каждого стыкового соединения необходимо проверить правильность расположения муфт и резиновых уплотнителей в них, а также равномерность затяжки фланцевых соединений чугунных муфт.

3.51. Величину зазора между упорной поверхностью раструба и торцом соединяемой трубы следует принимать, мм:

для железобетонных напорных труб диаметром до 1000 мм — 12-15, диаметром свыше 1000 мм — 18-22;

для железобетонных и бетонных безнапорных раструбных труб диаметром до 700 мм — 8-12, свыше 700 мм — 15-18;

для фальцевых труб — не более 25.

3.52. Стыковые соединения труб, поставляемых без резиновых колец, следует уплотнять пеньковой смоляной или битуминизированной прядью, или сизальской битуминизированной прядью с заделкой замка асбестоцементной смесью, а также полисульфидными (тиоколовыми) герметиками. Глубина заделки приведена в табл. 2, при этом отклонения по глубине заделки пряди и замка не должны превышать ± 5 мм.

Зазоры между упорной поверхностью раструбов и торцами труб в трубопроводах диаметром 1000 мм и более следует изнутри заделывать цементным раствором. Марка цемента определяется проектом.

Для водосточных трубопроводов допускается раструбную рабочую щель на всю глубину заделывать цементным раствором марки В7,5, если другие требования не предусмотрены проектом.

Таблица 2

3.53. Герметизацию стыковых соединений фальцевых безнапорных железобетонных и бетонных труб с гладкими концами следует производить в соответствии с проектом.

3.54. Соединение железобетонных и бетонных труб с трубопроводной арматурой и металлическими трубами следует осуществлять с помощью стальных вставок или железобетонных фасонных соединительных частей, изготовленных согласно проекту.

3.55. Величину зазора между торцами укладываемых керамических труб (независимо от материала заделки стыков) следует принимать, мм: для труб диаметром до 300 мм — 5 — 7, при больших диаметрах — 8 — 10.

3.56. Стыковые соединения трубопроводов из керамических труб следует уплотнять пеньковой или сизальской битуминизированной прядью с последующим устройством замка из цементного раствора марки В7,5, асфальтовой (битумной) мастикой и полисульфидными (тиоколовыми) герметиками, если другие материалы не предусмотрены проектом. Применение асфальтовой мастики допускается при температуре транспортируемой сточной жидкости не более 40 °С и при отсутствии в ней растворителей битума.

Основные размеры элементов стыкового соединения керамических труб должны соответствовать величинам, приведенным в табл. 3.

Таблица 3

3.58. Соединение труб из полиэтилена высокого давления (ПВД) и полиэтилена низкого давления (ПНД) между собой и с фасонными частями следует осуществлять нагретым инструментом методом контактно-стыковой сварки встык или враструб. Сварка между собой труб и фасонных частей из полиэтилена различных видов (ПНД и ПВД) не допускается.

3.59. Для сварки следует использовать установки (устройства), обеспечивающие поддержание параметров технологических режимов в соответствии с ОСТ 6-19-505-79 и другой нормативно-технической документацией, утвержденной в установленном порядке.

3.60. К сварке трубопроводов из ПВД и ПНД допускаются сварщики при наличии документов на право производства работ по сварке пластмасс.

3.61. Сварку труб из ПВД и ПНД допускается производить при температуре наружного воздуха не ниже минус 10 °С. При более низкой температуре наружного воздуха сварку следует производить в утепленных помещениях.

При выполнении сварочных работ место сварки необходимо защищать от воздействия атмосферных осадков и пыли.

3.62. Соединение труб из поливинилхлорида (ПВХ) между собой и с фасонными частями следует осуществлять методом склеивания враструб (с применением клея марки ГИПК-127 в соответствии с ТУ 6-05-251-95-79) и с использованием резиновых манжет, поставляемых комплектно с трубами.

3.63. Склеенные стыки в течение 15 мин не должны подвергаться механическим воздействиям. Трубопроводы с клеевыми соединениями в течение 24 ч не должны подвергаться гидравлическим испытаниям.

3.64. Работы по склеиванию следует производить при температуре наружного воздуха от 5 до 35 °С. Место работы должно быть защищено от воздействия атмосферных осадков и пыли.

Переходы трубопроводов через естественные и искусственные преграды Сооружения водоснабжения и канализации Дополнительные требования к строительству трубопроводов и сооружений водоснабжения и канализации в особых природных и климатических условиях Испытание трубопроводов и сооружений Приложение 1 Приложение 2 Приложение 3 Приложение 4 Приложение 5 Приложение 6

Оцинковка металла как способ защиты от коррозии

Защитное покрытие стальных изделий применялось издавна, поскольку цветные металлы, устойчивые к коррозии слишком дороги для изготовления из них цельных изделий. Да и прочностные свойства таких предметов весьма невысоки. Применялось лужение по поверхности оловом или омеднение для создания защитной пленки.

Оцинкование стало популярным по причине повышенной адгезии цинка к железу. Температура плавления этого металла составляет 900 – 920 о . В жидком состоянии он, нанесенный на поверхность стального изделия, образовывает прочную защитную пленку толщиной в несколько микрон, успешно противостоящую коррозии.

На сегодняшний день применяются три основных способа нанесения защитного покрытия:

1. Гальванический. При этом ионы цинка осаждаются на поверхности стального изделия, подключенного к противоположному электроду в гальванической ванне. Они прочно закрепляются на поверхности изделия, создавая практически неразрушимую защитную пленку. Толщина защитного слоя регулируется временем обработки, что позволяет рационально использовать дорогостоящий цветной металл, в частности, цинк.

1. Способ напыления. Суть его заключается в нанесение на поверхность распыленного металла с использованием специального пистолета, в котором происходит расплавление напыляемого вещества. Затем эта субстанция струйно подается на обрабатываемую поверхность, покрывая ее защитным слоем.

В чем отличие оцинкованных труб от обычных

Около 60% извлекаемого из недр земли горнодобывающей промышленностью цинка используется при производстве оцинкованного проката, еще 20% идет на цинкование металлоконструкций (корпуса автомобильной и промышленной техники, строительные материалы), деталей машин и механизмов.

Отличие конструкционной стали от не подверженных коррозии металлов (олово, алюминий, свинец, цинк) состоит в том, что у последних при окислении на воздухе образуется оксид, который в виде защитной пленки становится барьером на пути доступа кислорода к металлу. Таким образом, пленка препятствует дальнейшему окислению и сохраняет металл от коррозионного разрушения. Железо, в отличие от цветных металлов и сплавов, при коррозии образует рыхлый гидроксид большого объема, в результате чего кислород беспрепятственно проникает к его поверхности и процесс окисления продолжается.

Цинковое покрытие, нанесенное на поверхность стали, предохраняет железо от контакта с кислородом — таким образом, его коррозионная защита значительно повышается и оцинкованное изделие можно эксплуатировать в среднем около 50 лет.

Сущность технологии заключается в том, что с электрохимической точки зрения, железо образует с цинком гальваническую пару, в которой более активный цинк вступает в коррозионное взаимодействие с кислородом первым, оставляя железо в химически пассивном состоянии. Аналогичным образом можно существенно ускорить коррозию железа, если нанести на его поверхность олово, которое является более пассивным элементом в гальванической паре с железом, и повредить его оболочку.

Оцинковке подвергают металлические трубы из любых марок стали, покрывая не только их наружную, но и внутреннюю поверхность, при этом наиболее качественный и однородный слой получают в бесшовном прокате. Для нанесения цинка используются различные технологии, которые можно применять не только в промышленных масштабах, но и на малом частном производстве — многие коммерческие фирмы занимаются оцинковкой стальных деталей под заказ.

Соединение сваркой

Такой вид стыковки труб при монтаже отопительных, водопроводных и газовых систем оговаривается рядом регламентирующих документов, одним из которых является СНиП 3.05.01-85 «Внутренние санитарно – технические системы».

При сварке оцинкованных труб СНиП, упомянутый выше, указывает на необходимость исполнения требований ряда стандартов, определяющих очередность применения материалов и регулирующий процесс производства работ. В частности при сварке оцинкованных труб, ГОСТ 16037-80 регламентирует применение определенных типов сварного соединения, форму и конструктивные особенности швов, а также другие требования к ним.

При газопламенной сварке нужно использовать самозащитную сварочную проволоку марки Св 15ГСТЮЦА, имеющую в своем составе элемент селен. Размер проволоки от 0,8 до 1,2 мм.

Допускается также исполнение соединения электродами для сварки оцинкованных труб марками, содержащими в обмазке фтористо – кальциевые или рутиловые соединения. Их диаметр подбирается в соответствии с толщиной стенок свариваемых деталей, максимальный размер составляет 3 мм в диаметре.

Создание трубопроводной сети предполагает предварительную сборку блоками с выполнением части операции на предприятии, выполняющем ряд действий предварительной сборки монтажных блоков. При этом нормативно предусмотрено применение местных воздухоотсосов для удаления продуктов сгорания цинкового покрытия, опасных для здоровья.

Технология сварки оцинкованных труб предусматривает также зачистку поверхности от защитного покрытия на расстояние 30 – 40 мм от конца. После обработки сварного шва нужно восстановить защиту от коррозии в месте соединения.

Для этого применяют краску специального состава, состоящую на 95 % из мелкодисперсного цинкового порошка и включающую в состав синтетические связующие вещества в виде эпоксидных смол, каучука синтетического или полистерины.

Стыковка водогазопроводных труб с защитным цинковым покрытием (и без него), имеющих условный проход до 25 мм, следует производить «внахлест», для чего производится предварительная раздача одного конца.

При производстве сварки резьбовые концы труб, как и зеркала фланцев, нуждаются в защите от капель раскаленного металла, образующихся в процессе выполнения сварных работ.

В сварном шве не допускаются следующие дефекты:

• раковины;
• трещины;
• подрезы;
• поры;
• непроваренные кратеры;
• пережоги и подтеки металла.

Ультразвуковой контроль сварных швов не применяется, их целостность проверяется при опрессовке системы определенным давлением.

Разработан способ соединения оцинкованных заготовок сваркой с использованием флюса. Это вещество позволяет получить вязкий воздухонепроницаемый слой, препятствующий окислению (выгоранию) плакирующего цинкового слоя.

Флюс для сварки оцинкованных труб приводится в жидко – вязкое состояние и наносится на стык соединяемых деталей. В процессе сварки он еще расплавляется, покрывая тонким слоем участок вдоль шва, препятствуя отслоению цинкового слоя и его сгоранию.

При использовании флюса возможно повреждение защитного слоя, когда он наносился способом горячего оцинкования.

Это становится возможным при малейшем отклонении от требований технологического процесса при нанесении покрытия или при производстве сварки.

Попадание флюса во внутреннюю полость трубопровода не опасно, поскольку он легко растворяется в воде и вымывается еще на стадии опрессовки трубопровода.

Существует способ соединения оцинкованных труб, называемый сварко – пайкой. Для этого применяется присадочный пруток, в состав которого входят такие элементы, как цинк, медь, кремний и олово. Технология процесса такова:

• стыкуемые торцы нагревают до температуры плавления присадочного прутка, составляющей 900 – 950 о ;
• присадочный пруток помещается между фасками свариваемых деталей;
• на место шва насыпается слой флюса таки образом, чтобы он покрывал поверхность на расстояние до 20 мм по сторонам шва;
• присадку нагревают горелкой до полного расплавления, при этом она создает надежное соединение труб без повреждения плакирующего цинкового покрытия.

Выбор электродов

Как уже было сказано, процесс сварки сопровождается выделением тепловой энергии, поэтому цинк начинает интенсивно испаряться. Есть большая вероятность, что этот металл попадет в сварочную ванну и смешается со сталью.
А это приведет к образованию пор и трещин на уровне кристаллизации стали, и, как следствие, к снижению качества стыка соединяемых изделий. Поэтому основное требование к сварке оцинкованных труб – это удаление цинкового слоя в зоне соединения.

Если нет возможности удалить защитное покрытие, тогда для соединения оцинкованных труб используются именно специальные электроды. В принципе, сварка оцинкованного изделия практически ничем не отличается от такого же процесса соединения обычной стали. Но есть и свои нюансы.

Во-первых, сам электрод для сварки представляет собой металлический стержень, покрытый порошком. Именно разновидность порошкового слоя влияет на то, какие металлы можно варить.

В случае со сваркой оцинкованных труб используются электроды или с рутиловым покрытием или с основным. Первый используется, если трубы изготовлены из углеродистых сталей (к примеру, сталь 20), второй, если изготовлены из низколегированной стали (С345).

Рутиловое покрытие

Применяются электроды с рутиловым покрытием. Рутил – это минерал в виде оксида титана. Он в порошковом покрытии применяется в виде концентрата с содержанием более 50%. В состав также входят алюмосиликаты и карбонаты.

Получаемый при сварке шлак имеет высокую щелочность, поэтому металл соединения обладает такими показателями, как высокая ударная вязкость и повышенная защита от образования горячих трещин.

Единственное требование к рутиловым электродам для сварки оцинкованных труб – это перед началом процесса просушить их в течение часа при температуре +200 °C. Но использовать расходники можно лишь через сутки.

Основное покрытие

Могут использоваться электроды с основным покрытием. Этот порошковый слой имеет сложную рецептуру, куда входит большое количество разных химических веществ: магний, кальций, шпат плавиковый и ферросплавы.

При сгорании внутри зоны сваривания порошок выделяет углекислый газ и окись углерода, которые защищают расплавленный металл от воздействия кислорода и водорода. Два последних снижают качество сварки. Обычно этими электродами проводят сварку трубопроводов из труб с толстой стенкой.

Разрешена ли сварка оцинкованных труб?

Данная операция применяется в процессе монтажа газовых, водопроводных и отопительных систем. Она регламентируется рядом документов:

• Одним из самых важных является СНиП 3.05.01-85 «Внутренние санитарно-технические системы». В соответствии с ним, в процессе сварки труб рассматриваемого вида необходимо исполнять требования, изложенные в ряде стандартов. Они направлены на определение очередности использования материалов и регулировку процесса выполнения работ.
• В свою очередь, ГОСТ 16037-80 указывает на применение конкретных видов сварного соединения, конструктивные особенности швов и другие важные требования.
• В соответствии с СП 73.13330.2012 оцинкованные трубы и другие металлические компоненты должны соединяться на резьбе с использованием оцинкованных соединительных деталей: на фланцах, накидных гайках или пресс-фитингах. Однако данное условие является лишь рекомендацией, а не требованием, обязательным к выполнению.

При газопламенной сварке необходимо применять специальную сварочную проволоку марки Св-15ГСТЮЦА, которая имеет диаметр от 0,8 до 1,2 мм, а также в качестве одного из компонентов содержит селен. Допускается исполнение соединения электродами, которые содержат рутиловые или V300 кольцевые соединения в покрытии. Диаметр нужно подбирать в зависимости от толщины стенок соединяемых компонентов.

МЕТОДЫ ИСПЫТАНИЙ

4.1. Для контроля качества от каждой отобранной трубы вырезают по одному образцу для каждого вида испытаний.

Испытание на растяжение проводят по ГОСТ 10006. Допускается взамен испытания на растяжение проводить контроль механических свойств неразрушающими методами.

(Измененная редакция, Изм. № 3, 6).

4.2. Осмотр поверхности труб производят визуально.

4.3. Гидравлическое испытание проводят по ГОСТ 3845 с выдержкой под пробным давлением не менее 5 с.

4.4. Испытание на загиб проводят по ГОСТ 3728. Оцинкованные трубы испытывают до нанесения покрытия.

(Измененная редакция, Изм. № 3).

4.4а. Испытание на раздачу проводят по ГОСТ 8694 на конической оправке с углом конусности 6 ° .

Допускается проведение испытания на оправке с углом конусности 30 ° .

(Измененная редакция, Изм. № 3, 4).

4.4б. Испытание на сплющивание проводят по ГОСТ 8695.

(Измененная редакция, Изм. № 3).

4.4в. Контроль сварного шва проводят неразрушающими методами по нормативно-технической документации.

(Введен дополнительно, Изм. № 3).

4.5. Толщину цинкового покрытия на наружной поверхности и в доступных местах внутренней поверхности контролируют по ГОСТ 9.301 и ГОСТ 9.302, а также приборами типов МТ-41НЦ, МТЗОН или типа «Импульс» по нормативно-технической документации.

При этом ввинчиваемость непроходного калибра-кольца на резьбу должна быть не более трех оборотов.

(Измененная редакция, Изм. № 3, 4).

(Измененная редакция, Изм. № 3, 5).

4.8. Прямой угол концов труб контролируют угольником 90 ° размером 160 ´ 100 мм класса 3 ГОСТ 3749, пластинчатыми щупами набора 4 по НД или угломером ГОСТ 5378. Угол скоса фаски контролируют угломером по ГОСТ 5378.

(Измененная редакция, Изм. № 3, 6).

Толщину стенки, высоту внутреннего грата и высоту заусенцев измеряют микрометром по ГОСТ 6507-90 или стенкомером по ГОСТ 11358 с обоих концов трубы.

Длину труб измеряют рулеткой по ГОСТ 7502. Резьбу контролируют калибрами по ГОСТ 2533.

Контроль массы партии труб проводят на весах не более 10 т с ценой деления не более 20 кг.

(Измененная редакция, Изм. № 3, 4, 5, 6).

4.10. Контроль сварного шва проводят неразрушающими методами по технической документации.

(Введен дополнительно, Изм. № 4).

Меры безопасности

В процессе создания трубопроводной сети необходимо предварительно собрать монтажные блоки. Сварку требуется осуществлять в помещении, в котором используются воздухоотсосы с целью устранения продуктов сгорания цинкового покрытия. В других условиях работы строго запрещены, так как будут опасными для здоровья.

При проведении сварки оцинкованных труб необходимо следовать следующим правилам:

• Выполнение работ требует слежения за тем, чтобы цинк не перегревался. Это позволит обеспечить эффективную защиту от коррозии.
• Места, которые предназначены для соединения труб, должны предварительно защищаться до блеска и обезжириваться. На них также наносится флюсовый слой, что позволяет защитить металл.
• Горелка должна быть на 1-2 номера меньше, нежели аналогичное устройство для стальных изделий.
• Если применяется газосварка, пламя нужно выставить так, чтобы оставить небольшой избыток кислорода.
• Заготовки заранее подогреваются на большую ширину, нежели соединительное место.
• Пруток со специальным покрытием устанавливается на место стыка и плавится огнем горелки, который должен быть направлен прямо на него, а не на материал.
• Флюс удаляется по завершению сварочных работ.

Способы оцинковки стали

Для оцинковки трубного проката специалистами разработано несколько методов, существенно отличающихся технологическим процессом нанесения, толщиной слоя и качеством покрытия. Оцинкованные трубы, в отличие от стального базового проката, имеют лучшую коррозионную устойчивость, но по своим физическим характеристикам ничем не отличается от стальных изделий, поэтому на них распространяются стандарты для газоводопроводных и электросварных труб.

Рис. 2 Горячее цинкование

Горячее цинкование

Покрытие стальных поверхностей внутри и снаружи расплавленным горячим цинком является самым распространенным способом при длине труб до 8 метров, технология широко используется в народном хозяйстве на крупных машиностроительных предприятиях.

Для оцинковки в заводских условиях в процессе подготовки изделий используют обезжиривание щелочами и травление в растворах серной и соляной кислот, для флюсования берут подогретые до 40 — 50º С растворы хлористого аммония или цинка. Дальнейший процесс состоит в опускании труб в ванну с цинковым расплавом при температуре 460º С — цинк связывается с кислородом, а полученный оксид ZnO после взаимодействия с двуокисью углерода CO2 образует защитную пленку из карбоната ZnCO3.

Данный материал серого цвета имеет матовую поверхность, высокую механическую твердость и прочность сцепления, отличительные особенности горячего цинкования (ГЦ):

• Стандартная толщина цинкового слоя — 50 — 70 мкм наружной и 80 — 100 мкм внутренней поверхности, при повреждении он способен самовосстанавливаться.
• Коррозионная стойкость близка к нержавеющим сплавам, срок службы покрытия на металлопрокате в производственной сфере 65 лет, за городом — до 120 лет, при использовании оцинкованных трубопроводов для подачи воды в системах отопления срок их службы составляет 15 — 25 лет.
• Горячим способом покрывают цинком трубы из низкоуглеродистой стали диаметром 17 — 160 мм длиной от 6 до 12 м.
• Основной недостаток метода — некоторая неравномерность слоя (наплывы) по длине и периметру труб.

Рис. 3 Гальваническая оцинковка

Статья по теме:

Как заварить трубу с водой – несколько проверенных вариантов. Читая о том, как производится сварка оцинкованных труб, возможно будет интересно почитать про то, как можно заварить трубу с водой. Бывает очень необходимо эьл сделать, когда труба течет, а отключить воду не получается.

Гальванический (электролитический) способ цинкования

Технология занимает лидирующие положение при покрытии различного вида деталей сложной формы, электрохимическое воздействие на поверхность металла оказывает растворенный цинк, который через электролитический раствор поступает к обрабатываемым деталям и осаждается на их поверхности. Для этого стальной элемент (катод) помещают в ванну с электролитом, на другом конце размещают цинковые пластины (анод) и подают на них постоянный ток, отрицательным потенциалом на деталь и плюсом на цинковую пластину.

Технология электролитического цинкования (ЭЦ) имеет следующие особенности:

• В зависимости от времени нахождения заготовки в электролитической среде можно регулировать толщину цинкового слоя, которая обычно составляет 20 — 30 мкм.
• Изделия имеют красивый декоративный внешний вид с глянцевой поверхностью серебристого, голубоватого или желтого оттенка, при некоторых технологиях получают и матовое покрытие.
• Электролитическим способом можно нанести напыление на металлические детали, совмещенные с элементами из других материалов, на которых цинк не осаждается (пластмассы).
• К недостаткам метода относят недостаточно высокую адгезию и необходимость утилизировать использованный электролит с высокой концентрацией опасных химических отходов — вследствие этого себестоимость электролитического способа более высока.

Рис. 4 Камеры для ТДЦ напыления

Термическое диффузионное цинкование (ТДЦ) напылением

Технология основана на диффузионном нанесении цинка, находящегося в парообразном состоянии и разогретом до высокой температуры, в защищаемую стальную поверхность. Для этого заготовку помещают в специальное оборудование для обработки — герметично закрытую камеру, и создают в ней температуру 290 — 450º С (метод называют шерардизацией), при этом порошковый цинк переходит в газообразное состояние и его атомы диффузионно проникают в поверхностный слой детали.

Другая разновидность технологии — обработка деталей в парах цинка при температурах 800 — 900º С, отличительные особенности методов:

• Высокая себестоимость, почти в два раза больше чем у технологии горячего цинкования ГЦ. • Возможность регулировки толщины защитного слоя в широком диапазоне, среднее значение которого составляет около 40 мкм.
• Защитное покрытие имеет плотную структуру и высокую адгезию к стальной поверхности, его защитные свойства в 5 раз выше, чем у гальванической оцинковки.
• Технология экологически безопасна, так как процесс происходит в закрытой камере, и отсутствуют вредные выбросы в атмосферу и канализационную систему.
• К недостаткам относят не слишком эстетичный вид изделий, имеющих грязно серый цвет, низкую производительность и неоднородность покрытия.

Рис. 5 Газотермический способ покрытия

Газотермическое напыление

Данную технологию используют для нанесения защитного цинкового покрытия на детали, которые необходимо защитить или отремонтировать в любом месте расположения. Сущность метода заключается в нанесении цинка, находящегося в порошковом состоянии или в виде шнура, припоя, на поверхность заготовки путем помещения его в газовую струю горелки. Частички газообразного расплавленного цинка, ударяясь о стальную поверхность, нагретую до температуры не более 150º С, образуют на ней оболочку в виде чешуи, защищающей железо от коррозии.

В отличие от ГЦ покрытия, газотермическое напыление легче скалывается и лишено возможности самовосстановления на поврежденных участках. Обычно оцинкованные таким методом изделия покрывают сверху лакокрасочными материалами, толщина цинкового слоя достигает 200 мкм и более.

Холодное цинкование

Технология получила известность в последнее время, ее успешно используют в бытовых условиях — для обработки не требуется специальное оборудование и использование сложных техпроцессов. Сущность процесса состоит в том, что на обрабатываемую поверхность наносится цинкосодержащий состав (Цинконол, Гальванол) с 89 — 93% цинка, при этом используют обычную строительную кисточку, валик или краскопульт, процесс высыхания одного слоя занимает не более 30 минут.

Метод удобно использовать в случаях, когда металлоконструкцию невозможно переместить или демонтировать, автолюбители применяют холодное цинкование при кузовном ремонте. К недостаткам относят низкую устойчивость к механическим воздействиям и нефтепродуктам (бензин, керосин, машинные масла).

Рис. 6 Холодное цинкование

Технология сварки с флюсом

Данная технология является одним из наиболее подходящих вариантов. Представленное вещество обеспечивает получение вязкого слоя, который не пропускает воздух. В результате предотвращается окисление цинкового слоя.

Перед непосредственным применением флюса для сварки его необходимо привести в жидкое состояние. Вещество наносится в местах соединяемых элементов. При проведении сварочных работ материал будет расплавляться, тем самым покрывая весь нужный участок тонким слоем, что позволит предотвратить отслоение цинка.

Нередко специалисты сталкиваются с повреждением защитного своя при его нанесении методом горячего цинкования. Это происходит даже при незначительных отклонениях от установленных требований технологического процесса. Стоит отметить, что попадание флюса внутрь трубопровода безопасно, так как он с легкостью растворяется в воде и будет вымыт ещё на стадии опрессовки.

Соединение труб производится следующим образом:

1. Стыкуемые торцы нагреваются до температуры 900-950 о .
2. Между фасками свариваемых элементов помещается пруток, в состав которого входит медь, цинк, олово и кремний.
3. На место шва насыпают слой флюса, который должен покрыть поверхность до 20 мм по сторонам шва.
4. Присадка нагревается горелкой до расплавления, и на этом процедура заканчивается.

Соблюдение требований технологического процесса сварки, применение качественных материалов и оборудования гарантируют получение надежного соединения оцинкованных труб, готовых к эксплуатации.

Завершающий этап и последующая обработка стыка

Сварные оцинкованные трубы имеют шов, не защищенный от коррозии, при сварке газовыми горелками выгорает значительный участок оцинковки вокруг стыка — все это приводит к слабой коррозионной устойчивости соединения. До и после окончания сварки, обработки и сглаживания шва абразивными материалами, используют следующие методы для борьбы с коррозией:

• При сварке с использованием газовых горелок применяют прутки из коррозионно-устойчивых нержавеющих материалов (цинково-кадмиевые, латунные).
• Для защиты внешней поверхности используют газотермическое напыление цинка или покрытие из цинкосодержащих материалов в виде краски.

Следует отметить, что данные методы эффективны в случае использования оцинкованного трубопровода для подводки газа, если сваренная труба с покрытием устанавливается в систему отопления, то выгоревший изнутри цинковый слой уже не защищает ее поверхность, и коррозия будет происходить довольно быстро. Поэтому при использовании цинковых труб для отопления применяет другие современные методы их соединения с использованием фитинговой арматуры.

Рис. 14 Соединение пайко-сваркой деталей с металлической поверхностью из цинка – внешний вид

Электродуговая сварка, подбор электродов

Электродуговая сварка позволяет обеспечить надежное соединение рассматриваемых трубопроводов. Эффективность процесса достигается при правильном выборе сварочного аппарата и подходящих электродов. В данном случае материал соединения оказывает существенное влияние на выбор инструмента. Актуально применять аппарат-полуавтомат.

Сварка оцинкованного металла имеет свои нюансы. Процесс должен осуществляться быстро, чтобы цинк не успел испариться из зоны соединения. Рассматриваемое технологическое условие могут обеспечить лишь электроды, имеющие рутиловое покрытие. Они имеют особый химический состав, что обеспечивает их быстрое зажигание. В момент сварки формируется сварочная дуга, которая позволяет образовать соединительные швы высокого качества. При правильном проведении процедуры они не будут содержать пор. Преимущество рутиловых электродов также состоит в небольшом коэффициенте разбрызгивания расплавленного металла, что важно при работе с оцинкованным материалом.

В рутиловое покрытие производители могут добавлять небольшой объём железного порошка. Это способствует уменьшению удельного веса углерода и увеличивает устойчивость материала к образованию трещин. Выбирать размер и напряжение электродов необходимо в зависимости от толщины труб.

Соединение без сварки

С учетом того, что сварка оцинкованных труб не рекомендована и может проводиться исключительно профессионалами в специальных условиях, актуальным становится применение методов соединения посредством устройства специальных крепежей. Ими являются муфты, гайки, традиционные и обжимные фитинги. Они позволяют обеспечить надежное крепление труб, изготовленных из разных материалов и имеющих различный диаметр. На строительном рынке представлен обширный ассортимент товаров данного вида, которые можно подобрать по материалу, размерам, надёжности и другим техническим характеристикам.

Еще одним методом является резьбовое соединение. Однако его применение допускается только в тех местах трубопровода, в которых есть возможность контролировать надежность стыковки и выполнять ремонт.