Сварка оцинкованных труб: технологии

В наше время многие отрасли промышленности и строительства достаточно часто применяют оцинкованную сталь, которая считается превосходным конструкционным материалом. Такая сталь стойкая к воздействию коррозионных процессов и при этом стоит сравнительно недорого (относительно нержавеющей стали). Помимо этого, оцинкованные трубы имеют весьма привлекательный внешний вид, что позволяет применять их в различных дизайнерских задумках. Для соединения оцинкованных труб практически во всех случаях используют сварку. Сварка оцинкованных труб — дело несложное, но имеющее свои определенные нюансы, с которыми следует ознакомиться перед началом сварочных работ.

Способы оцинковки стали

Существует несколько способов нанесения цинка на поверхность стали. Самыми распространенными считаются такие способы:

• гальванический способ;
• напыление;
• горячее цинкование.

Гальванический способ

Гальванический способ покрытия заключается в процессе осаждения защитного металла на изделии с помощью электрического тока. Такой способ очень распространен, поскольку с его использованием можно получить защитное покрытие хорошего качества, с легкостью изменять толщину защитного слоя, бережно расходовать цветные металлы, находящиеся в дефиците (цинк, например). Это не наилучший из способов увеличения сопротивляемости схватыванию трущихся поверхностей. Но этот способ простой, технологичный и дает возможность проводить работы с большой точностью.

Напыление

Способ заключается в распылении из специальных элекродуговых или газопламенных пистолетов расплавленного металла на поверхность, которую необходимо покрыть. Цинковая проволока закладывается в распылительный пистолет, плавится и выбрызгивается на изделие. Цинковые расплавленные капли на поверхности застывают, становятся похожими на мелкие чешуйки, которые формируют покрытие. Для применения такого способа оцинковки не требуется энергозатратного и крупногабаритного оборудования (ванн, к примеру). Напыление можно применять не только в условиях цеха, но также в полевых условиях непосредственно при монтаже.

Горячее цинкование

Горячее цинкование считается самым крупномасштабным методом нанесения цинкового покрытия на сталь. Оно наносится путем кратковременного погружения в ванну с расплавленным цинком (температура цинка — около 500-520 градусов по Цельсию) предварительно протравленных или очищенных механически, обезжиренных крепежных изделий из черного металла. Перед погружением в цинковый расплав изделия проходят флюсование и подготовительный разогрев. После извлечения изделий из расплава они подвергаются центрифугированию с целью охлаждения и удаления излишков цинка. Такой вид оцинковки имеет очень широкое распространение. Он уникален тем, что создает двойную антикоррозионную защиту: собственно сама оболочка и возможность катодного восстановления стали при повреждении цинкового покрытия.

Толщина цинкового слоя, наносимого на поверхность стали, может варьироваться в диапазоне от 2 до 150 микрон.

Особенности соединения оцинкованных труб

Сегодня оцинкованные трубы часто используются в сооружениях коммуникации. Но такие трубы довольно проблематично соединить друг с другом, используя резьбу. Причиной тому являются особенности материала, из которого изготовлены такие трубы. И поэтому оцинкованные трубы с резьбовым соединением — явление очень редкое, потому что стоимость выполняемых работ в таком случае в разы растет.

В большей степени для соединения оцинкованных труб применяется традиционная сварка. Хотя при этом может возникнуть опасность того, что в местах сварки цинковое покрытие труб может нарушиться, а это часто может привести к возникновению коррозии. Цинк может обеспечить защиту небольших оголенных участков поверхности оцинкованных труб катодным путем (перенос на данные участки защитного слоя электрохимическим способом). Если же такие участки крупных размеров, то катодный перенос становится достаточно проблематичным и не может гарантированно защищать поверхности от воздействия коррозии.

Технологии сварки оцинкованных труб

При сварке оцинкованных труб используется специальная технология, при помощи которой можно добиться соединений без нарушения цинкового покрытия труб. В место соединения труб наносится флюс, который нужен для обеспечения защиты от выгорания цинкового покрытия. Такое покрытие под воздействием флюсового слоя, который предварительно разогревается до вязко-жидкого состояния, переходит в стадию расплавления, при этом не выгорая и не испаряясь. После сварки это обеспечивает высокую степень защиты от коррозионных процессов.

Таким способом можно пользоваться даже при сварке труб для водопровода. Исследования показывают, что флюс, который находится в середине трубы, не может оказать никакого пагубного воздействия на здоровье человека, поскольку он растворяется в воде.

Как и любой вид сварочных работ, варка оцинкованных труб требует соблюдения мер предосторожности: место, где будет производиться сварка, должно быть оснащено системой вентилирования. Если этим пренебрегать, то сварщик может задохнуться парами цинка или получить заболевания органов дыхательной системы.

Электроды, необходимые при варке оцинковки

Поскольку температура кипения цинка равна 906 градусам по Цельсию, у него есть свойство интенсивного испарения во время сварочных работ. Во время интенсивного испарения цинк в момент сварки может попасть в сварочную ванну, вследствие чего в сварном шве образовываются кристаллизационные трещины и поры. Поэтому с мест проведения сварочных работ следует счищать цинковый слой.

Иногда возможности для удаления цинкового слоя нет и приходится работать методами, позволяющими получить правильный сварной шов. Если работать способом ручной дуговой сварки, то нужно позаботиться о правильном выборе электрода.

На углеродистых сталях при выполнении сварки наиболее подходящими будут электроды с рутиловым покрытием. Сварка стальных труб из низколегированных сталей проводится с электродами с основным покрытием.

Во избежание возникновения пор в сварных угловых и стыковых швах оцинкованных труб необходимо сократить скорость сварки и увеличить ток. Цинк не окажет большого влияния на характер швов лишь в условиях эксплуатации труб при положительных температурах.

Чтобы соединить оцинкованные трубы, не повреждая при этом слой цинка, используют метод пайки. При этом шов имеет очень высокие характеристики (герметичность и антикоррозионная стойкость), стоимость и время монтажа в разы уменьшается. Чтобы получить швы с помощью такого способа, нужно выбирать электроды и припой, покрытые флюсом. Обыкновенные оцинкованные трубы для водопроводов прекрасно свариваются с помощью обычного электрода.

Правила сварки оцинкованных труб

Чтобы качественно произвести сварку оцинкованных труб, нужно следовать определенным правилам:

• Во время сварочных работ нужно внимательно следить за цинком — он не должен перегреться. Такое условие необходимо для обеспечения эффективной коррозионной защиты.
• Места, предназначенные для соединения оцинкованных труб, должны зачищаться до блеска металла и быть обезжиренными. Для защиты цинка при его нагреве нужно наносить на соединительные места флюсовый слой. Количество наносимого флюса должно быть больше в два раза количества флюса, необходимого для нормальной пайки.
• Материалам с толщиной стенок меньше чем 3 мм, специально подготавливать кромку не требуется. Они должны иметь скосы и грат.
• Горелка при сварке оцинкованных труб должна быть на один-два номера меньше, чем горелка для аналогичной сварки стальных труб.
• Выставлять газовое пламя необходимо таким образом, чтобы оставался маленький избыток кислорода.
• Все заготовки нужно обязательно предварительно подогреть на значительную ширину.
• Пруток с нанесенным на него покрытием устанавливают в месте стыка и плавят огнем горелки. Огонь горелки должен направляться именно на пруток, а не на сам материал.
• После завершения сварочных работ флюс нужно удалять.

Сама по себе варка оцинкованных труб является довольно несложным процессом, но сварщик должен знать правила работы с таким непростым металлом, как цинк.

Работы, проводимые после сварки оцинкованных труб

Для повышения стойкости шовного металла к образованию трещин при сварке оцинкованной стали необходимо снижать уровень кремния в шве с помощью применения специальных сварочных материалов.

По окончании сварки нужно покрыть защитным слоем поверхность шва и восстановить его на участках околошовной зоны, где он был нарушен. Слой защиты должен соответствовать следующим требованиям:

Хорошо держаться на основном металле.

Иметь высокую коррозионную стойкость (не ниже таковой у оцинкованного металла).

Возможность его выполнения рабочим без высокой квалификации и сложного громоздкого оборудования.

Таким покрытием может быть краска с содержанием по меньшей мере 94% цинковой пыли, изготовленная на основе смолистых неомыляемых связывающих синтетических веществ (хлорированный каучук, полистерин, эпоксидная смола и т.д.). Она с легкостью наносится кистью и не стекает на вертикальных плоскостях.

Также применяют наплавку цинковой проволокой, содержащей 99,99% цинка, или цинково-кадмиевыми прутками.