Технология соединения оцинкованных труб сваркой - статья на конференцию
творческая работа учащихся на тему

Технология соединения оцинкованных труб сваркой

Русак Виктор Сергеевич

ГБПОУ «Катайский профессионально- педагогический техникум»

Профессия «Мастер жилищно-коммунального хозяйства»

102 группа, 1 курс 

Оцинкованные трубы часто используются для различных коммуникаций. Но такие трубы довольно проблематично соединить друг с другом, используя резьбу. Причиной этому послужили особенности материала, из которого изготовлены трубы. Использование оцинкованных труб с резьбовым соединением – явление очень редкое, так как стоимость выполняемых работ в таком случае вырастет в разы. Часто для соединения оцинкованных труб применяется традиционная сварка.

Однако сварка оцинкованных труб запрещена положением п. 4.6. СП 73.13330.2012 «Внутренние санитарно-технические системы зданий. Актуализированная редакция СНиП 3.05.01–85». Нужно отметить, что это отнюдь не праздная прихоть разработчиков документа.

Действительно, что собой представляет процесс сварки оцинкованного металла и какие проблемы возникают при этом.

Сварка оцинкованного металла – это специфический процесс. Под воздействием высокой температуры сварочной дуги цинк переходит в газообразное состояние. Так как пары цинка очень вредны, вероятность отравления парами цинка при сварке весьма вероятна. По действующим нормам рабочее место сварщика, работающего с оцинкованным металлом, должно быть оборудовано высокопроизводительной местной вентиляцией. Несоблюдение норм и правил техники безопасности при сварке оцинковки может привести к временному удушью, а постоянный контакт с парами цинка вызывает хронические заболевания органов дыхания.

Также следует отметить, что при сварке оцинкованного металла необходимо придерживаться соблюдения специальных технологий работ.

· Обязательно необходимо очистить от слоя цинка околошовную зону, поскольку пары незачищенного цинка при выполнении сварочных работ растворяются в металле. После застывания металла появляются межкристаллизационные трещины, и цинк концентрируется по границам зерен основного металла. В результате такое соединение будет крайне хрупким и непрочным. Если технологически не представляется возможным удаление цинка с поверхности стыка, то сварка оцинкованной стали осуществляется электродами со специальным флюсовым покрытием.

· Можно увеличить сварочный ток, одновременно увеличив зазор между свариваемыми деталями. Однако нужно понимать, что данные мероприятия эффективны при толщине цинкового слоя до 15 микрон.

· Существует техника предварительного выжигания цинка электродом (возвратно-поступательные движения электродом по оцинкованной поверхности). Эта техника результативна при цинковом слое до 40 микрон. Если слой толще, то сварка оцинковки подразумевает обязательную зачистку поверхности для получения шва без дефектов.

Из всего перечисленного выше даже неспециалист может прийти к заключению, что работы по сварке оцинкованного металла (трубы) – это высокотехнологичный процесс, требующий определенных материальных и временных издержек, а также высокой квалификации персонала, выполняющего данный вид раб

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. 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.

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.

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, сварка 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.

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.

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

1. Во время сварочных работ нужно внимательно следить за цинком - он не должен перегреться. Такое условие необходимо для обеспечения эффективной коррозионной защиты.

2. 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.

3. Материалам с толщиной стенок меньше чем 3 мм, специально подготавливать кромку не требуется. Они должны иметь скосы и грат.

4. Горелка при сварке оцинкованных труб должна быть на один-два номера меньше, чем горелка для аналогичной сварки стальных труб.

5. Выставлять газовое пламя необходимо таким образом, чтобы оставался маленький избыток кислорода.

6. Все заготовки нужно обязательно предварительно подогреть на значительную ширину.

7. 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.

8. После завершения сварочных работ флюс нужно удалять.

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

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.

НЕДОСТАТКИ ОЦИНКОВАННЫХ ТРУБ

 Проблемы с сохранением цинка во время сварки побуждают многих строителей переходить на более современные композитные материалы. К тому же, оцинковка проводится только с внешней стороны, а внутри проходит обычная сталь. Таким образом, уменьшается только внешний износ, а внутри трубу все равно разъедает ржавчиной.

Изначально оцинкованные детали подразумевалось соединять без использования тепловой обработки. Но затем были придуманы различные способы, позволяющие совершить и такую операцию. Стоит отметить, что качественно нанести цинк после его испарения или защитить металл от коррозии также хорошо, как это было сделано при производстве детали на заводе, уже не получится.

Цена сварки оцинкованных труб зависит от объемов работы. В целом процедура будет дороже стандартной сварки из-за необходимости использования дополнительных расходников.