Способы соединения оцинкованных труб

Варианты сварки оцинкованных труб – преимущества и недостатки способов

Трубы из оцинкованной стали весьма широко применяются для прокладки различных коммуникаций и сооружения всевозможных металлоконструкций, поскольку отличаются хорошими эксплуатационными качествами. Монтаж таких изделий может производиться несколькими способами. Данный материал расскажет о том, как варить оцинкованную трубу, и какие особенности данного процесса могут иметь значение в процессе работы.

Способы сваривания труб из оцинкованной стали

Технология электрического сваривания металлических изделий предполагает нагревание рабочей поверхности шва до 1200 градусов, тогда как температура кипения цинка составляет лишь 906 градусов. Такая разница в показателях в ряде случаев приводит к выгоранию цинкового слоя.

Среди нежелательных последствий процесса сварки оцинкованных труб можно назвать:

1. Испарения цинка являются чрезвычайно вредными для здоровья. Если в помещении недостаточно хорошая вентиляция, вдыхаемые пары могут привести к отравлению или временной остановке дыхания работника.
2. Слой цинка на сварочном шве нарушается в процессе работы, так что в этом месте могут начаться коррозийные процессы, при этом профильная оцинкованная труба уже не прослужит так долго, как могла бы.
3. Если в процессе сварки оцинкованной трубы электродом происходит интенсивное испарение цинка, поверхность трубы может покрыться порами и трещинками. В результате шов будет недостаточно герметичным и прочным.

Таким образом, соблюдение правил безопасности при работе с данными изделиями является обязательным условием. Лицо нужно защитить специальным респиратором и маской из материалов-диэлектриков. На руки надевают прорезиненные перчатки с термоизоляционной тканью сверху.

Если предварительно обработать рабочую поверхность трубы соляной кислотой, можно избежать вспенивания слоя цинка. Обратите внимание, что в идеале желательно не допускать испарения цинкового покрытия, чтобы не лишить трубу защиты от коррозии. Достигнуть этого можно несколькими методами сварки.

Первый метод заключается в механической очистке слоя оцинковки с помощью абразивного круга с наждаком или щетки по металлу. Все дальнейшие сварочные работы будут производиться как с обычными черными трубами. Недостаток данной технологии заключается в устранении защиты от коррозии, которую обеспечивает цинковое покрытие, так что срок службы такого трубопровода существенно сокращается (прочитайте: «Виды технологий сварки труб – преимущества и недостатки способов»). Из-за контакта с жидкостью такая труба быстро начнет ржаветь и очень скоро потребуется ее ремонт или полная замена, что повлечет за собой дополнительные трудовые, материальные и временные затраты.

Тем не менее, если участок без цинкового слоя невелик, его можно защитить катодным способом – нанести на зачищенный участок цинковое напыление электрохимическим способом (прочитайте: «Варианты катодной защиты трубопроводов – преимущества и недостатки способов»).

Альтернативной технологией сварки оцинкованной трубы будет применение специальных флюсов для пайки. В таком случае удалять цинковое покрытие не нужно. Такой метод широко используется в тех ситуациях, когда выполнить зачистку трубы невозможно. Для соединения труб требуется сплав UTP 1 и флюс HLS-B. Примечательно, что флюс при контакте с водой полностью растворяется, он безопасен для здоровья, поэтому такой способ вполне приемлем для сборки водопроводных систем.

Метод сварки труб из оцинковки с применением флюса

Перед тем как варить оцинкованные трубы электросваркой с применением флюса, кромки труб нужно зачистить до блеска металла и обезжирить, причем обработке следует подвергнуть как внешнюю, так и внутреннюю часть трубы (прочитайте также: «Как правильно варить электросваркой трубы – теория и практика от мастера»). Подготовленные отрезки трубы нужно прогреть на 20-30 см длины с двух сторон от будущего шва. В то же время, никаких манипуляций с кромками труб, толщина стенок которых не превышает 3 мм, производить не нужно – стык и так получится качественным. В данном случае зазор между концами составит 2-3 мм. Если же стенки у трубы более толстые, то размер зазора можно оставить таким же, а вот угол раскрытия кромки составит 80-90º с притуплением на высоте 1-1,5 мм.

Перед сваркой флюс нужно нагреть до состояния, среднего между твердым и жидким, после чего нанести его на место будущего соединения довольно толстым слоем. При этом для стыковки оцинкованных труб потребуется вдвое больше флюса, чем для работы с трубами из обычной стали. Главная задача флюса заключается в оттягивании им избыточного тепла в процессе сварки, чтобы цинковый слой не закипал и не начинал испаряться с кромок трубы.

Нагреваясь, флюс меняет свою окраску – сначала, с желтой на белую, а затем становится полностью прозрачным. Это значит, что можно приступать к пайке труб.

Обратите внимание, что размер сопла в горелке будет зависеть от толщины стенки оцинкованной трубы.

В частности, если толщина стенки трубы находится в пределах 2-6 мм, а ее сечение не превышает 250 мм, то достаточно будет сопла, диаметром 1-2 мм. Это касается, в том числе, заполняющих швов на любых трубопроводах.

Если же диаметр оцинкованной трубы составляет более 250 мм, а ее стенки имеют толщину более 2-6 мм, понадобится горелка с соплом 2-4 мм.

Столь пристальное внимание соплу горелки уделяется потому, что слишком большой его диаметр приведет к перегреву рабочей поверхности, в результате чего цинк начнет испаряться. Кроме того, наличие расплавленного цинка на поверхности трубы приводит к образованию пор, что снижает устойчивость изделия к коррозии и сокращает срок его службы.

Напротив, слишком мелкий диаметр сопла в горелке не позволит разогреть металл до нужной для сваривания температуры, что неизбежно приведет к прилипанию припоя.

Пайку оцинкованных труб осуществляют ацетилено-кислородным пламенем, отрегулированным на излишек кислорода. Это делается, чтобы в процессе пайки при взаимодействии припоя с кремнием образовывался его оксид, который препятствует испарению цинка.

Обратите внимание, что пламя горелки должно быть стабильным, а фокусировать его нужно на зазоре между заготовками и на кромках. В противном случае труба в месте соединения может перегреться.

Оптимальным методом, как сварить оцинкованную трубу в случае использования газовой горелки, будет техника «влево», то есть размещение припоя перед пламенем, чтобы оно не попадало на поверхность металла. Во время выполнения переплавляющего шва горелку нужно держать под углом 70-75º. Если же нужен заполняющий шов, то угол наклона будет 15-30º. Легче всего наблюдать за сварочной ванной, если горелка находится в нижнем положении, хотя это не принципиально.

За один проход можно соединить трубы сечением до 4 мм, а вот для изделий с большим диаметром потребуется многопроходная сварка.

В конце работы все излишки припоя удаляют металлической щеткой и водой. При этом стоит соблюдать осторожность, чтобы не повредить цинковое покрытие. Изнутри трубу оставляют с водой на сутки и промывают.

Если все сделано корректно, швы получаются качественными и не предполагают дополнительной защиты от коррозии.

Соединение труб с цинковым покрытием ручной электродуговой сваркой

Чтобы предотвратить возникновение пор в стыковых и угловых швах, можно увеличить ток и сократить скорость сварки. Для этого понадобятся электроды для оцинкованных труб, которые подбираются в зависимости от марки стали. В частности, марка электродов для сварки оцинкованных труб из высокоуглеродистой стали выбирается с рутиловым покрытием. А если сталь для труб использована низколегированная, то вполне подойдут электроды с основным покрытием.

У электродов с рутиловым покрытием есть целый перечень достоинств:

1. Благодаря наличию в составе электрода оксида титана, дугу можно зажечь очень легко и быстро, причем неоднократно.
2. Сварные швы с такой дугой получаются герметичными, прочными и очень качественными, без каких-либо дефектов.
3. При работе практически не возникает брызг, так что потери материала ничтожно малы.

В составе рутилового покрытия электрода могут быть включения порошка железа. Оно способствует снижению удельного веса углерода в слое цинка и повышает устойчивость к растрескиванию.

Стоит отметить, что для выполнения сварочных работ электросваркой, нужен хотя бы минимальный практический опыт (подробнее: «Как варить трубы электросваркой правильно – пошаговое руководство»). Помимо внешнего покрытия электрода на мощность дуги влияет еще и его толщина. В частности, слишком толстый электрод выдаст дугу, которая быстро прожжет материал. Напротив, слишком тонким электродом вряд ли получится выполнить достаточно мощный и качественный шов. Поскольку чаще всего работы выполняются с трубами с толщиной стенок в 1,5-5 мм, оптимальный диаметр электрода составит 2-3 мм.

Немаловажную роль в процессе сварки играет и скорость прохождения электрода по поверхности. Если делать это слишком медленно, велика вероятность прожигания трубы. А если скорость движения электрода выше, чем необходимо, сварной шов получится непрочным. Подобрать оптимальную скорость можно только опытным путем.

Не забудьте по завершению сварочных работ обработать швы составом от коррозии.

Антикоррозийное средство должно соответствовать таким параметрам:

• обладать хорошим сцеплением с поверхностью;
• обеспечивать защиту от окисления на цинковом покрытии;
• быть удобным и простым в нанесении без специальных приспособлений.

Неплохим вариантом для защиты оцинкованных изделий считается специальная краска, содержащая порядка 94 % цинковой пыли. Этот состав легко наносится и хорошо удерживается на вертикальной поверхности благодаря наличию в нем неомыляемых связующих компонентов.

Альтернативным способом антикоррозийной защиты поверхности является наплавка проволоки, в которой содержится 99,99 % цинка, либо цинково-кадмиевых прутков.

Другие методы стыковки оцинкованных изделий

Еще один способ соединения оцинкованных труб без их нагрева – резьбовая стыковка. Нарезать резьбу на оцинкованных трубах достаточно сложно, поэтому данный способ практикуется преимущественно на изделиях с малым сечением. К тому же, такой способ материально более затратен в сравнении с обычной сваркой. Еще один важный момент – на участке нарезки резьбы слой цинка будет уничтожен, так что труба быстрее начнет ржаветь.

Для сборки коммуникаций водоснабжения и отопления могут использоваться бессварные комплекты труб с фитингами, напоминающие конструктор. В таком наборе есть специальная муфта с уплотняющим кольцом, которую с помощью болтов закрепляют на канавке по краям трубы. Хотя такой метод сборки труб еще не достаточно распространен в нашем государстве, он обеспечивает прочное соединение и выполняется очень быстро.

Подводя итоги можно сказать, что ответ на вопрос, можно ли сваривать оцинкованные трубы, будет положительным, при условии соблюдения техники безопасности и технологии выполнения работ, а также при наличии опыта. Помните, что очень важно избежать перегрева труб и испарения цинка. Предотвратить эти явления можно с помощью флюса и рутиловых электродов. Альтернативные же методы стыковки труб хоть и имеют право на жизнь, однако, обходятся существенно дороже.

Источник

Технологические особенности сварки оцинкованных труб

Срок службы стальной трубы возрастает на порядок, если ее покрыть защитным слоем цинка. Однако процесс сварки оцинкованных труб имеет свои технологические особенности, несоблюдение которых приводит к быстрому износу трубы в месте стыка и угрожает здоровью сварщика. Существует несколько способов безопасной и качественной сварки оцинкованного металла. Выбор конкретной технологии зависит от локации работ, квалификации сварщика и наличия определенного сварочного оборудования.

Проблемы соединения цинковых труб с помощью сварки

Есть три стороны проблемы сварки оцинкованного металла. Первая состоит в том, что цинк при попадании в дыхательные пути рабочего может вызвать остановку дыхания. Температура сваривания стали колеблется около 1200 градусов. При этом цинковое покрытие начинает испаряться уже при температуре чуть выше 900 градусов.

Обратите внимание! Сварочные работы оцинкованных материалов требуется проводить в специальной защитной одежде: респиратор, сварочная маска и теплоизоляционные перчатки.

Если сварочные работы проводят в закрытом помещении, то необходимо обеспечить эффективную вентиляцию.

Вторая проблема в том, что присутствие расплавленного цинка ухудшает качество стыка. Оцинковка смешивается с основным сплавом, встраиваясь в кристаллическую решетку и ослабляя ее. Интенсивное испарение цинкового покрытия становится причиной образования пузырей, полостей, неоднородности сварочного шва.

Казалось бы, что удалив оцинковку в месте стыка, можно безопасно и качественно соединить трубы. Однако здесь кроется третья проблема – локальное удаление оцинковки приводит к быстрому износу коммуникаций в месте стыка.

Технологии выполнения сварки для оцинкованных изделий

Технологи предлагают несколько путей решения проблемы сварки оцинкованных труб:

• предварительное удаление защитного покрытия с последующим его восстановлением;
• снижение температуры сварки;
• сокращение времени сварочных работ;
• предотвращение испарения цинка использованием флюса.

Зачистку зоны проведения работ проводят либо механическим способом, либо химическим. В первом случае используют болгарку с металлической щеткой или абразивный круг. Здесь трудно контролировать локальность удаления защиты. Химическое удаление оцинковки проводят обработкой места стыка раствором соляной кислоты. Ее наносят аккуратно, небольшими порциями, без повреждения основного металла.

Выбор электродов

Процесс сварки оцинкованных труб мало отличается от сварки черного металла. Технологическая особенность работ заключается в сокращении времени сварки при одновременном увеличении силы тока процесса. Достичь этого позволяют электроды с рутиловым покрытием.

Рутиловые электроды

Рутиловые электроды – это электроды, покрытие которых состоит из оксида титана с примесями алюмосиликатов и карбонатов.

Обратите внимание! Сварочные работы рутиловыми электродами можно начинать только после их предварительного прогревания при температуре в 200 градусов и суточной выдержки после.

Преимущества электродов с рутиловым покрытием:

• наличие оксида титана облегчает процесс зажигания электрода в начале работы или при его затухании в процессе работы;
• характеристика сварочной дуги позволяют получить качественный шов, без непровара, трещин, с высокой устойчивостью к износу;
• минимальное разбрызгивание металла уменьшает потери расплавленного металла.

Наличие железного порошка в рутиловом покрытии снижает уровень легирования стали, что повышает прочность полученного соединения.

Расшифровка и обозначение электродов

Основные электроды

Электроды с основным покрытие используют для сварки толстостенных труб из низколегированной стали. Порошковое покрытие здесь имеет сложный состав из ферросплавов, фторида кальция, соединений магния.

Процесс варки сопровождается выделением окислов углерода, которые защищают расплавленный металл от разрушающего воздействия кислорода воздуха и водорода.

Технология электродуговой сварки оцинкованных труб

Кроме правильного выбора типа электродов, на качество шва влияет квалификация сварщика. Процесс требует аккуратной, но быстрой работы. При замедлении процесса легко прожечь соединение насквозь. При быстром ведении электрода шов получается с непроварами.

К таким же дефектам стыка приводит неправильный выбор диаметра электродов. Мощность электрической дуги напрямую зависит от толщины проволоки электрода. Для труб со стенкой в 1,5-3 мм оптимальным диаметром будет проволока в 2-3 мм.

Обратите внимание! Оптимальную скорость сваривания оцинкованных труб не устанавливают распоряжением. Квалифицированный сварщик приобретает навыки ведения электрода опытным путем.

Особенности соединения оцинкованных труб сварным методом:

• Тонкостенные трубы соединяют без предварительной обработки торцов.
• Для соединения толстостенных труб потребуется предварительно снять фаску. Делать это нужно частично, без образования острого края. Частичный скос кромки при соединении торцов встык должен обеспечить образование канавки, которая и заполняется при сварке.
• Электроды подбирают по толщине стенки трубы. Номер газовой горелки для оцинковки выбирают на два размера меньше, чем при сварке черного металла.
• В процессе пайки без удаления цинкового слоя следует следить за тем, чтобы напыление не «кипело».
• При работе горелкой пламя направляют на припой, а не на трубы.
• После сварки излишки флюса удаляют.

Попадание флюса внутрь трубы при работе на водопроводных коммуникациях безопасно для человека, поскольку он легко вымывается водой и не ядовит.

Газосварка оцинковки

Сварку оцинкованных труб без нарушения защитного покрытия осуществляют газовой горелкой с использованием флюса «HLS-B». Его наносят на торцы труб для понижения температуры нагрева цинкового слоя. В результате цинк не испаряется в процессе, а расплавляется под флюсом, оставаясь на поверхности трубы.

Кромка трубы нуждается в предварительном очищении и обезжиривании. Торцы труб прогревают на расстояние до 30 см от края. Флюс наносят на расстоянии в 2 см от торца трубы толстым слоем. Начальная его консистенция – густая паста. Нагревом его доводят до полужидкой консистенции. Определить готовность флюса к началу работ позволяет изменение его цвета.

Обратите внимание! Флюс при нагревании сначала приобретает желтоватый оттенок, затем становится молочно-белым. Начинать сварку следует после того, как флюс станет прозрачным и гелеобразным.

Нанесение защитного покрытия

Восстановление оцинковки в условиях заводского цеха проводят катодным напылением. Процесс имеет электрохимическую природу, а потому неприменим в полевых условия. При монтаже бытовых коммуникаций альтернативной защитой служит покраска труб. Покрытие требует постоянного контроля и обновления при ржавлении труб.

Более стойкий защитный эффект оказывает краска с содержанием цинковой пыли более 90%. Наносят ее с помощью обыкновенной кисти. Существует способ восстановить цинковое покрытие наплавлением на поверхность стыка химически чистой цинковой проволоки.

Источник