Как правильно выполнять сварку оцинкованных труб: пошаговая инструкция для чайников

Трубы из оцинковки сваривать не запрещается. Этот материал используется повсюду — на водо- и газопроводах, в отопительных системах. Сложно представить, чтобы монтаж происходил вовсе без сварки, учитывая столь широкое применение оцинкованного материала в трубопроводах различного назначения. Стыковка этим способом регламентируется СНиП 3.05.01-85 о внутренних санитарно-технических системах.

Трудности сваривания

Главная проблема — во время сварки в районе воздействия горелки выгорает слой защиты из цинкового покрытия. Это провоцирует быстрое развитие коррозии. Есть и другое, не менее существенное затруднение: от нагревания цинк начинает интенсивно испаряться. При попадании в дыхательные пути мастера он вызывает удушье, ожоги слизистой, острое отравление.

Из-за этого сварка оцинкованных труб допускается только на улице или в хорошо вентилируемом помещении, а сварщику предписывается использовать защитную маску.

Способы сварки

С учетом этих особенностей разработаны специальные технологии, предусматривающие полную сохранность оцинкованных труб:

• под флюсом;
• специальными электродами.

С использованием флюса

Точки сварки покрываются особым веществом – флюсом. Он не дает цинковому покрытию выгорать и превращаться в летучий газ. Флюс забирает долю тепла, а цинк под ним плавится, переходит в вязко-жидкое состояние и равномерно обволакивает сварное соединение, соединяя концы оцинкованных отрезков.

Ручная электродуговая

В этом способе сварки оцинкованных поверхностей применяются специальные электроды под высокие токи. Сущность методики – уменьшить время теплового воздействия на соединяемые заготовки, когда цинк за время сварки не достигает точки превращения в газ и не испаряется.

Эта технология чаще всего применяется не только при строительстве газопроводов и строительных конструкций, но и при прокладке водопровода.

Альтернативные способы соединения

Оцинкованные трубы допускается соединять резьбами и муфтами. В последнем случае результат гарантирует 100 % герметичность только при регулярном обслуживании стыков. Нарезать резьбу на оцинкованной трубе не так уж и просто. Есть вариант использовать заводские резьбы и сгоны. Но, опять же, их необходимо приваривать. Все это способно существенно поднять стоимость работ.

Какой способ лучше

Сварка и пайка под флюсом предпочтительнее других способов соединения оцинкованных труб. И вот по каким причинам:

1. Работы проводятся быстро, если их выполняют квалифицированные сварщики.
2. В сравнении с резьбовым или фланцевым обеспечивается неразъемное соединение, которое не нуждается в дальнейшем обслуживании.
3. Сварка позволяет выполнять большие объемы работ за короткий отрезок времени — например, при прокладке многокилометровых трубопроводов.

На оцинкованных трубопроводах разъемное соединение – резьбовое, фланцевое, с помощью компрессионных и накладных муфт – используется не так часто и только в тех случаях, когда сделать нужно немного. Например, при замене радиатора в квартире необходимо удлинить подводку. Тогда на отрезке существующей оцинкованной трубы нарезают резьбу и муфтой, угловыми фитингами присоединяют отрезок другой.

Разъемное соединение вместо сварки используется для подключения к трубопроводу дополнительных устройств, например, счетчиков. Важно понимать, что такое соединение в отличие от сварки и пайки не обеспечивает 100 % герметичности и нуждается в периодическом обслуживании независимо от того, какая рабочая среда циркулирует по оцинкованному трубопроводу – жидкость или газ.

Трудности сваривания

Когда производится сварка оцинкованных труб, то температура в зоне сваривания достигает +1200 ℃. Происходит выгорание цинкового слоя. Этот металл начинает закипать уже при +906 ℃. То есть, получается, что на участке стыка двух труб образуется зона без защиты. Но и это не все отрицательные стороны сварки оцинкованных труб.

Газообразный цинк вредное для человека вещество. Попав в дыхательные пути, он приводит к удушью. Поэтому сварка в помещениях без организации хорошо действующей вентиляции запрещена. К тому же по техники безопасности сварщик должен надеть под маску респиратор.

При высокой температуре цинк начинает интенсивно испаряться, что приводит к образованию внутри стали раковин и пор. А это снижение качества места соединения и прочности стыка двух оцинкованных труб.

Технология сварки

Рассмотрим поближе технологический процесс сварки оцинкованной профильной трубы, при этом необходимо строго соблюдать все требования техники безопасности.

• Производим предподготовительные работы для зачистки соединений труб. Допускается применение одного из двух способов. В первом варианте удаляем ненужный элемент цинкового материала традиционным механическим путём. Во втором случае, на конец оцинкованной трубы наносим заранее подготовленный флюс, который будет осуществлять защиту от испарения, во время теплового проведения сварочных работ. По своей сути сварка оцинкованных труб полуавтоматом предусматривает выбор обоих вариантов по усмотрению оператором сварочного оборудования, но с по регламентным рекомендациям лучшим вариантом все же станет оставить на месте оцинкованный слой. Это предупреждает возникновению коррозии ив дальнейшем можно значительно увеличить эксплуатационный ресурс трубы.
• Далее производим обезжиривание поверхности специальным составом.
• Если материал оцинкованной стали имеет рабочую толщину менее чем 3 мм, то необходимо подготовить скосы и граты для эффективной сварки оцинкованных труб по ГОСТ. Если материал более чем 3 мм, необязательно нужно подготавливать скосы и граты.
• Осуществляем подготовительные работы с листом металла, путём прогревания при помощи газовой горелки. В данном случае соединение оцинкованных труб без сварки невозможно, прогревание осуществляем не только в месте стыка, но и на 20-30см в каждую из сторон стыковочного соединения.
• Осуществляем планомерный нагрев поверхности металла, в частности места соединения. Аккуратно плавим флюс, который должен заполнить свободное пространство между соединениями. Обязательно следим за тем, чтобы нигде не осталось ни одного не обработанного места на поверхности соединении. Если мы все проделали правильно, то в дальнейшем получим идеально прочный стык, который невозможно будет разрушить без применения существенной грубой физической силы.
• По окончании сварочного процесса, аккуратно удаляем остатки флюса. Но нужно удалить столько флюса, чтобы остался идеальный шов сварочного соединения, для предупреждения нарушения стыковых соединений.
• После того, как остынет поверхность, равномерно восстанавливаем структуру материала, которая была повреждена от нагрева. Используем для этих целей материалы и вещества, которые будут иметь коррозионные характеристики стойкости меньше, чем у цинкового соединения.

По своей сути сварка оцинкованных труб запрещена только при проведении определённых технологических процессов, которые нельзя использовать по санитарным нормам, например для некоторых систем водопровода и газоснабжения.

Выбираем электроды для сварки

Не менее значимую сторону имеет правильный выбор электродов, которые позволяют добиться нужного эффекта сварки оцинкованного материала. Цинк имеет уникальное свойство, которое заключается в его испарении, при этом температура кипения материала достигает 906 С. Если во время технологического испарения цинк попадает в сварочную ванну, в непосредственной конструкции сварного шва образуются своеобразные поры, а также кристаллизационные механические трещины. В данном случае обязательно нужно в процессе сварки очищать образовавшийся оцинкованный слой. Но не в каждом процессе удаётся правильно удалить образовавшийся слой, для дуговой сварки необходимо правильно и грамотно подбирать соответствующий тип электродов.

Электроды для сварки оцинкованных труб

Если мы, к примеру, варим углеродистую сталь, то отличным вариантом станет электрод, который содержит рутиловый элемент. А для сварки металлических изделий, которые содержат низколегированную сталь, необходимо использовать стандартные электродные материалы.

Рутиловые электроды имеют ряд неоспоримых преимуществ:

• На основе специального строения, электроды быстро зажигаются и можно сразу же приступить к сварочным работам.
• Готовая сварочная дуга получается идеальной, и практически отсутсвует поры и прочие дефекты, которые используются в техпроцессе.
• Общая масса разбрызгивания сплавов вовремя сварки сведения к низкому коэффициентному показателю.

Для того чтобы повысить применение рутиловых электродов по параметрам снижения углеродистого вещества, а также для увеличения сопротивляемости к образованию так называемых механических трещин, в состав электродов добавляют незначительный объем железного порошка.

Для того, чтобы предупредить образования на угловых соединениях и швах, увеличиваем производственный ток, а также уменьшаем саму скорость проведения сварочных работ.»

Если вы планируете использовать трубы в температурном режиме окружающей среды, то качество соединений не окажет негативное влияния в дальнейшей эксплуатации.

Альтернативные варианты для оцинкованной сварки

Не для каждого типа водопровода или прочей системы допускается использование сварки оцинкованных труб. В данной ситуации поможет традиционное резьбовое соединение, которое используется на концевых соединениях, а также крепление болтовыми элементами. Перед сварочными работами, необходимо уточнить, допускается ли сварка оцинкованных элементов, для конкретной трубопроводной системы. Все эти рекомендации можно найти как в ГОСТ, так и в СНИП. Обязательно необходимо соблюдать условия техники безопасности, в том числе с использованием специальных защитных средств для оператора, который ведёт сварочные работы.

КАКИЕ ЕСТЬ ВИДЫ ПРОВОЛОКИ ДЛЯ СВАРКИ ОЦИНКОВКИ

• CuSi3. Проволока с 97% содержанием меди. Целевым назначением является сваривание медных изделий. Использование для сварки оцинковки является целесообразным и позволяет добиться легкообрабатываемого соединения. Минусом в данном случае будет являться то, что такое соединение не будет иметь очень высокого показателя прочности. Стоит учитывать, что входящий в состав сплава кремний обладает высокой текучестью, что требует повышенной осторожности при работе;
• Autrod 19.30. Целевым назначением является сваривание оцинкованных изделий. Соединение кремния, марганца и серы позволяет добиться достаточно крепкого соединения;
• CuSi2Mn. Создает соединение с очень высокими показателями прочности. В связи с повышением показателя, усложняется процесс дальнейшей обработки;
• CuAl8. Целевым направлением является сваривание металла, обработанного сочетанным цинково-алюминиевым сплавом.

Методы сварки

Для соединения оцинкованных труб на выбор используются два метода:

1. Электродуговой.
2. Газовый.

Соответственно, первый способ требует применения электродов, а второй газовой горелки. При электродуговом способе немаловажную роль играет толщина труб, подлежащих сварке. Если она является значительной, то перед началом необходимо с краев труб снять фаски. Тонкостенные трубы можно сваривать без предварительной обработки.

Кроме грамотного выбора электродов качество соединения будет зависеть от квалификации сварщика и его опыта. Сварка труб с цинковым покрытием потребует работы быстрой, но аккуратной. Вначале делают состыковку оцинкованных труб с небольшим зазором. Зазор между деталями необходим для того, чтобы улучшить провар. К тому же это улучшает видимость получаемого шва и дает возможность более правильно перемещать электрод.

Для фиксации необходимо выполнить как минимум три прихватки, чтобы избежать перекоса труб во время работы. Величину тока следует немного увеличить, чтобы можно было вначале прожечь саму оцинковку, которая иначе может препятствовать возникновению дуги, после чего можно начинать спокойно сплавлять металл.

Важна скорость ведения электрода. Если процесс осуществляется слишком медленно, то возможно проявление прожига, а при быстрой сварке возникнут области непровара. Пламя горелки следует направлять не на трубы, а на припой. При сваривании необходимо поддерживать постоянное пламя, чтобы избежать непроваров.

При газовом методе используют горелку меньшую, чем для сварки черных металлов.

При использовании слишком большого сопла горелки заготовки могут перегреться, и цинк начнет испаряться. При выборе горелки с маленьким размером сопла не произойдет достаточного разогрева и может возникнуть прилипание припоя к поверхности трубы. После завершения сварки любым из предложенных методов необходима зачистка шва и покрытие места его расположения антикоррозийным составом, предназначенным специально для оцинкованных труб.

Выбор электродов

К электродам для сварки оцинкованных труб предъявляются особые требования:

• они не должны сильно разбрызгиваться, чтобы повреждать защитное покрытие;
• легко зажигаться;
• образовывать качественный шов, обладающий низкой ударной вязкостью.

Марка покрытия электрода выбирается по типу стали: для углеродистых нужно рутиловое, для низколегированных – основное. В рутиловом покрытии содержится до 50% оксида титана, наиболее популярные марки: ESAB-SVEL OK 46.00, Electric Omnia 46, ОЗС-12, МР-3, УОНИ 13/55. Из электродов с основным покрытием для сварки применяют ТМЛ, ТМУ-21, ЦУ-5, ЦЛ-20; ЦЛ-39, в их состав входит фосфор и кальций. Диметр подбирается по специальным таблицам в зависимости от толщины свариваемой трубы и толщины стенки, он должен соответствовать СНиП 3.05.01-85.

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.

Особенности проведения сварочных работ

Непосредственная технологическая карта сварка оцинкованных труб предусматривает определённые параметры проведения работ и рабочего процесса, который должен соответствовать регламентным положениям. Процесс варки должен предусматривать определённые характеристики, целью которых является предупреждение повреждения поверхности оцинкованного покрытия в процессе технологической сварки. Таким образом, электросварка оцинкованных труб предусматривает нанесение специального флюса на поверхность оцинкованного покрытия. Это позволит предупредить выгоранию цинка в момент проведения сварочных работ.

Сварка оцинкованных труб

Согласно методике сварки оцинкованных труб СП предусмотрены следующие этапы:

• В месте проведения сварочных работ, наносится флюсовое соединение, которое имеет жидко-вязкое технологическое состояние.
• В процессе варки, флюсовое соединение переходит в иную структуру, при этом происходит плавление, а флюс при этом не выделяет продукты горения, а также не испаряется, но сварка оцинкованных труб наносит вред здоровью, без использования специальных защитных приспособлений для оператора сварочного оборудования.
• По окончании технологической сварки, получается идеально ровный и крепкий шов в месте соединения. Поверхность полностью защищена от появления коррозионных процессов в дальнейшем.

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».

Видео

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.

Видео

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.

Видео

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.

Диаметр присадочного прутка определяется из соотношения:

• при толщине стенки менее 10 мм D= 0,5S+ 1, где

D – диаметр прутка для присадки;

S – толщина стенки трубы;

• для труб с толщиной стенки более 10 мм соотношение принимает вид:

D = 0,5S

Для нарезки фасок на стыкуемых концах труб в полевых условиях применяется специальное оборудование – орбитальные установки. Они могут оснащаться газопламенными резаками для нарезки таких элементов.

Для случая с оцинкованными трубами могут использоваться механические головки, нарезка производится резцом или фрезой. Позиционирование и крепление установки производится непосредственно на трубе.

Необходимые меры безопасности

Особенности сварки оцинкованной трубы предполагают особое внимание к исполнению правил безопасности при производстве работ. Выделяющиеся при выполнении соединения пары цинка являются весьма ядовитыми, поэтому их удаление из помещения обязательно.

Видео

Для этого используются мощные вытяжные устройства для каждого сварочного поста. Остальные требования по безопасности оговариваются соответствующими инструкциями и обязательны для исполнения.

Сварка оцинкованных труб является наиболее распространенным способом их соединения, как по надежности, так и по долговечности. Следует помнить, что шов нуждается специальной защите от коррозии с использованием специальной краски на основе цинкового порошка.