Можно ли сваривать оцинкованные трубы? Полное руководство по сварке оцинкованных стальных труб.

Да, оцинкованные трубы можно сваривать. Но должны быть соблюдены три условия.

Во-первых, необходимо удалить цинковое покрытие из зоны сварки. Во-вторых, необходимо контролировать сварочные пары с помощью надлежащей вентиляции. В-третьих, перед восстановлением антикоррозионной защиты необходимо осмотреть готовый сварной шов.

Если цинк не удается удалить как с внешней поверхности, так и из корня сварного шва, не сваривайте трубу. Вместо этого используйте рифленое, резьбовое или фланцевое соединение. То же самое относится к случаям, когда запрещены работы с использованием открытого огня или техническое задание не допускает сварного соединения.

Главное правило сварки оцинкованных труб: оголять чистую сталь, контролировать испарения, проверять сварной шов и ремонтировать покрытие.

Вы умеете сваривать оцинкованные трубы?

Оцинкованные трубы свариваются, поскольку материал под цинковым покрытием обычно представляет собой углеродистую сталь. После удаления цинка открытую сталь можно сваривать, используя технологию, указанную для данной марки стали и толщины стенки.

Однако свариваемость материалов — это лишь одна из составляющих решения. Соединение также должно быть разрешено проектной документацией. При изготовлении металлоконструкций сварка часто допустима. Для трубопроводов высокого давления и систем пожаротушения следует руководствоваться утвержденными чертежами, применимыми стандартами монтажа и перечнем продукции.

В каких случаях безопасно сваривать оцинкованные стальные трубы?

Сваривать оцинкованные стальные трубы следует только при соблюдении всех пяти следующих условий:

1. В соответствии с проектной документацией допускается проведение сварочных работ.
2. Материал трубы и толщина стенки известны.
3. Цинк может быть удален из любой части зоны сварки.
4. Механическая вентиляция позволяет контролировать распространение испарений.
5. Сварной шов и отремонтированное покрытие можно осмотреть.

Если какое-либо условие не может быть выполнено, не приступайте к сварке.

Для ответственных конструктивных и несущих нагрузку соединений также требуется квалифицированный сварщик и утвержденная технологическая карта сварки (WPS). Технологическая карта сварки определяет конструкцию соединения, присадочный металл, процесс сварки, положение сварщика, подвод тепла и требования к контролю качества. Она является надлежащим источником параметров сварки.

Почему для сварки оцинкованных труб требуется специальная подготовка?

Труба из оцинкованной стали представляет собой углеродистую сталь, защищенную цинковым покрытием. Цинк препятствует проникновению влаги и корродирует раньше стали, продлевая срок службы трубы.

Однако во время сварки цинк становится проблемой. Цинк испаряется до того, как сталь расплавится. Если он остается вблизи шва, он образует пары оксида цинка и мешает сварочной ванне. Это приводит к чрезмерному разбрызгиванию, пористости и снижению проплавления.

Вывод очевиден: не следует обращаться с оцинкованными трубами так же, как с непокрытой сталью. Сначала удалите цинк.

Перед изготовлением соединения необходимо подтвердить стандарт материала, марку, толщину стенки и метод цинкования. В руководстве Baolai по техническим характеристикам стальных труб объясняется, как определить эти параметры.

Какие риски связаны со сваркой оцинкованных труб?

Сварка оцинкованных труб создает один риск для здоровья и один риск для качества.

Риск для здоровья связан с воздействием паров оксида цинка. Риск для качества — загрязнение цинком сварного шва. Оба риска обусловлены одной и той же причиной: цинк остается слишком близко к сварочной дуге.

Пары цинка и меры безопасности при сварке

Пары оксида цинка могут вызывать лихорадку, вызванную парами металлов. Симптомы включают лихорадку, озноб, тошноту, головную боль, кашель, мышечные боли и металлический привкус во рту. Они могут появиться через несколько часов после контакта с парами.

В закрытом рабочем пространстве сварка стали с цинковым покрытием требует общей механической вентиляции или местной вытяжной вентиляции. Расположите вытяжной колпак близко к сварочной дуге, чтобы пары удалялись в месте их образования и не попадали в зону дыхания сварщика.

Не сваривайте оцинкованные трубы в замкнутом пространстве без механической вентиляции. Если вентиляция не может обеспечить безопасную атмосферу, работу необходимо остановить до тех пор, пока не будет внедрена утвержденная процедура защиты органов дыхания и работы в замкнутом пространстве.

Сварочный шлем, перчатки и огнестойкая одежда защищают от дуги и раскаленного металла. Однако они не защищают легкие от паров цинка. Открытие двери или использование бытового вентилятора также не являются адекватной заменой для удаления сварочных паров.

Как цинковое покрытие влияет на качество сварных швов

Цинк, попавший в шов, превращается в пар при образовании сварочной ванны. Если пар не может выйти наружу, он оставляет поры внутри сварочного металла. Остаточный цинк также может вызывать разбрызгивание металла, нестабильную дугу, неполное сплавление и плохое проплавление.

Наибольший риск возникает в основании стыкового соединения. Удаление наружного покрытия недостаточно, если цинк остался на внутренней поверхности.

Придерживайтесь простого правила принятия решения: если есть доступ к внутренней части соединения и возможность его очистки, сварку можно продолжить после подготовки. Если внутреннее цинковое покрытие удалить невозможно, используйте механическое соединение или изготовьте соединение до цинкования.

Как подготовить оцинкованную трубу перед сваркой

Цель подготовки ясна: каждая поверхность, которая будет плавиться или соприкасаться со сварочной ванной, должна быть чистой, необработанной сталью.

Не используйте сварочную дугу для прожигания цинка. Это приводит к образованию лишних испарений и снижает контроль над качеством сварного шва.

Удалите цинк и очистите зону сварки.

Для удаления оцинкованного покрытия используйте механическую шлифовку. Удалите цинк с обеих сторон соединения и с обеих доступных поверхностей стенки трубы.

В соответствии с рекомендациями по изготовлению оцинкованных металлоконструкций, необходимо удалять покрытие примерно на 1–4 дюйма (25–100 мм) с каждой стороны сварного шва. Используйте расстояние, указанное в технологической карте сварщика (WPS) проекта. Если в WPS не указано расстояние, сварщик должен установить его в соответствии с конструкцией и процессом соединения.

После шлифовки удалите остатки цинка, пыль, масло, краску, влагу и отслоившийся оксид. Зона сварки готова только тогда, когда по всей подготовленной поверхности видна чистая основная сталь.

Шлифовальная пыль содержит частицы цинка. Улавливайте пыль с помощью подходящего вытяжного оборудования и предотвращайте ее распространение по рабочей зоне.

Проверьте место соединения и рабочую зону.

Подготовьте фаску, отверстие у основания трубы и выравнивание, указанные в WPS. Не копируйте зазор соединения, используемый для непокрытой трубы, не имеющей отношения к данному типу. Для оцинкованных соединений требуется достаточный доступ для удаления покрытия и обеспечения полного проплавления.

Перед выполнением удара по дуге необходимо подтвердить четыре момента:

• Внутренние и внешние поверхности не содержат цинка.
• Труба выровнена и надежно закреплена.
• Вентиляционное оборудование работает.
• Рабочая зона очищена и контролируется на предмет возможности проведения огневых работ.

Если хотя бы одна из этих проверок не пройдена, исправьте это до начала сварки. Не компенсируйте плохую подготовку увеличением силы тока.

Как сваривать оцинкованные трубы: пошаговая инструкция

Правильная последовательность такова:

1. Уточните, разрешены ли сварочные работы.
2. Проверьте материал трубы и толщину стенок.
3. Удалите цинк со всей зоны сварки.
4. Очистите, снимите фаску и выровняйте соединение.
5. Запустите систему вентиляции.
6. Сварку выполняйте в соответствии с технологической картой сварки (WPS).
7. Проверьте качество выполненного сварного шва.
8. Отремонтируйте и проверьте цинковое покрытие.

Изменение этого порядка создает предотвратимые риски. В частности, никогда не ремонтируйте покрытие до тех пор, пока сварной шов не пройдет проверку качества.

Установите параметры сварки и завершите соединение.

Установите ток, напряжение, скорость перемещения, присадочный металл и зазор в соединении в соответствии с утвержденной технологической картой сварки (WPS). Единой настройки, подходящей для всех оцинкованных труб, не существует, поскольку необходимые параметры зависят от марки трубы, толщины стенки, процесса сварки и положения при сварке.

Выполните проходы по корневому слою, засыпке и покрытию в указанной последовательности. Удаляйте шлак и остатки между проходами.

Прекратите сварку, если из шва постоянно выделяется белый дым, наблюдается повторное образование пузырьков или видны поры на поверхности. Эти признаки указывают на то, что в зоне сварки остался цинк или что подготовка шва выполнена неправильно. Дайте зоне остыть, улучшите вентиляцию, удалите остатки цинка и подготовьте шов заново.

Очистите и проверьте готовый сварной шов.

После сварки удалите шлак, брызги и остатки на поверхности. Осмотрите сварной шов на наличие трещин, подрезов, нахлестов, пористости, неполного заполнения и неправильного профиля.

Для некритичных конструктивных соединений может потребоваться визуальный осмотр. Для соединений, удерживающих давление, или критически важных конструктивных соединений необходимо провести осмотр, предусмотренный проектом, например, магнитопорошковый, ультразвуковой, рентгенографический или гидростатический контроль.

Решение однозначное: сварной шов либо соответствует критериям приемки, либо нет. Дефектный сварной шов следует отбраковать и отремонтировать до нанесения защитного покрытия.

Какие методы сварки лучше всего подходят для оцинкованных стальных труб?

Выбор метода сварки зависит от условий работы и толщины стенки трубы:

• Используйте MIG-сварку для эффективной сварки тонких труб в мастерской.
• Для работ на открытом воздухе, в сложных положениях или при работе с более толстыми материалами используйте дуговую сварку.
• Сварку TIG следует применять только для тонких, прецизионных соединений, если возможно полное удаление цинка.

Проект WPS имеет приоритет над этими общими правилами отбора.

Сварка оцинкованных труб методом MIG

Сварка в среде инертного газа, официально называемая газовой дуговой сваркой (GMAW), является практичным выбором для серийного изготовления труб толщиной менее примерно 13 мм в цеху.

Этот метод обеспечивает хорошую производительность, но зависит от стабильного защитного газа. Не выбирайте MIG-сварку для работы на открытом, ветреном рабочем месте, если зону сварки нельзя защитить экраном. Даже в мастерской сначала удалите цинковое покрытие; остатки покрытия увеличивают разбрызгивание и пористость.

Сварка оцинкованных труб электродами

Сварка покрытым электродом (SMAW), или дуговая сварка стержневым электродом, является лучшим выбором для изготовления конструкций на открытом воздухе, сложных положений при сварке и обработки более толстых деталей, если это позволяет технологическая карта сварки (WPS).

Данный процесс не требует внешнего источника защитного газа, но при этом образуется шлак. Каждый проход следует очищать перед нанесением следующего. Выбор электрода должен соответствовать типу стали и технологической карте сварки (WPS), а не просто быть предназначенным для стали общего назначения.

Сварка оцинкованных стальных труб методом TIG-сварки

Газодуговая сварка вольфрамовым электродом (GTAW), обычно называемая TIG-сваркой, подходит для сварки тонкостенных труб и прецизионных соединений.

Сварку TIG следует проводить только после полного удаления цинка. Остаточный цинк загрязняет вольфрамовый электрод и дестабилизирует дугу. Для стандартного изготовления толстостенных труб обычно более производительным является сварка MIG или дуговая сварка электродами.

Как защитить оцинкованные трубы после сварки

Каждый сварной шов разрушает цинковое покрытие в месте соединения. Поэтому ремонт является обязательным, а не косметическим.

Сварной оцинкованный трубопровод не считается готовым, когда останавливается сварочная дуга. Он считается готовым, когда сварной шов проходит контроль качества и оголенная сталь повторно покрывается защитным слоем.

Ремонт и осмотр поврежденного цинкового покрытия.

После приемки сварного шва очистите окружающую сталь до полного высыхания и удаления шлака, масла, ржавчины и отслоившегося покрытия.

Стандарт ASTM A780 признает три метода ремонта:

• Краска с высоким содержанием цинка
• Цинковый припой
• Термонапыляемое цинкование, также называемое металлизацией.

Для полевого ремонта обычно самым простым вариантом является краска с высоким содержанием цинка. Наносите продукт, соответствующий стандарту ASTM A780, в соответствии с требованиями к подготовке поверхности и толщине покрытия. Толщина ремонтного покрытия за один слой должна составлять не менее 50.8 мкм; окончательная требуемая толщина зависит от выбранного ремонтного материала и технических условий проекта.

Измерьте площадь покрытия после нанесения. Если на отремонтированном участке недостаточно покрытия, адгезии или необходимой толщины, подготовьте и нанесите покрытие заново.

Когда следует использовать альтернативные методы соединения труб?

Не выполняйте сварку, если невозможно удалить внутренний цинк, невозможно обеспечить механическую вентиляцию, запрещены огневые работы или утвержденная система требует дополнительного соединения.

Для труб меньшего диаметра используйте резьбовые соединения. Используйте фланцы вокруг клапанов, насосов и оборудования, которое необходимо демонтировать. Используйте рифленые муфты там, где требуется быстрая установка, сокращение объемов сварочных работ и упрощение технического обслуживания.

Компания Baolai поставляет фитинги для противопожарных спринклерных систем, предназначенные для соединения, разветвления и перенаправления спринклерных трубопроводов.

При проектировании системы пожаротушения следует руководствоваться утвержденным проектом. Если на чертежах указаны канавочные или резьбовые соединения, не заменяйте их сваркой на месте только потому, что сварочное оборудование имеется.

FAQ

Можно ли сваривать оцинкованные трубы, не удаляя защитное покрытие?

При обычной сварке не следует проваривать покрытие насквозь. Хотя существуют специализированные процедуры, удаление цинка приводит к меньшему количеству дымовых газов и более надежному сварному шву. Перед сваркой следует зачистить покрытие.

Опасна ли сварка оцинкованных труб?

Да, если цинковое покрытие остается на месте или не контролируется выделение паров. Перед сваркой удалите покрытие и обеспечьте механическую вентиляцию.

Что произойдет, если сваривать оцинкованную сталь без вентиляции?

Пары оксида цинка попадают в дыхательные пути и могут вызвать лихорадку, вызванную парами металлов. Прекратите работу и обеспечьте искусственную вентиляцию легких, прежде чем продолжить.

Можно ли сваривать оцинкованные стальные трубы для использования на открытом воздухе?

Да. Сварку следует проводить только после удаления цинкового покрытия и подтверждения того, что проект допускает сварку. После проверки восстановите покрытие методом ремонта, соответствующим стандарту ASTM A780.

Как отремонтировать оцинкованное покрытие после сварки?

Дайте сварному шву пройти контроль качества, очистите голую сталь и нанесите цинкосодержащую краску, цинковый припой или цинковое напыление в соответствии со стандартом ASTM A780. Проверьте толщину готового покрытия.

Заключение

Сварка оцинкованных труб возможна, если это разрешено условиями сварки, цинк может быть полностью удален, испарения можно контролировать, а готовый сварной шов можно проверить и повторно покрыть защитным слоем.

Не выполняйте сварку, если внутреннее покрытие недоступно, отсутствует механическая вентиляция или проект требует механического соединения. В таких случаях используйте рифленое, резьбовое или фланцевое соединение.

Компания Baolai поставляет трубы горячего цинкования и предварительно оцинкованные трубы для строительства, промышленных трубопроводов и противопожарных проектов. Ознакомьтесь с нашими решениями по оцинкованным стальным трубам или отправьте в компанию Baolai необходимую информацию о стандарте, размере, толщине стенки, покрытии, подготовке концов, количестве и месте назначения для получения индивидуального предложения для вашего проекта.

Авторитетные источники

• OSHA: Вентиляция и защита при сварке, резке и нагреве.
• Карманный справочник NIOSH: Оксид цинка
• Американская ассоциация гальванизаторов: Сварка оцинкованной стали
• Американская ассоциация гальванизаторов: Ремонт горячеоцинкованной стали