От двадцати до тридцати лет минимум прослужат оцинкованные трубы — таков примерный срок их службы. Следует учитывать, что это значительно превосходит период использования обычных стальных труб. Там, где обычная стальная конструкция прослужит от пяти до десяти лет, оцинкованные трубы сохраняют свою эффективность до 6 раз дольше.
Как производят трубы из оцинкованной стали
Процесс производства оцинкованных труб не имеет универсального стандарта, ибо сама оцинковка представляет собой дополнительную операцию, применяемую не только к трубам, но и к другому металлопрокату. Это фактически разделяет процесс на два этапа: первый — изготовление основы из стального штрипса, который затем деформируется и сваривается для формирования трубы, а второй — процесс оцинковки.
Штрипс, представляющий собой стальной рулон или лист, который подвергается деформации на специализированной линии, где он принимает форму цилиндра, используя как холодные, так и горячие методы деформации.
Далее следует этап сварки продольного шва, который обычно выполняется автоматически с применением индукционной техники, иногда аргоновая сварка используется, но она более затратна и замедляет производственный процесс.
После этого производится повторная вальцовка для придания требуемой формы, а затем прокат подвергается нескольким проверкам на соответствие стандартам качества.
Наконец, в соответствии с требованиями стандартов или соглашениями с заказчиком, полученный материал нарезается на конечные изделия — мерные или немерные трубы.
Процесс оцинковки стального трубопроката
Цинковое напыление применяется на трубный металлопрокат, изготовленный из углеродистой или низколегированной стали. В процессе эксплуатации на поверхности формируется стойкий слой, известный как патина, который обладает устойчивостью к механическим повреждениям, воздействию воды и кислорода.
Дополнительный защитный слой цинка имеет разную толщину: 30 мкм для труб коммунального назначения и до 150 мкм для промышленных целей. Однако этот слой увеличивает общий вес конструкций, как минимум, на 3%.
Из-за физико-химических свойств цинка сварка не применима: при нагревании этот металл воспламеняется. Для решения этой проблемы используют резьбу или оставляют непокрытыми фаски с определенным отступом от края.
Электрогальванический способ
При электрогальваническом способе цинкования чистая деталь погружается в ванну с электролитом, обычно это разбавленный раствор соляной кислоты. Под воздействием электрического тока начинается химический процесс электролиза, в результате которого цинк равномерно осаждается на поверхности изделия, создавая тонкий защитный слой.
Однако существует единственный недостаток: возможное ухудшение качества покрытия в случае попадания пыли или масла на поверхность обрабатываемой детали. Это проблема, с которой сложно бороться при массовом производстве.
Холодное цинкование
Метод, который набирает все большую популярность, — это холодное нанесение покрытия на поверхность металлических изделий. Его ключевым преимуществом является простота применения. Этот процесс включает использование специальной краски, содержащей цинк, которая наносится с помощью распылителя. Таким образом, нет необходимости в настройке сложных и дорогостоящих автоматизированных линий на производстве — все операции могут быть выполнены вручную. Кроме того, этот метод хорошо себя зарекомендовал при обработке изделий сложной формы или нестандартных размеров.
Однако у этого метода есть недостатки, включая низкую скорость обработки, так как она зависит от умения и опыта работника. Это также влияет на качество покрытия, поскольку результат может быть неравномерным в зависимости от мастерства исполнителя.
Горячее цинкование
Горячее цинкование является наиболее распространенным и широко используемым методом защиты металлических изделий. Процесс состоит из нескольких этапов.
Сначала деталь тщательно очищается от пыли, масла и прочих загрязнений. Затем с помощью травления с использованием соляной кислоты удаляется окалина, образовавшаяся в результате термической обработки (например, при горячей прокатке или резке). После этого необходимо удалить оксидные пленки, которые могут возникнуть после предыдущих процессов и помешать адекватному проникновению цинкового покрытия. Этот этап называется флюсованием.
После завершения подготовки поверхности, изделие опускается в ванну с расплавленным цинком на 5-10 минут, после чего извлекается и высушивается.
Несмотря на широкое использование, у горячего цинкования есть свои недостатки. Среди них: высокие энергозатраты на поддержание цинка в расплавленном состоянии (требуется подогрев до температуры не менее 500 градусов); сложности обработки крупногабаритных изделий и потенциальные риски для здоровья человека и окружающей среды из-за химических процессов.
В то же время следует отметить отличное качество защитного покрытия и высокую долговечность обработанных изделий, что является значимым преимуществом этого метода.
Термодифузионное цинкование больше подходит мелким метизам, чем стальному трубопрокату.
Нормативные документы
Существует ряд различных методов нанесения покрытия на трубы, и для каждого из них действуют свои нормативные документы:
- ГОСТ 14918-80 устанавливает стандарты для тонколистовой стали;
- В части требований к толщине и качеству оцинковки водогазопроводных труб регулируются ГОСТ 3262-65, разделом 2.7;
- ГОСТ 9.307-89 определяет стандарты контроля качества;
- ТУ 25.61.11.111-010-00-194228-2016 предписывает процедуры горячего цинкования труб и других металлических изделий.
Преимущества оцинкованных стальных труб
Оцинкованные трубы превосходят полимерные изделия в прочности, надежности и устойчивости к механическим воздействиям. Сталь сохраняет свою форму и размеры даже при воздействии высоких температур, что делает оцинкованные трубы подходящими для работы с горячими жидкостями. Они способны выдерживать высокое давление без риска разрушения.
По сравнению с обычными стальными изделиями, оцинкованные обладают значительно большей устойчивостью к коррозии, что увеличивает их срок службы и снижает износ. Дополнительно, цинк сам по себе является антисептиком, что делает оцинкованные трубы идеальным выбором для применения в водопроводных системах.
Если сравнить с нержавеющим прокатом, изготовленным из хромоникелевых сплавов, оцинкованные аналоги обладают рядом преимуществ:
- Устойчивость к низким температурам;
- Способность выдерживать нагрузки, такие как давление грунта;
- Более доступная цена, которая в среднем на 30% ниже, чем у нержавеющей стали.
Характеристики и применение
Оцинкованная сталь представляет собой материал, который отличается долговечностью и высокими гигиеническими свойствами, что обуславливает его широкое применение в различных сферах, включая строительство опор для дорожных знаков и уличного освещения, ограждения, а также каркасы для теплиц и оранжерей.
Особенно важны эксплуатационные характеристики оцинкованных труб для коммунальных служб:
- Срок службы оцинкованных изделий превышает аналогичные неоцинкованные стальные изделия в 3-4 раза.
- Покрытие из цинка предотвращает образование известковых отложений, а повышенная прочность уменьшает вероятность появления микродефектов и утечек, что в свою очередь сказывается на экономической эффективности, особенно при подземной прокладке, когда ремонтные работы обходятся очень дорого. Кроме того, антисептические свойства цинка находят широкое применение в системах питьевого водоснабжения.
Однако следует отметить, что оцинкованные трубы не рекомендуется использовать в системах горячего водоснабжения и отопления с температурой выше 55 °C, так как при нагревании покрытие может отслаиваться, что может привести к загрязнению фильтров и образованию свищей. Также они склонны к быстрому разрушению в дымоходах.
Цинк нестоек к некоторым кислотам, и в зависимости от способа его нанесения, оцинкованные трубы могут переносить только среднеагрессивные среды.
Размеры стальных труб с цинковым покрытием
Размеры оцинкованных труб могут варьироваться в зависимости от их применения:
- Водогазопроводные трубы (ВГП) предназначены для использования в городских коммунальных сетях. Согласно ГОСТ 3262-75, внешний диаметр может быть от 10,2 до 165 мм.
- Электросварные трубы применяются в коммунальных и промышленных системах, в строительстве, сельском хозяйстве и автомобилестроении. Сортамент указан в ГОСТ 10704-91, с наружным диаметром от 10 до 1420 мм.
- Бесшовные трубы обладают повышенной стойкостью к внутренним нагрузкам. Согласно ГОСТ 8734-75, их диаметр может варьироваться от 9 до 250 мм, а согласно ГОСТ 32528-2013 — от 20 до 550 мм.
- Бесшовные трубы ГОСТ 8232
- Профилированные трубы имеют различные сечения, такие как квадратное, прямоугольное, треугольное или трапециевидное. Для каждого типа существуют свои стандарты размеров.
Ограничения на длину заготовок обусловлены техническими параметрами используемого оборудования, поэтому максимальная длина изделия ограничена 12 метрами.
Почему нельзя варить оцинкованные трубы
В процессе сварки оцинкованных трубопроводов в местах соединений происходит выжигание цинкового слоя на их поверхности. Это создает зоны потенциальной внутренней коррозии, что существенно сокращает срок службы трубопроводов на сварных соединениях. Подобные проблемы могут привести к различным авариям, включая протечки и заливы помещений водой.
