Содержание статьи:
Не смотря на насыщенность рынка множеством разновидностей высокотехнологичных полимерных труб, металл для монтажа систем отопления, горячего и холодного водоснабжения сегодня используются достаточно широко. Металлические трубы для этих целей в основном производятся из стали и меди, реже из алюминия. Каждый вид таких труб, в зависимости от материала изготовления, обладает совокупностью индивидуальных характеристик, предоставляющих потребителю достаточно возможностей для манёвра при выборе.
Одной из распространённых разновидностей труб являются изделия из стали с цинковым покрытием – материал, обладающий многими положительными характеристиками, но специфический в применении. Рассмотрим, что это за материал, и как правильно использовать оцинкованные трубы для отопления.
Способы производства и разновидности оцинкованных труб
Главным врагом труб из стали является коррозия. Одним из способов защиты от неё является нанесение на поверхность стальной трубы защитного слоя цинка, после чего материал причисляется к отдельной подгруппе — оцинкованная труба для водоснабжения и систем отопления.
Метод является умеренно затратным, поэтому стоимость стальной трубы после оцинковки остаётся доступной — с приблизительным соотношением цен можно ознакомиться по данным таблицы:
| Размер ГВП-трубы (газоводопроводной) | Цена (руб./м) | |
| чёрная сталь | оцинкованная | |
| 15х2,8 ст1-3сп/пс | 33 | 50 |
| 20х2,8 ст1-3сп/пс | 42 | 66 |
| 25х2,8 ст1-3сп/пс | 59 | 95 |
| 32х2,8 ст1-3сп/пс | 81 | 127 |
| 40х2,8 ст1-3сп/пс | 90 | 155 |
| 50х2,8 ст1-3сп/пс | 117 | 194 |
*
Покрытие из цинка может быть нанесено на стальную трубу, изготовленную по любой технологии – прямошовную, со спиральным швом, бесшовную, поэтому оцинкованные трубы по фактору наличия шва классифицируются так же, как обычные.
Самостоятельного стандарта для оцинкованных изделий не существует. Стальные трубы с цинковой защитой производятся в соответствии с нормативными документами на электросварные изделия с прямым швом (ГОСТ 10704) и материал для газопроводов (ГОСТ 3262-75).
Способы покрытия цинком
Цинковое покрытие, в зависимости от условий эксплуатации трубы, может выполняться как по наружной её поверхности, так и по внутренней.
Существует 4 метода цинкования труб, каждый из которых применяется в зависимости от размеров изделий и требований, предъявляемых к толщине и прочности цинкового покрытия:
- горячий – подготовленную деталь погружают в расплавленный цинк, чем обеспечивается высокое качество и долговечность покрытия, но энергозатратность процесса велика;
- холодный – изделия одним из малярных способов окрашиваются веществами, содержащими цинк, что не обеспечивает высокую прочность цинкового слоя (применяется для защиты от коррозии уже смонтированных конструкций);
- электро-гальванический – покрытие осуществляется способом электролиза, то есть осаждения на деталь (анод) цинка, растворённого в электролите (катод), при прохождении электрического тока;
- газотермический — устройство защитного покрытия газопламенным напылением на поверхность детали цинкового порошка, недостаток – пористость и невысокая прочность слоя;
- термодиффузионный – детали покрываются слоем цинка, находящегося после нагрева до 2500 град. в парообразном состоянии, применяется для обработки мелких деталей в большом количестве – шурупы, болты, гайки, шайбы, требующие высокой адгезии цинка с металлом.
Параметры стальных труб с цинковым покрытием
Основными техническими параметрами стальных труб с цинковым покрытием являются:
- наружный диаметр (10,2 — 165 мм);
- вес 1 м трубы (0,4 — 22 кг);
- условный проход (6 — 150 мм);
- толщина стенки (1,8 — 5,5 м);
- длина (4 — 12 м).
Как и у обычных труб, стенки оцинкованных изделий могут быть лёгкими, усиленными или стандартными, точность исполнения назначается обыкновенной или повышенной.
Важно! Защитное цинковое покрытие должно быть нанесено на всю поверхность изделия и иметь толщину от 30 мкм. Отслаивание защитного слоя, шелушение и вспученности на нём не допустимы («Трубы стальные водогазопроводные», Технические условия, ГОСТ 3262-75, изм. №4,6).
Достоинства и недостатки
Большинство характеристик оцинкованных ВГП-труб, как положительных, так и отрицательных, совпадает с параметрами изделий из чёрной стали, но есть и индивидуальные качества.
Достоинства
- Прочность (особенно на разрыв).
- Огнестойкость.
- Малый коэффициент температурных удлинений.
- Абсолютная герметичность.
- Устойчивость к ударным нагрузкам.
- Долговечность.
- Возможность использования в качестве теплообменника.
- Возможность монтажа, в том числе текущего ремонта, своими руками.
- Два способа сборки (сварка, резьбовое соединение).
- Простота утилизации.
В пользу стальных ГВП-труб говорит тот факт, что наружная прокладка газопровода от магистрали к потребителям разрешена только из стального материала.
Недостатки
- Значительный удельный вес.
- Электропроводность.
- Высокая теплопроводность (необходимость утепления труб в системах отопления и ГВС).
- Подверженность коррозии при повреждении цинковой защиты.
Способы монтажа и сборки
Оцинкованные трубы, формирующие отопление или систему ГВС, монтируют тремя способами:
- сварка;
- фланцевое соединение;
- резьбовое соединение;
- пайка.
У каждого из перечисленных способов есть свои плюсы и минусы. Рассмотрим эти методы монтажа и связанные с ними нюансы.
Сварка оцинкованных труб
Водогазопроводные трубы с цинковым покрытием можно соединять электро- или газосваркой – оба вида монтажа удобны тем, что занимают мало времени. Но есть один негативный фактор, действие которого нужно минимизировать, так как полностью устранить его не получится.
Дело в том, что температура сварочного шва достигает 1200 градусов, а цинк кипит при 906 градусах и от нагрева в процессе сварки начинает испаряться. При этом происходит следующее:
- вредное воздействие паров цинка на сварщика, вплоть до наступления удушья, так как они ядовиты;
- испаряющийся цинк оголяет сталь и делает её уязвимой для коррозии;
- пары цинка способствуют образованию в сварочном шве пор и трещин, снижающих прочность соединения.
Для максимальной локализации указанных процессов перед началом сварки, не считая обязательного устройства эффективного вентилирования помещения, необходимо произвести следующие действия.
- подготовить кромки стыка, то есть выполнить на них наружную фаску и удалить цинковое покрытие на 25-30 мм в обе стороны от соединения;
- произвести сварку стыка с последующей зачисткой сварочного шва от шлака и покрытием оголённого участка трубы цинкосодержащей краской (содержание цинковой пыли – 94%, связующего – 6%) — холодным цинкованием.
Для предотвращения закипания цинкового слоя можно обработать место стыка соляной кислотой на 5 см в обе стороны, но в этом случае при сваривании будут образовываться кислотные испарения.
Важно! Согласно п. 4.6 СП (Строительных Правил) 73.13330.2012 устройство сварных соединений на трубопроводах из оцинкованной стали не разрешается, так как с внутренней поверхности трубы цинк перед сваркой не удаляется, и цинковые пары, образования которых при этом не избежать, обуславливают образование в шве пор и раковин. Но данный документ – добровольного применения и, если в проекте отсутствует ссылка на обязательное использование этого пункта, то монтаж оцинкованных труб сваркой допустим.
*
С целью минимизации воздействия цинка на качество электросварки монтаж необходимо проводить с выполнением следующих рекомендаций :
- сварку выполнять с малой скоростью, но избегая прожига трубы, и с повышенным значением силы тока;
- использовать электроды с рутиловым покрытием (состав электрода содержит оксид титана).
Электросварка труб с цинковым покрытием требует от сварщика определённых навыков. Кроме состава наружного покрытия электрода, на качество шва влияет толщина его стержня, обуславливающая мощность дуги – излишне толстый электрод будет прожигать стенку, а тонкий не обеспечит необходимую прочность сварного соединения. Для сварки оцинкованных труб с толщиной стенок 1,5 – 5 мм используют электроды диаметром 2-3 мм.
Фланцевое соединение оцинкованных труб
Данный метод основан на соединении между собой болтами фрагментов из труб, на концах которых приварены фланцы – стальные кольца с внутренним диаметром, равным наружному диаметру трубы, и отверстиями по периметру для монтажных болтов. Два фланца разных фрагментов прикладываются друг к другу с использованием промежуточной уплотнительной прокладки и стягиваются болт-гайками или шпильками.
В этом способе монтажа присутствует тот же негативный фактор, что и в сварном соединении – в процессе приваривания фланцев к трубам происходит кипение цинка и разрушение защитного слоя в районе сварочного шва. Поэтому так же необходимо принять меры к локализации температурного воздействия на цинковый слой, а после окончания сварки зачистить шов и нанести на него антикоррозийное цинкосодержащее покрытие (холодное цинкование).
Фланцевое соединение не компактно, поэтому применяется в большинстве случаев при прокладке трубопровода в подсобных помещениях или снаружи. На стыкуемой стороне фланца имеется кольцеобразная площадь, называемая зеркалом. Между двумя зеркалами стыкуемых фланцев перед их стягиванием устанавливается прокладка из паронита с отверстием, диаметр которого должен совпадать с внутренним диаметром трубы. Наружный диаметр прокладки выполняется равным расстоянию между противоположными крепёжными болтами.
Резьбовое соединение
Этот метод монтажа избавляет от необходимости применения термических способов соединения и выполняется с помощью фурнитуры различных видов, предназначенной для соединения отдельных фрагментов трубопровода после нарезки на них резьбы.
Сборка на резьбе также имеет свои недостатки:
- процесс нарезки резьбы отличается трудоёмкостью и требует времени;
- нарезной инструмент (плашка) при нарезке резьбы удаляет слой стали определённой толщины вместе с защитным цинковым покрытием.
- герметичность резьбового соединения обеспечивается обмоткой резьбы ФУМ-лентой, уплотнительной пастой или паклей с нанесением краски, которые со временем теряют свои свойства и требуют замены.
Пайка оцинкованных труб
Чтобы смонтировать систему отопления или ГВС из труб с оцинкованным покрытием без повреждения цинкового слоя, применяется пайка, которая выполняется в следующей последовательности:
- соединяемые концы трубы торцуют и, если толщина стенки более 3 мм, выполняют фаску на наружных кромках;
- стыки обезжиривают прогревом, после чего также прогретый до пластичности флюс (состав HLS-B) толстым слоем наносят на поверхность, граничащую с планируемым соединением ;
- торцы располагают с зазором 2-3 м;
- пламя горелки выставляется на избыток кислорода.
Размер горелки подбирается в зависимости от диаметра и толщины стенки оцинкованной трубы:
Для качественной пайки оцинкованной трубы необходимо придерживаться правила: размер горелки должен быть на единицу меньше, чем при сварке трубы таких же размеров без цинкового покрытия. В процессе пайки пламя должно быть сконцентрировано на соединяемых кромках и зазоре стыка, чтобы исключить нагрев и испарение цинка из-под слоя флюса.
Соединительные швы качественно произведённой пайки оцинкованных труб не нуждаются в дополнительной антикоррозийной защите, но нанесение на цинкосодержащей краски в качестве страхующей операции не будет лишним.
Специфика применения оцинкованных труб в системах отопления и ГВС
Трубы с цинковым покрытием в отопительных системах и водопроводах применяются с учётом условий эксплуатации.
Если температура теплоносителя не превышает 65 градусов, то цинковое покрытие успешно выполняет свои функции. В северных же районах, где этот параметр гораздо выше, внутренний цинковый слой под воздействием высокой температуры вступает в реакцию с водой:
Zn + H2O = ZnO + H2.
Оба вещества, получающиеся в результате такого взаимодействия, являются отрицательными факторами:
- ZnO – это хлопья, которые выпадают в осадок и забивают просвет трубопроводов малого диаметра;
- H2 – это водород, который в смеси с воздухом в определённой пропорции взрывоопасен или, как минимум, образует пробки в системе.
Поэтому в системах ГВС и отопления с температурой теплоносителя выше 60 градусов допускается использование труб, имеющих только наружное защитное цинковое покрытие, которое защитит трубопровод от коррозии в периоды простоя. Однако, при попадании воды на поверхность горячей трубы цинковая оболочка начинает отслаиваться от основания, поэтому, чтобы этого избежать, необходима покраска таких трубопроводов поверх цинка, что приведёт к ещё большему удорожанию системы.
Вывод: применение в системах ГВС и отопления с температурой теплоносителя выше 60 градусов труб, оцинкованных снаружи, неоправданно дорого, а оцинкованных изнутри – вредно и опасно.
Заключение
Водогазопроводная стальная оцинкованная труба – востребованный на сегодняшний день материал, но использовать и монтировать её нужно с учётом особенностей защитного покрытия, чтобы достоинства цинка использовались рационально, а не становились фактором, лишь повышающим себестоимость работ.
