Оцинкованная стальная труба: полное руководство по отрасли

Оцинкованная стальная труба — один из наиболее широко используемых-коррозионностойких трубопроводных изделий в строительстве, водоснабжении, сельском хозяйстве и промышленном производстве. Термин «оцинкованный» относится к цинковому покрытию, нанесенному на сталь - — процесс, названный в честь итальянского ученого 18-го- века Луиджи Гальвани, чьи ранние работы по электрическим реакциям в металлах в конечном итоге дали начало более широкой области электрохимии, которая лежит в основе того, как цинк защищает сталь сегодня. Несмотря на происхождение названия из электротехники, большинство оцинкованных труб, представленных на рынке, покрываются чисто термическим процессом - горячего-погружения -, а не электрическим способом, что является распространенной путаницей, которую стоит прояснить заранее.

В этом руководстве рассказывается о том, как на самом деле производятся оцинкованные стальные трубы, о реальных различиях между методами, продаваемыми под этим названием, о стандартах, регулирующих качество, и о том, что следует проверить перед заказом. - написано для покупателей, которым нужно больше, чем маркетинговое описание, прежде чем совершать заказ на поставку.

Цинк защищает сталь двумя разными способами, и понимание обоих объясняет, почему оцинкованные трубы так себя ведут в полевых условиях.

Барьерная защита:Слой цинка физически отделяет сталь от влаги, кислорода и агрессивных элементов окружающей среды, так же, как и любое покрытие.

Жертвенная (катодная) защита:это часть, уникальная для цинка. Цинк более электрохимически активен, чем сталь, поэтому, если покрытие поцарапано или повреждено и обнажена сталь, окружающий цинк преимущественно корродирует и продолжает защищать открытую сталь до тех пор, пока близлежащий цинк не израсходуется. Вот почему оцинкованная труба с незначительными поверхностными царапинами не ржавеет сразу же после царапины -, что является значительным практическим преимуществом перед покрытиями, которые обеспечивают только барьерную защиту, такими как большинство красок, которые не обеспечивают никакой защиты при повреждении.

Оцинкованная стальная труба LSAW

Неоцинкованная стальная труба

Понимание процесса помогает объяснить, почему качество варьируется у разных поставщиков и что на самом деле определяет хорошее покрытие по сравнению с плохим.

1. Обезжиривание.Труба очищается в ванне с щелочью или моющим средством для удаления масла, жира и цеховой грязи, оставшихся после формовки и сварки.
2. Кислотное травление.Трубу погружают в ванну с разбавленной кислотой (обычно соляной кислотой) для удаления прокатной окалины и поверхностной ржавчины до голой реактивной стали. Неполное травление является одной из наиболее частых причин плохой адгезии покрытия.
3. флюсование.Ванна с флюсом из хлорида цинка и аммония удаляет оставшуюся оксидную пленку и предотвращает повторное-окисление стали в моменты, когда она попадает в цинк.
4. Цинкование (погружение).Трубу опускают в котел с расплавленным цинком при температуре примерно 450 градусов. Железо стали вступает в реакцию с цинком, образуя ряд интерметаллических слоев цинка-железа, причем слой практически чистого цинка затвердевает сверху, когда трубу вынимают.
5. Охлаждение/закалка.Труба охлаждается, часто путем закалки в воде, что также помогает остановить дальнейший рост сплава после формирования желаемой структуры покрытия.
6. Осмотр.Толщина покрытия, адгезия и качество поверхности проверяются - обычно с помощью магнитного толщиномера, а иногда и с помощью теста на медный купорос (Preece) на целостность покрытия - перед отправкой трубы к отправке.

Каждый из этих шагов является потенциальной точкой отказа, если поторопиться. Например, труба, которая пропускает достаточное время травления, может выйти из цинковой ванны с покрытием, но иметь плохую адгезию под ним, которая позже проявляется в виде отслаивания или отслаивания в процессе эксплуатации -, и именно поэтому сама по себе толщина покрытия не является полной качественной картиной; Не менее важны показатели адгезии и подготовки поверхности.

Именно здесь покупатели чаще всего путаются, поскольку под одинаковыми названиями продаются три действительно разных процесса.

1. Горячее-оцинкование(После изготовления)

Сначала формуют и сваривают трубу, затем готовую трубу погружают в котел с расплавленным цинком при температуре примерно 450 градусов (842 градуса по Фаренгейту). Цинк вступает в реакцию с железом в стали, образуя серию слоев сплава цинка-железа, покрытых слоем относительно чистого цинка -, что представляет собой настоящую металлургическую связь, а не поверхностную пленку. Поскольку вся труба, включая сварной шов, обрезанные концы и любую сложную геометрию, проходит через ванну вместе, покрытие получается полным и равномерным, в том числе в тех местах, где покрытие, нанесенное до изготовления, не могло достичь столь же эффективного результата.

Типичная толщина покрытия при горячем-цинковании погружением после-изготовления обычно находится в диапазоне 55–100+ микрон в зависимости от толщины стали и действующего стандарта, при этом международные стандарты, такие как ISO 1461, устанавливают минимальный средний показатель 85 микрон для стальных профилей толщиной более 6 мм.

2. Предварительно-оцинкованный(Непрерывная линия/Мельничная оцинковка)

Стальную полосу или лист сначала оцинковывают -, обычно пропуская через непрерывную линию горячего-погружения или электрогальванизации на высокой скорости -, а затем разрезают,-прокатывают и затем приваривают к трубе. Покрытие тоньше (обычно в диапазоне 12–50 микрон), и, что особенно важно, сварной шов образуется после цинкования, поэтому область шва теряет цинковое покрытие во время сварки, если ее не подкрашивать отдельно.

3. Электро-оцинковка

Цинк наносится гальваническим способом, а не термическим погружением, в результате чего образуется тонкое, гладкое и однородное покрытие -, которое обычно является самым тонким из трех методов. Его выбирают там, где внешний вид и точный контроль толщины покрытия имеют большее значение, чем максимальная устойчивость к коррозии, например, внутренние компоненты, корпуса приборов и некоторые автомобильные детали. Это редко бывает правильным выбором для подземных, погружных или-долгосрочных наружных труб.

Быстрое сравнение

Покупатели должны знать, на какой стандарт на самом деле ссылаются, поскольку само по себе слово «оцинкованный» не является спецификацией:

• АСТМ А53- охватывает черные и горячеоцинкованные бесшовные и сварные (ВПВ) стальные трубы для механического применения и работы под давлением; цинкование под А53 должно соответствовать требованиям к покрытиям ASTM A123.
• АСТМ А123/А123М- общие спецификации для цинковых (горячих-оцинкованных) покрытий на изделиях из железа и стали, на которые ссылаются многие другие стандарты труб в отношении толщины и качества покрытия.
• ИСО 1461- международный эквивалент, широко используемый за пределами Северной Америки, определяющий минимальную толщину покрытия в зависимости от толщины стального профиля.
• АСТМ А653- относится к непрерывному стальному листу, оцинкованному горячим-погружением (и оцинкованному отжигом), относящемуся к предварительно-оцинкованным трубам, изготовленным из полосы с покрытием.
• БС ЭН 10240/ЭН 10255- Европейские стандарты, касающиеся защитных покрытий на стальных трубах и легких-трубах для нарезания резьбы и сварки.

Водоснабжение и водопровод:оцинкованные трубы исторически были стандартом для водопроводов в жилых домах; в то время как медные и пластиковые трубы (PEX, ПВХ) в значительной степени заменили их в новом жилищном строительстве на многих рынках, оцинкованные трубы по-прежнему широко распространены в сельскохозяйственных системах водоснабжения, ирригации и некоторой муниципальной инфраструктуре.

Конструктивно-строительные:В строительных лесах, поручнях, ограждениях и каркасах конструкций часто используются оцинкованные трубы для обеспечения коррозионной стойкости без затрат на нержавеющую сталь.

Транспорт нефти, газа и промышленных жидкостей:оцинкованная труба используется для более низкого-давления и менее агрессивной среды; В линиях электропередачи с более высоким-давлением или кислым-обслуживанием обычно вместо этого используются трубы FBE- или много-слойные-покрытые LSAW или ERW, поскольку гальванизация обычно не разрабатывается и не тестируется на совместимость с системами катодной защиты подземных трубопроводов, в отличие от специальных покрытий трубопровода-.

Сельское хозяйство:Каркас теплицы, ограждение и ирригационные трубы обычно выбирают из оцинкованных труб из-за баланса стоимости и долговечности на открытом воздухе.

Системы противопожарной защиты:оцинкованная труба используется в некоторых спринклерных и противопожарных трубопроводах, особенно в сухих системах, где стоячая вода и риск коррозии с течением времени являются проблемой при проектировании.

Преимущества:

• В отличие от большинства красок, защитная защита продолжает работать даже после незначительного повреждения покрытия.
• Относительно низкая стоимость по сравнению с нержавеющей сталью или специальными покрытиями.
• Большой опыт работы и широкая стандартизация (ASTM, ISO, EN) на всех рынках.
• Подходит для широкого спектра атмосферных и агрессивных сред от -до-средней степени коррозии.

Ограничения, о которых стоит заранее сказать:

• Срок службы покрытия ограничен и пропорционален толщине -, оно не является постоянным решением в агрессивных средах (зоны морских брызг, почвы с высоким-хлоридом, сильные кислоты/щелочи).
• Сварка или резка в полевых условиях приводит к локальному удалению цинка, поэтому требуется-подкраска (холодное цинкование или металлизация) для восстановления защиты в этом месте.
• Цинковые покрытия могут неблагоприятно реагировать с определенными составами бетона (свежий бетон) и некоторыми химическими средами. - следует проверять совместимость в необычных условиях эксплуатации.
• Обычно не рекомендуется для систем питьевого водоснабжения в некоторых юрисдикциях из-за исторических опасений по поводу свинцового припоя и соединений труб,-используемых в старых оцинкованных водопроводных системах. - Современные установки, не содержащие свинца,- уменьшают эту проблему, но следует проверить местные сантехнические нормы и правила.

При проверке качества оцинкованных труб наибольшее значение имеют три проверки, и покупатели могут обоснованно запросить записи по каждой из них:

Тестирование толщины.Магнитные толщиномеры являются наиболее распространенным методом полевых и фрезерных работ, снимающим несколько показаний по окружности трубы и по ее длине, поскольку толщина покрытия редко бывает идеально однородной. Стандарты определяют как минимальное среднее, так и минимальное одно-значение показаний, поэтому поставщик должен иметь возможность предоставить оба значения, а не только среднее значение.

Тестирование на адгезию.Простое стандартное испытание включает в себя удары по покрытию молотком или контролируемый изгиб; правильно склеенное покрытие не будет отслаиваться и отслаиваться от основной стали. Плохое травление или флюсование во время производства является наиболее распространенной причиной нарушения адгезии.

Сплошность покрытия (испытание Preece/сульфат меди).На поверхность наносится раствор медного купороса; голая сталь или сталь с тонким покрытием реагирует и приобретает медный цвет, в то время как цинк с правильным покрытием не реагирует, что позволяет легко обнаружить точечные отверстия или тонкие пятна, которые только при измерении толщины могут быть пропущены между точками измерения.

1. Подтвердите, какой из трех методов гальванизации вам действительно предлагают.Спросите напрямую, оцинкована ли труба после изготовления (полное горячее-погружение) или сделана из предварительно-оцинкованной полосы. Этот единственный вопрос позже разрешает большинство споров о качестве покрытия.
2. Запросите конкретный руководящий стандарт, а не просто слово «оцинкованный».ASTM A123, ISO 1461 и A653 определяют разные минимальные толщины и методы испытаний -, в соответствии с которыми стандарт указывается в письменном виде в заказе на поставку.
3. Запросите данные испытаний фактической толщины покрытия или массы покрытия., а не общее заявление о соответствии. Авторитетные поставщики могут предоставить показания магнитного толщиномера или результаты испытаний массы покрытия (вес-на-площадь).
4. Сопоставьте класс покрытия с фактической средой воздействия.Покрытие, подходящее для сухих внутренних кабелепроводов, не обязательно подходит для подземных или прибрежных наружных работ - обсудите свою конкретную среду, а не принимайте общие «оцинкованные» спецификации.
5. Уточнить защиту сварного шва, особенно для предварительно-оцинкованных труб. Если шов не был подкрашен после сварки, это длинное, сплошное слабое место, проходящее по всей длине трубы.
6. Запланируйте защиту сварных швов и обрезанных концов на месте-в своем бюджете на установку.Это стандартная процедура, а не дополнительная опция, и ее следует планировать, а не обнаруживать как неожиданную стоимость после установки.
7. Проверьте совместимость с предполагаемой жидкостью или окружающей средой., особенно если речь идет о чем-либо, кроме обычной воды, воздуха или умеренной атмосферы -, контакт некоторых химикатов и свежего бетона является известным проблемным местом для цинковых покрытий.

Свяжитесь сейчас