Horganyzott acélcső hegesztése: Miért változtat meg mindent a cinkbevonat a hegesztéssel kapcsolatban?

A horganyzott csövön végzett hegesztés nem ugyanaz, mint a más színű felületű{0}}fekete cső hegesztése. A horganyzott cső korrózióállóságát biztosító cinkbevonat nagyon eltérően viselkedik, mint az acél hegesztési hőmérsékleten, és ez a különbség szinte minden különleges óvintézkedést, amelyet a horganyzott hegesztőcsapatnál alkalmaznak -, a kötés előkészítésétől, a varrat lefutásától kezdve egészen az ív kialudása utáni eseményekig. Ahelyett, hogy tetszőleges ellenőrzőlistaként kezelnénk ezeket az óvintézkedéseket, megérteni, hogy miért léteznek ezek az óvintézkedések, az az, ami elválasztja a hegesztett horganyzott kötést, amely a cső többi részéig tart, attól, amely a rendszer korrodálódásának első helye lesz.

Nem minden horganyzott cső érkezik a hegesztőhelyre azonos bevonattal, és a különbség számít a hegesztés megkezdése előtt.

Tűzi{0}}horganyzott csőA kész acélcsövet olvadt cinkfürdőbe merítik, jellemzően 450 fok körüli hőmérsékleten. A cink reakcióba lép az acél felületével, és egy sor cink-vasötvözet réteget képez, amelyek tetején egy viszonylag tiszta cinkréteg található. Ez a kohászati ​​kötés - nem csupán egy felületi lerakódás - az, ami a forró-bemerítési bevonatnak a tapadási szilárdságát és az acél vastagságától és a merítési időtől függően nagyjából 45-100+ mikron közötti tipikus vastagsági tartományát adja. A bevonat mikroszkopikus szinten nem tökéletesen egyenletes, de praktikus szinten folyamatosan fedi a cső belső és külső felületeit, beleértve a nehezen elérhető helyeket is, mint a menetek és hegesztési varratok, mivel a cső teljesen bemerül.

Elektro{0}}horganyzott csőúgy állítják elő, hogy cinket visznek fel elektrokémiai úton az acél felületére, jellemzően környezeti hőmérsékleten, cink-sóoldatból. A kapott bevonat vékonyabb - általában az 5-25 mikronos tartományban - simább megjelenésű, és elektrokémiai adhézió köti össze, nem pedig az ötvözet diffúziós rétege. Gyorsabb és olcsóbb a felhordása, és egyenletesebb, kozmetikailag tisztább felületet ad, ezért gyakran megjelenik beltéri vagy alacsonyabb -korróziós-expozíciós alkalmazásokban, ahol a megjelenés és a költség többet számít, mint a kültéri élettartam évtizedei.

A hegesztés gyakorlati következménye: a forró{0}}bevonatnál több cink tömeg koncentrálódik a hézag közelében, nagyobb része egy ötvözetrétegbe záródik, amely még hő hatására is az acélfelülethez tapad, és vastagabb bevonat, amely hegesztés előtt lecsupaszodik. Az elektro-horganyzott bevonat vékonyabb és könnyebben eltávolítható, de rövidebb élettartamot is kínál, ha a kötés újra üzembe helyezi, mivel kezdetben egyszerűen kevesebb a cink. Egyik eltérés sem változtatja meg a mögöttes fizikát, hogy mi történik, ha az ív a cink közelében üt be -, ez megváltoztatja, hogy a probléma mekkora részével foglalkozik, és hogy a kész csatlakozás korróziós teljesítménye hogyan viszonyul a csővezeték többi részéhez.

A fő probléma a hőmérséklet egyszerű eltérése. A cink körülbelül 907 °C-on forr. Az acél csak 1500 °C körül kezd olvadni. A hegesztési ív sokkal melegebb, mint bármelyik ábra -, ami azt jelenti, hogy mire az ív bármit is csinált az acéllal, a körülötte lévő cink már elpárolog.

Ez a sorrend több különböző problémát okoz a kész hegesztésben, nem csak egyet:

• Porozitás- A hegesztőmedencébe kibocsátott cinkgőz nem távozik teljesen, mielőtt a fém megszilárdul, így gázzsebek maradnak a hegesztett fémben. A porozitás csökkenti a hegesztési varrat effektív keresztmetszetét, és lehetőséget ad a korróziónak és a fáradási repedéseknek.
• Folyékony fém ridegség- ha a hegesztési hő az olvadt vagy elpárolgott cinket az alapacél hőhatás-zónájának szemcsehatáraiba nyomja, ez csökkentheti a zóna hajlékonyságát, és bizonyos esetekben hozzájárulhat a későbbi terhelés vagy termikus igénybevétel hatására bekövetkező repedéshez. Ez egy jól-dokumentált kockázat, amely kifejezetten a horganyzott acél hegesztésével kapcsolatos, és különbözik a szokásos hegesztési porozitástól.
• Fröccsenés és rossz gyöngyprofil- a cink elpárologtatása megzavarja az ívet és a hegesztőmedence felületét, ami megnehezíti a tiszta, egyenletes perem megtartását, mint ugyanazon kötés csupasz acél hegesztésénél.
• Füstveszély- az ív által elpárologtatott cink gyorsan oxidálódik a levegőben, és cink-oxid füstöt képez. Ennek a füstnek a megfelelő koncentrációban történő belélegzése fémfüst-lázat okoz, amely valódi és jól-felismert foglalkozási veszély, ezért a szellőztetés, és ahol szükséges, a légzésvédelem a horganyzott hegesztési munkák szokásos gyakorlata, nem pedig opcionális óvintézkedés.

E problémák egyike sem szűnik meg, mert egy hegesztő szakképzett - ezek az érintetlen cinkbevonaton keresztül történő hegesztés fizikai következményei. Milyen készség- és eljárásvezérlés az, hogy a probléma mekkora része éri el a kész illesztést, és ez az irányítás az ív megütése előtt kezdődik.

A szokásos gyakorlat az, hogy hegesztés előtt eltávolítják a cinkbevonatot a hézagról, sarokcsiszolóval, csiszolással vagy lángtisztítással, nem pedig közvetlenül rajta keresztül. Ez nem kozmetikai -, hanem a forrásnál kezeli a porozitást és a ridegedés kockázatát azáltal, hogy elsősorban távol tartja a cinkgőzt a hegesztési medencéből és a hővel -érintett zónából. A megtisztított terület jellemzően egy kis távolságra visszanyúlik a cső és bármely csatlakozó karima vagy szerelvény csatlakozási szélétől, nem csak a közvetlen ferde felületen, mivel a hőhatás által érintett zóna túlnyúlik magán a hegesztési varraton, és a látható kötésen kívüli maradék cink továbbra is elpárologhat a hegesztési hő hatására.

Minden eltávolítási módszernek van egy gyakorlati kompromisszuma. A köszörülés gyors és szabályozható, de cinkkel-dúsított por keletkezik, amelyhez ugyanolyan füst/por óvintézkedések szükségesek, mint a hegesztésnél. A lángtisztítás a hegesztés megkezdése előtt egy kisebb-intenzitású égővel égeti le a bevonatot, ami nagyobb-átmérőjű csöveknél hasznos, ahol a teljes kerület csiszolása időigényes-, de a tisztítási folyamat során továbbra is cink-oxid füstöt bocsát ki, így a szellőztetési követelmények még nem szűnnek meg, csak mert a hegesztési ív elkezdődött.

A durván DN100 feletti horganyzott csöveknél a terepi hegesztés helyett gyakran adnak meg mechanikus csatlakozási módszereket - karimás csatlakozások, hornyos/mechanikus csatlakozók vagy kompressziós -típusú szerelvények -, és az érvelés közvetlenül kapcsolódik a fent leírt bevonat-eltávolítási és javítási terhekhez. A DN100+ kötések nagy kerületű bevonattal rendelkeznek a csíkozáshoz, hegesztéshez, majd javításhoz, és a javításon belüli hézagok a kötések korrózióvédelmét jelentik, amelyet gyakran nehéz ellenőrizni vagy újra-bevonni a rendszer üzembe helyezése után. A mechanikus kötés egyáltalán nem zavarja a bevonatot a csatlakozási területen - nincs csiszolás, nincs hegesztés, nincs javítóbevonat -, amely a fent leírt kockázatok teljes kategóriáját eltávolítja, nem pedig kezeli. Ez kevésbé a kódkövetelmény kérdése a legtöbb joghatóságban, sokkal inkább a gyakorlati kockázatkezelés kérdése, amint a bevonat{12}}eltávolítási területe elég nagy lesz ahhoz, hogy a teljesen következetes javítást nehezebb garantálni.

A kötés hegesztése után a csiszolt vagy kiégett terület - magával a hegesztési varrattal együtt - korrózióvédelem nélkül marad, hacsak nem szándékosan javítják. Ez többet számít, mint amilyennek elsőre tűnik: a cink védi a szomszédos csupasz acélt részben feláldozó (galvanikus) hatás révén, ahol a cink elsősorban korrodál, és megvédi az acél közeli kis területeit. Ennek a védelemnek korlátozott a hatásos tartománya - tűlyukak és kisebb bevonatsérülések esetén működik, nem pedig egy teljes hegesztési varrat értékű csupasz acél esetén. Javítatlanul hagyva, a hegesztési zóna lesz a rendszer első korróziós pontja, aláásva a horganyzott cső előírásának okát.

A szabványos javításban cinkben-dús keveréket - használnak, vagy hideg horganyzást alkalmaznak ecsettel vagy szórással, vagy bizonyos esetekben termikus-permetezett cink fémezést a nagyobb-teljesítményű alkalmazásokhoz -, amely a környező meleg{5}}bevonat vastagságához hasonló száraz rétegvastagságra épül fel egy menetben, és gyakran eléri a megfelelő többrétegű bevonatot. Ez nem egy kozmetikai-festés; egy tényleges áldozati védőréteget állít vissza, és az alatta túl vékonyan vagy rossz felület-előkészítéssel felvitt javítás jóval előbb meghiúsul, mint a cső többi eredeti bevonata.

A horganyzott csövek állandó hegesztési minőségét öt területen kell ellenőrizni, amelyek mindegyike más-más pontra vonatkozik, ahol a fenti cinkkel kapcsolatos kockázatok{0}}elromolhatnak.

Hegesztő képesítés és folyamatosság.A horganyzott cső megfelelő hegesztése a hőbevitel és a haladási sebesség szigorúbb szabályozását igényli, mint az egyenértékű csupasz acél kötés hegesztése, különösen azért, hogy korlátozzák a cink elpárolgását a hegesztőmedence előtt és körül. A személyzetet minősíteni kell egy olyan eljárásnak, amely tükrözi ezt a - nem csak egy általános hegesztési tanúsítványt -, és gyakorlati teszttel kell ellenőrizni reprezentatív helyszíni körülmények között, mielőtt munkába állnának. Ha ugyanazt a csapatot tartjuk a projektben, akkor csökken az a változékonyság, amely abból fakad, hogy a hegesztők{4}}a munka közben újra megtanulják ezeket a beállításokat.

Töltőanyag-kezelés.A fluxus{0}}bevonatú elektródák felszívják a nedvességet a környezeti nedvességből, és az elektródabevonatban lévő nedvesség különálló, de súlyosbító kockázatot jelent - ez hozzájárul a hidrogén- által okozott repedéshez a hegesztésben, függetlenül a cinkkel kapcsolatos dolgoktól-. A fogyóeszközöket teljes anyagtanúsítvánnyal rendelkező beszállítótól kell szállítani, az alkalmazandó eljárásnak megfelelően ellenőrzött hőmérsékleten kell tárolni és sütni, és nagyjából fél-napos használatnak megfelelő mennyiségben kell kiadni, hogy a fel nem használt rudat ne hagyja visszaszívni a nedvességet a műhely padlóján. Ez a szabályozás többet jelent, nem kevesebbet horganyzott munkáknál, mivel a cinkgőz porozitása és a nedves fogyóanyagok hidrogénporozitása összekeverheti egymást ugyanabban a varratban.

A berendezés állapota és kalibrálása.A hegesztőgép tényleges teljesítményének meg kell egyeznie a megjelenített beállításokkal, ezért az áram- és feszültségmérőket a projekt megkezdése előtt kalibrálni kell. Mivel a horganyzott hegesztés a hagyományos szénacél hegesztésnél szigorúbb hőbemeneti -bemeneti szabályozástól függ, a kalibrálatlan gép - vagy egy hegesztőkábel elég hosszú ideig fut ahhoz, hogy a megfelelő paraméterbeállítás nélkül jelentős feszültségesést okozzon -, aláássa a gondos áram- és út{4}}sebesség-szabályozást az eljárásban.

Folyamatfegyelem.Közvetlenül a hegesztés megkezdése előtt ellenőrizni kell a hornyok méretét és tisztaságát (megerősítve, hogy a horganybevonatot valóban eltávolították, nem csak vizuálisan elsötétült). Az áramerősségnek, a feszültségnek és az utazási sebességnek a minősített eljárás tartományán belül kell maradnia mindvégig, nem csak a kötés kezdetén, mivel a nagyobb hőbevitel felé való sodródás több cinkpárolgást és szélesebb hő{1}}zónát eredményez. A gyökérhászok különös figyelmet érdemelnek, mivel a gyökér van a legközelebb a hézag túlsó oldalán található cinkmaradványokhoz, és ott van a legnagyobb valószínűséggel a porozitás. A többmenetes hegesztési varratokat ellenőrzött, vékony rétegekben kell felépíteni, nem pedig kis számú nehéz hegesztést. Nagyobb-következményű illesztéseknél a szemrevételezést a szolgáltatásnak megfelelő, roncsolásmentes -vizsgálatnak kell alátámasztania - radiográfiás vagy ultrahangos vizsgálatot a kritikus nyomásra vagy a szerkezeti illesztésekre, legalább a lefutás reprezentatív mintájára.

Környezeti feltételek.A hegesztési helyen a környezeti hőmérséklet, a páratartalom és a szélsebesség a hegesztési varrat minőségétől függetlenül befolyásolja a varrat minőségét - a szél megzavarja az árnyékolást, a páratartalom befolyásolja a hidrogénfelvételt a hegesztési medencében és a tárolt fogyóeszközökben, a hideg környezeti hőmérséklet pedig megváltoztatja a hűtési sebességet, és ezzel együtt a repedés kockázatát a hő által érintett zónában. Ha ezek bármelyike ​​kívül esik a minősített eljárás megadott tartományán, akkor a helyes válasz az, ha elhalasztjuk a munkát, semmi esetre sem hegesztünk, és az ellenőrzésre hagyatkozunk a későbbi problémák felderítése érdekében.