Cinkota tērauda cauruļu metināšana: kāpēc cinka pārklājums maina visu saistībā ar metināšanu

Cinkotas caurules metināšana nav tāda pati darbība kā melnas caurules metināšana ar atšķirīgu{0}}krāsu virsmu. Cinka pārklājums, kas nodrošina cinkotajām caurulēm izturību pret koroziju, metināšanas temperatūrā uzvedas ļoti atšķirīgi no tērauda, ​​un šī atšķirība nosaka gandrīz visus īpašos piesardzības pasākumus, ko izmanto cinkotās metināšanas brigādei -, sākot no savienojuma sagatavošanas, metināšanas šuves un to, kas notiek pēc loka izdzišanas. Izpratne par to, kāpēc šie piesardzības pasākumi pastāv, nevis uzskatīt tos par patvaļīgu kontrolsarakstu, ir tas, kas atdala metinātu cinkotu savienojumu, kas kalpo tik ilgi, cik pārējā caurule, no savienojuma, kas kļūst par pirmo vietu, kur sistēma korozē.

Ne visas cinkotās caurules metināšanas nodalījumā nonāk ar vienu un to pašu pārklājumu, un atšķirībai ir nozīme pirms metināšanas pat sākuma.

Karsti{0}}cinkota cauruletiek ražots, iegremdējot gatavo tērauda cauruli izkausēta cinka vannā, parasti aptuveni 450 °C. Cinks reaģē ar tērauda virsmu, veidojot virkni cinka -dzelzs sakausējuma slāņu, kas pārklāti ar relatīvi tīra cinka slāni. Šī metalurģiskā saite - ne tikai virsmas nogulsnes - nodrošina karstā-iegremdēšanas pārklājuma adhēzijas izturību un tipisko biezuma diapazonu no aptuveni 45 līdz 100+ mikroniem atkarībā no tērauda biezuma un iegremdēšanas laika. Pārklājums nav pilnīgi viendabīgs mikroskopiskā līmenī, taču praktiski tas nepārtraukti pārklāj caurules iekšējās un ārējās virsmas, tostarp grūti{10}}sasniedzamas vietas, piemēram, vītnes un metināšanas šuves, jo caurule ir pilnībā iegremdēta.

Electro{0}}cinkota cauruletiek ražots, elektroķīmiski nogulsnējot cinku uz tērauda virsmas, parasti apkārtējās vides temperatūrā, no cinka -sāls šķīduma. Iegūtais pārklājums ir plānāks - parasti diapazonā no 5 līdz 25 mikroniem - vienmērīgāks pēc izskata, un to saista elektroķīmiskā adhēzija, nevis veidojas sakausējuma difūzijas slāņa karstais{6}}iegremdēšanas pārklājums. Tas ir ātrāk un lētāk uzklāt, un tas rada viendabīgāku, kosmētiski tīrāku virsmas apdari, tāpēc tas bieži parādās iekštelpu vai mazākas -korozijas-ekspozīcijas gadījumos, kur izskatam un izmaksām ir nozīme vairāk nekā gadu desmitiem āra kalpošanas laikā.

Praktiskās sekas metināšanai: karstā-iegremdēšanas pārklājumā ir vairāk cinka masas, kas koncentrēta savienojuma tuvumā, lielāka daļa no tā ir nofiksēta sakausējuma slānī, kas pielīp pie tērauda virsmas pat karstumā, un biezāks pārklājums, kas tiek noņemts pirms metināšanas. Elektro-galvanizēts pārklājums ir plānāks un vieglāk noņemams, taču tam ir arī īsāks kalpošanas laiks, kad savienojums atkal tiek izmantots, jo sākumā tajā vienkārši ir mazāk cinka. Neviena no atšķirībām nemaina pamatā esošo fiziku par to, kas notiek, kad loks triecas netālu no cinka -, tas maina, cik liela daļa no šīs problēmas jums ir jārisina un kā gatavā savienojuma veiktspēja korozijā salīdzinājumā ar pārējo caurules posmu.

Galvenā problēma ir vienkārša temperatūras neatbilstība. Cinks vārās aptuveni 907 °C temperatūrā. Tērauds nesāk kust līdz aptuveni 1500 °C. Metināšanas loks ir daudz karstāks par jebkuru attēlu -, kas nozīmē, ka brīdī, kad loks ir kaut ko nodarījis tēraudam, cinks, kas atrodas ap to, jau ir iztvaikojis.

Šī secība rada vairākas atšķirīgas problēmas gatavajā metināšanā, nevis tikai vienu:

• Porainība- cinka tvaiki, kas nonāk metinātajā šuvē, pilnībā neizplūst, pirms metāls sacietē, atstājot metinātajā metālā gāzes kabatas. Porainība samazina metinātās šuves efektīvo šķērsgriezumu-un nodrošina korozijas un noguruma plaisu veidošanos.
• Šķidra metāla trauslums- ja metināšanas karstums iespiež izkausētu vai iztvaicētu cinku siltuma -ietekmētās zonas graudu robežās pamattēraudā, tas var samazināt šīs zonas elastību un dažos gadījumos veicināt plaisāšanu turpmākās slodzes vai termiskās slodzes ietekmē. Tas ir labi-dokumentēts risks, kas īpaši saistīts ar cinkota tērauda metināšanu, kas atšķiras no parastās metināšanas porainības.
• Šļakatas un slikts lodītes profils- iztvaicējot cinku, tiek traucēta loka un metinātās šuves virsmas, tādēļ ir grūtāk noturēt tīru, konsekventu lodziņu, salīdzinot ar tāda paša savienojuma metināšanu tukšā tēraudā.
• Dūmu bīstamība- loka iztvaicētais cinks ātri oksidējas gaisā, radot cinka oksīda dūmus. Šo izgarojumu ieelpošana pietiekamā koncentrācijā izraisa metālu izgarojumu drudzi — reālu un labi -atzītu darba bīstamību, tāpēc ventilācija un, kur nepieciešams, elpošanas aizsardzība ir standarta prakse cinkotās metināšanas darbos, nevis obligāta piesardzība.

Neviena no šīm problēmām nepazūd, jo metinātājs ir kvalificēts -, tās ir fiziskas sekas, metinot caur neskartu cinka pārklājumu. Kāda prasmju un procedūru kontrole ir tā, cik liela daļa problēmas sasniedz gatavo savienojumu, un šī kontrole sākas pirms loka sitiena.

Standarta prakse ir cinka pārklājuma noņemšana no savienojuma vietas pirms metināšanas, izmantojot leņķa slīpmašīnu, abrazīvu slīpēšanu vai tīrīšanu ar liesmu, nevis metinot tieši caur to. Tas nav kosmētisks -, tas novērš porainības un trausluma risku tā avotā, vispirms novēršot cinka tvaikus no metināšanas baseina un karstuma{2}}ietekmētās zonas. Attīrītais laukums parasti sniedzas nelielu attālumu atpakaļ no savienojuma malas gan caurulē, gan jebkura savienojuma atloka vai veidgabala daļā, nevis tikai tiešās slīpās virsmas, jo karstuma -ietekmētā zona sniedzas ārpus pašas metinājuma, un cinka atlikums tieši ārpus redzamā savienojuma joprojām var iztvaikot metināšanas karstuma zonā.

Katrai noņemšanas metodei ir praktisks kompromiss. Slīpēšana ir ātra un vadāma, bet rada cinka-putekļi, kuriem ir nepieciešami tādi paši dūmu/putekļu piesardzības pasākumi kā metināšanai. Tīrīšana ar liesmu sadedzina pārklājumu, izmantojot zemākas-intensitātes degļa gājienu pirms metināšanas. Tas ir noderīgi lielāka-diametra caurulei, kur slīpēšana visā apkārtmērā ir laikietilpīga-, taču tīrīšanas laikā tā joprojām izdala cinka oksīda tvaikus, tāpēc ventilācijas prasības vēl nav izzudušas tikai tāpēc, ka ir sācies metināšanas loks.

Cinkotām caurulēm, kas pārsniedz aptuveni DN100, lauka metināšanas vietā bieži tiek norādītas mehāniskās savienošanas metodes - atloku savienojumi, rievoti/mehāniski savienojumi vai kompresijas -tipa veidgabali -, un pamatojums ir tieši saistīts ar iepriekš aprakstīto pārklājuma-noņemšanu un remontu. DN100+ savienojumam ir liels pārklājuma apkārtmērs, lai to noņemtu, sametinātu un pēc tam salabotu, un jebkura sprauga šajā remontā ir sprauga savienojuma aizsardzībā pret koroziju, ko bieži ir grūti pārbaudīt vai atkārtoti{7}}pārklāt, kad sistēma tiek izmantota. Mehāniskais savienojums novērš pārklājuma traucējumus savienojuma zonā - bez slīpēšanas, bez metināšanas, bez remontpārklājuma -, kas novērš visu iepriekš aprakstīto riska kategoriju, nevis to pārvalda. Lielākajā daļā jurisdikciju tas ir mazāks par koda prasībām, bet gan par praktisku riska pārvaldību, tiklīdz pārklājuma noņemšanas laukums kļūst pietiekami liels, tāpēc ir grūtāk garantēt pilnībā konsekventu remontu.

Kad savienojums ir metināts, vieta, kas tika noslīpēta vai sadedzināta tukša - kopā ar pašu metināto šuves lodziņu -, tiek atstāta bez aizsardzības pret koroziju, ja vien tā netiek apzināti salabota. Tam ir lielāka nozīme, nekā varētu šķist sākumā: cinks aizsargā blakus esošo tukšo tēraudu daļēji ar upurēšanas (galvanisko) darbību, kur cinks galvenokārt korodē un aizsargā nelielas tuvumā esošās tērauda zonas. Šai aizsardzībai ir ierobežots efektīvais diapazons -, tā darbojas pret caurumiem un nelieliem pārklājuma bojājumiem, nevis pilnam tērauda metinājuma šuvei. Neremontēta, metināšanas zona kļūst par pirmo korozijas punktu sistēmā, mazinot iemeslu, kāpēc vispirms tika norādīta cinkota caurule.

Standarta remontā tiek izmantots ar cinku -bagāts savienojums - vai nu aukstās cinkošanas savienojums, ko uzklāj ar otu vai smidzinātāju, vai dažos gadījumos termiski-izsmidzināta cinka metalizācija, lai nodrošinātu augstāku -veiktspēju -, kas veidota līdz sausai kārtiņas biezumam, kas ir salīdzināms ar apkārtējo karsto{5}}iegremdēšanas pārklājumu vienā piegājienā, bieži vien sasniedzot pietiekamu biezumu vairākos slāņos. Tas nav kosmētikas pieskāriens-atbilstošai krāsas krāsai; tas atjauno faktisko aizsargkārtu, un remonts, kas uzklāts pārāk plāns vai ar sliktu virsmas sagatavošanu zem tā, neizdosies krietni pirms pārējais caurules oriģinālais pārklājums.

Konsekventa cinkota cauruļu metināšanas kvalitāte ir atkarīga no piecām jomām, no kurām katra attiecas uz citu vietu, kur iepriekš minētie ar cinku saistītie riski{0}}var noiet greizi.

Metinātāja kvalifikācija un nepārtrauktība.Lai pareizi metinātu cinkotu cauruli, nepieciešama stingrāka siltuma padeves un kustības ātruma kontrole nekā līdzvērtīga tērauda savienojuma metināšanai, jo īpaši, lai ierobežotu cinka iztvaikošanu pirms un ap metināšanas baseinu. Apkalpēm ir jābūt kvalificētām, lai izpildītu procedūru, kas atspoguļo šo -, nevis tikai vispārīgu metināšanas sertifikātu -, un pirms atļaujas strādāt ir jāpārbauda, ​​veicot praktisku pārbaudi reprezentatīvos vietas apstākļos. Viena un tā pati komanda projektā samazina mainīgumu, ko rada metinātāji,{4}}otreiz apgūstot šos pielāgojumus darba laikā.

Pildvielu apstrāde.Elektrodi ar plūsmas-pārklājumu absorbē mitrumu no apkārtējā mitruma, un mitrums elektrodu pārklājumā ir atsevišķs, taču sarežģīts risks, - tas veicina ūdeņraža-izraisītu plaisāšanu metinātajā šuvē neatkarīgi no tā, kas saistīts ar cinku-. Palīgmateriāliem ir jānāk no piegādātāja ar pilnu materiāla sertifikātu, tie jāuzglabā un jācep kontrolētā temperatūrā saskaņā ar piemērojamo procedūru, un tie ir jāizsniedz tādā daudzumā, kas atbilst apmēram pus{5}}dienas lietošanai, lai neizmantotais stienis nepaliktu uzsūkt mitrumu uz veikala grīdas. Šī kontrole ir lielāka, nevis mazāka nozīme cinkotajam darbam, jo ​​cinka tvaiku radītā porainība un mitru palīgmateriālu radītā ūdeņraža porainība var savstarpēji savienoties vienā metinājumā.

Iekārtas stāvoklis un kalibrēšana.Metināšanas iekārtas faktiskajai jaudai ir jāatbilst tās parādītajiem iestatījumiem, tāpēc strāvas un sprieguma mērītāji ir jākalibrē pirms projekta uzsākšanas. Tā kā cinkotā metināšana ir atkarīga no stingrākas siltuma-ievades kontroles nekā parasta oglekļa tērauda metināšana, nekalibrēta iekārta - vai metināšanas kabelis darbojas pietiekami ilgi, lai izraisītu ievērojamu sprieguma kritumu bez atbilstošas ​​parametru pielāgošanas -, mazina rūpīgas strāvas un gājiena{4}}ātruma kontroles procedūrā norādīto būtību.

Procesa disciplīna.Rievu izmēri un tīrība (apliecinot, ka cinka pārklājums tiešām ir noņemts, nevis tikai vizuāli aptumšojies) ir jāpārbauda tieši pirms metināšanas uzsākšanas. Strāvai, spriegumam un kustības ātrumam ir jāpaliek kvalificētās procedūras diapazonā visā, ne tikai savienojuma sākumā, jo novirze uz lielāku siltuma padevi atkal rada lielāku cinka iztvaikošanu un plašāku siltuma{1}}ietekmēto zonu. Īpaša uzmanība ir pelnījusi sakņu pārejas, jo sakne ir vistuvāk jebkuram cinka atlikumam savienojuma tālākajā pusē un tur, visticamāk, rodas porainība; daudzkārtu metināšanas šuves jāveido kontrolētos, plānos slāņos, nevis nelielā skaitā smagu eju. Savienojumiem ar lielāku-seku vizuālā pārbaude ir jāpapildina ar nesagraujošu pārbaudi, kas atbilst pakalpojumam - radiogrāfiskai vai ultraskaņas pārbaudei kritiskā spiediena vai strukturālo savienojumu noteikšanai, vismaz reprezentatīvam darbības paraugam.

Vides apstākļi.Apkārtējās vides temperatūra, mitrums un vēja ātrums metināšanas vietā ietekmē metināšanas kvalitāti neatkarīgi no cinka problēmas - vējš traucē aizsargu, mitrums ietekmē ūdeņraža uztveršanu metināšanas šuvē un glabājamās palīgmateriālos, un aukstā apkārtējā temperatūra maina dzesēšanas ātrumu un līdz ar to arī plaisāšanas risku karstuma ietekmētajā zonā. Ja kāds no tiem ir ārpus kvalificētās procedūras noteiktā diapazona, pareizā rīcība ir atlikt darbu, tomēr nemetināt un paļauties uz pārbaudi, lai pēc tam konstatētu problēmas.