Σωλήνες από γαλβανισμένο χάλυβα: Ένας πλήρης οδηγός βιομηχανίας

Σωλήνας από γαλβανισμένο χάλυβαείναι ένα από τα πιο ευρέως χρησιμοποιούμενα προϊόντα σωληνώσεων-ανθεκτικά στη διάβρωση στις κατασκευές, την παροχή νερού, τη γεωργία και τη βιομηχανική κατασκευή. Ο όρος "γαλβανισμένο" αναφέρεται σε μια επίστρωση ψευδαργύρου που εφαρμόζεται στον χάλυβα - μια διαδικασία που πήρε το όνομά του από τον Ιταλό επιστήμονα του 18ου-αιώνα Luigi Galvani, του οποίου η πρώιμη εργασία στις ηλεκτρικές αντιδράσεις στα μέταλλα οδήγησε τελικά στο ευρύτερο πεδίο της ηλεκτροχημείας που υποστηρίζει τον τρόπο με τον οποίο ο ψευδάργυρος προστατεύει τον χάλυβα σήμερα. Παρά την προέλευση του ονόματος στην ηλεκτρική επιστήμη, οι περισσότεροι γαλβανισμένοι σωλήνες στην αγορά επικαλύπτονται με μια καθαρά θερμική διαδικασία - εν θερμώ-βύθιση με εμβάπτιση - και όχι με ηλεκτρική, κάτι που είναι ένα κοινό σημείο σύγχυσης που αξίζει να ξεκαθαριστεί νωρίς.

Αυτός ο οδηγός καλύπτει τον τρόπο κατασκευής του σωλήνα από γαλβανισμένο χάλυβα, τις πραγματικές διαφορές μεταξύ των μεθόδων που πωλούνται με αυτό το όνομα, τα πρότυπα που διέπουν την ποιότητα και τι πρέπει να ελέγξετε πριν παραγγείλετε το - γραμμένο για αγοραστές που χρειάζονται κάτι περισσότερο από μια περιγραφή μάρκετινγκ προτού δεσμευτούν σε μια παραγγελία αγοράς.

Ο ψευδάργυρος προστατεύει τον χάλυβα με δύο διαφορετικούς τρόπους, και η κατανόηση και των δύο εξηγεί γιατί ο γαλβανισμένος σωλήνας λειτουργεί όπως κάνει στον αγρό.

Προστασία φραγμού:το στρώμα ψευδαργύρου διαχωρίζει φυσικά τον χάλυβα από την υγρασία, το οξυγόνο και τα διαβρωτικά στοιχεία στο περιβάλλον, όπως κάνει κάθε επίστρωση.

Θυσιαστική (καθοδική) προστασία:αυτό είναι το μοναδικό μέρος στον ψευδάργυρο. Ο ψευδάργυρος είναι πιο ηλεκτροχημικά αντιδραστικός από τον χάλυβα, επομένως εάν η επίστρωση γρατσουνιστεί ή καταστραφεί και ο γυμνός χάλυβας εκτεθεί, ο γύρω ψευδάργυρος διαβρώνεται κατά προτίμηση και συνεχίζει να προστατεύει τον εκτεθειμένο χάλυβα μέχρι να καταναλωθεί ο κοντινός ψευδάργυρος. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο ο γαλβανισμένος σωλήνας με μικρές επιφανειακές γρατσουνιές δεν σκουριάζει αμέσως στην γρατσουνιά - ένα ουσιαστικό πρακτικό πλεονέκτημα έναντι των επιστρώσεων που παρέχουν μόνο προστασία από φραγμούς, όπως τα περισσότερα χρώματα, τα οποία δεν προσφέρουν καμία προστασία όταν παραβιαστούν.

Γαλβανισμένος Χαλύβδινος Σωλήνας LSAW

Σωλήνας από μη γαλβανισμένο χάλυβα

Η κατανόηση της διαδικασίας βοηθά να εξηγηθεί γιατί η ποιότητα ποικίλλει μεταξύ των προμηθευτών και τι καθορίζει πραγματικά μια καλή επίστρωση έναντι μιας κακής.

1. Απολίπανση.Ο σωλήνας καθαρίζεται σε λουτρό καυστικού ή απορρυπαντικού για να αφαιρεθεί το λάδι, το λίπος και η βρωμιά που έχουν απομείνει από το σχηματισμό και τη συγκόλληση.
2. Οξύ τουρσί.Ο σωλήνας βυθίζεται σε ένα αραιό λουτρό οξέος (συνήθως υδροχλωρικό οξύ) για την απογύμνωση των αλάτων και τη σκουριά της επιφάνειας σε γυμνό, αντιδραστικό χάλυβα. Η ατελής αποξήρανση είναι μια από τις πιο κοινές αιτίες κακής πρόσφυσης της επίστρωσης.
3. Ρεύμα.Ένα λουτρό ροής χλωριούχου αμμωνίου ψευδαργύρου αφαιρεί τυχόν υπολειπόμενο φιλμ οξειδίου και αποτρέπει την επαν-οξείδωση του χάλυβα τις στιγμές πριν εισέλθει στον ψευδάργυρο.
4. Γαλβανισμός (βύθιση).Ο σωλήνας χαμηλώνεται σε μια κατσαρόλα με λιωμένο ψευδάργυρο στους 450 βαθμούς περίπου. Ο σίδηρος του χάλυβα αντιδρά με τον ψευδάργυρο για να αναπτυχθεί μια σειρά από διαμεταλλικά στρώματα ψευδαργύρου-σιδήρου, με ένα στρώμα ουσιαστικά καθαρού ψευδαργύρου να στερεοποιείται από πάνω καθώς αποσύρεται ο σωλήνας.
5. Ψύξη / σβήσιμο.Ο σωλήνας ψύχεται, συχνά με σβήσιμο νερού, το οποίο βοηθά επίσης να σταματήσει η περαιτέρω ανάπτυξη του κράματος μόλις διαμορφωθεί η επιθυμητή δομή επίστρωσης.
6. Επιθεώρηση.Το πάχος της επίστρωσης, η πρόσφυση και το φινίρισμα της επιφάνειας ελέγχονται - συνήθως με μαγνητικό μετρητή πάχους και μερικές φορές με δοκιμή θειικού χαλκού (Preece) για τη συνέχεια της επίστρωσης - πριν ο σωλήνας απελευθερωθεί για αποστολή.

Κάθε ένα από αυτά τα βήματα είναι ένα πιθανό σημείο αποτυχίας αν βιαστεί. Ένας σωλήνας που παραλείπει τον επαρκή χρόνο αποστράγγισης, για παράδειγμα, μπορεί να βγει από το λουτρό ψευδάργυρου να δείχνει επικαλυμμένος ενώ έχει κακή υποκείμενη πρόσφυση που εμφανίζεται αργότερα ως ξεφλούδισμα ή ξεφλούδισμα κατά τη λειτουργία -, γι' αυτό ακριβώς το πάχος της επίστρωσης από μόνο του δεν αποτελεί πλήρη εικόνα ποιότητας. Τα αρχεία πρόσφυσης και προετοιμασίας επιφανειών έχουν εξίσου μεγάλη σημασία.

Αυτό είναι όπου οι αγοραστές μπερδεύονται πιο συχνά, επειδή τρεις πραγματικά διαφορετικές διαδικασίες διατίθενται στο εμπόριο με παρόμοια ονόματα.

1. Εν θερμώ-Γαλβανισμένο με εμβάπτιση(Μετά την κατασκευή)

Ο σωλήνας σχηματίζεται και συγκολλάται πρώτα, στη συνέχεια ο πλήρης, τελειωμένος σωλήνας βυθίζεται σε μια κατσαρόλα λιωμένου ψευδαργύρου στους περίπου 450 βαθμούς (842 βαθμούς F). Ο ψευδάργυρος αντιδρά με το σίδηρο στο χάλυβα για να σχηματίσει μια σειρά από στρώσεις ψευδάργυρου-κράματος σιδήρου, που ολοκληρώνονται με ένα στρώμα σχετικά καθαρού ψευδαργύρου - έναν πραγματικό μεταλλουργικό δεσμό και όχι μια επιφανειακή μεμβράνη. Επειδή ολόκληρος ο σωλήνας, συμπεριλαμβανομένης της ραφής συγκόλλησης, των κομμένων άκρων και οποιασδήποτε σύνθετης γεωμετρίας, περνάει από το λουτρό μαζί, η κάλυψη είναι πλήρης και ομοιόμορφη, συμπεριλαμβανομένων των περιοχών που η επίστρωση που εφαρμόστηκε πριν από την κατασκευή δεν μπορούσε να φτάσει τόσο αποτελεσματικά.

Το τυπικό πάχος επίστρωσης για-μετά την κατασκευή εν θερμώ-γαλβανισμό εμβάπτισης συνήθως κυμαίνεται από 55–100+ μικρά ανάλογα με το πάχος του χάλυβα και το ισχύον πρότυπο, με διεθνή πρότυπα όπως το ISO 1461 να ορίζουν έναν ελάχιστο μέσο όρο 85 micron για χαλύβδινα τμήματα πάχους άνω των 6 mm.

2. Προ-Γαλβανισμένο(Συνεχής Γραμμή / Μύλος Γαλβανισμένος)

Η λωρίδα ή το φύλλο χάλυβα γαλβανίζεται πρώτα - συνήθως περνώντας το μέσω μιας συνεχούς γραμμής θερμής- εμβάπτισης ή ηλεκτρογαλβανισμού με υψηλή ταχύτητα - και στη συνέχεια κόβεται, σχηματίζεται σε ρολό-και στη συνέχεια συγκολλάται σε σωλήνα. Η επίστρωση είναι πιο λεπτή (συνήθως στην περιοχή 12-50 microns) και, κρίσιμα, η ραφή συγκόλλησης σχηματίζεται μετά τον γαλβανισμό, έτσι η περιοχή της ραφής χάνει την επίστρωση ψευδαργύρου κατά τη συγκόλληση, εκτός εάν αγγίξει ξεχωριστά.

3. Ηλεκτρο-Γαλβανισμένο

Ο ψευδάργυρος εφαρμόζεται μέσω μιας διαδικασίας ηλεκτρολυτικής επιμετάλλωσης και όχι με θερμική εμβάπτιση, δημιουργώντας μια λεπτή, λεία, ομοιόμορφη επίστρωση - γενικά την λεπτότερη από τις τρεις μεθόδους. Επιλέγεται εκεί όπου η εμφάνιση και ο ακριβής έλεγχος της λεπτής επίστρωσης έχουν μεγαλύτερη σημασία από τη μέγιστη αντοχή στη διάβρωση, όπως εξαρτήματα εσωτερικού χώρου, περιβλήματα συσκευών και ορισμένα εξαρτήματα αυτοκινήτου. Σπάνια είναι η σωστή επιλογή για θαμμένες, βυθισμένες ή μακροπρόθεσμες εφαρμογές σωλήνων σε εξωτερικούς χώρους.

Γρήγορη σύγκριση

Οι αγοραστές θα πρέπει να γνωρίζουν ποιο πρότυπο γίνεται στην πραγματικότητα, καθώς το "γαλβανισμένο" από μόνο του δεν αποτελεί προδιαγραφή:

• ASTM A53- καλύπτει μαύρο και εν θερμώ-γαλβανισμένο σωλήνα από χάλυβα χωρίς ραφή και συγκολλημένο (ERW) για μηχανικές εφαρμογές και εφαρμογές υπό πίεση. Ο γαλβανισμός υπό A53 πρέπει να πληροί τις απαιτήσεις επίστρωσης ASTM A123.
• ASTM A123/A123M- τη γενική προδιαγραφή για επιστρώσεις ψευδαργύρου (εν θερμώ-γαλβανισμένο με εμβάπτιση) σε προϊόντα σιδήρου και χάλυβα, που αναφέρονται από πολλά άλλα πρότυπα σωλήνων για το πάχος και την ποιότητα της επίστρωσης.
• ISO 1461- το διεθνές ισοδύναμο, που χρησιμοποιείται ευρέως εκτός Βόρειας Αμερικής, προσδιορίζοντας το ελάχιστο πάχος επίστρωσης ανά πάχος χαλύβδινων διατομών.
• ASTM A653Το - διέπει τη συνεχή-γαλβανισμένη εν θερμώ (και γαλβανισμένη) λαμαρίνα χάλυβα, σχετική με προ-γαλβανισμένο σωλήνα από επικαλυμμένη ταινία.
• BS EN 10240 / EN 10255- Ευρωπαϊκά πρότυπα που καλύπτουν προστατευτικές επιστρώσεις σε χαλύβδινους σωλήνες και ελαφρούς-σωλήνες για σπειρώματα και συγκόλληση.

Ύδρευση και υδραυλικές εγκαταστάσεις:Ο γαλβανισμένος σωλήνας ήταν ιστορικά πρότυπο για οικιστικές γραμμές νερού. Ενώ οι χάλκινες και πλαστικές σωληνώσεις (PEX, PVC) τις έχουν αντικαταστήσει σε μεγάλο βαθμό σε νέες κατασκευές κατοικιών σε πολλές αγορές, οι γαλβανισμένοι σωλήνες παραμένουν συνηθισμένοι στα συστήματα γεωργικών υδάτων, στην άρδευση και σε ορισμένες δημοτικές υποδομές.

Δομικά και κατασκευαστικά:σκαλωσιές, κιγκλιδώματα, περιφράξεις και δομικά πλαίσια χρησιμοποιούν συχνά γαλβανισμένο σωλήνα για αντοχή στη διάβρωση χωρίς το κόστος του ανοξείδωτου χάλυβα.

Μεταφορά πετρελαίου, αερίου και βιομηχανικών ρευστών:Ο γαλβανισμένος σωλήνας χρησιμοποιείται για χαμηλότερη-πίεση και λιγότερο διαβρωτικό σέρβις. Οι γραμμές μετάδοσης με υψηλότερη-πίεση ή ξινή-υπηρεσία χρησιμοποιούν συνήθως FBE- ή πολλαπλές{4}}επίστρωσης-σωλήνες LSAW ή ERW με επίστρωση LSAW ή ERW, καθώς ο γαλβανισμός δεν σχεδιάζεται γενικά ούτε δοκιμάζεται για συμβατότητα με συστήματα καθοδικής προστασίας θαμμένων σωλήνων, όπως είναι τα συνπροδιαγραφόμενα σωλήνων{6}.

Γεωργία:Η πλαισίωση του θερμοκηπίου, η περίφραξη και οι σωληνώσεις άρδευσης καθορίζουν συνήθως τον γαλβανισμένο σωλήνα για την ισορροπία κόστους και την αντοχή του σε εξωτερικούς χώρους.

Συστήματα πυροπροστασίας:Ο γαλβανισμένος σωλήνας χρησιμοποιείται σε ορισμένες σωληνώσεις καταιωνιστήρων και πυρόσβεσης, ιδιαίτερα σε ξηρά συστήματα όπου το στάσιμο νερό και ο κίνδυνος διάβρωσης με την πάροδο του χρόνου αποτελούν πρόβλημα σχεδιασμού.

Φόντα:

• Η θυσιαστική προστασία συνεχίζει να λειτουργεί ακόμα και μετά από μικρές ζημιές στην επίστρωση, σε αντίθεση με τα περισσότερα χρώματα
• Σχετικά χαμηλό κόστος σε σύγκριση με ανοξείδωτο χάλυβα ή ειδικές επιστρώσεις
• Μακρά ιστορία και ευρεία τυποποίηση (ASTM, ISO, EN) σε όλες τις αγορές
• Κατάλληλο για ένα ευρύ φάσμα ατμοσφαιρικών και ήπιων-έως-διαβρωτικών περιβαλλόντων

Περιορισμοί που αξίζει να είστε εκ των προτέρων:

• Η διάρκεια ζωής της επίστρωσης είναι πεπερασμένη και ανάλογη με το πάχος - δεν αποτελεί μόνιμη λύση σε επιθετικά περιβάλλοντα (θαλάσσιες ζώνες εκτόξευσης, εδάφη υψηλού-χλωρίου, ισχυρά οξέα/αλκάλια)
• Η επιτόπια συγκόλληση ή κοπή αφαιρεί τον ψευδάργυρο τοπικά και απαιτεί αφή-(ένωση ψυχρού γαλβανισμού ή επιμετάλλωση) για την αποκατάσταση της προστασίας σε αυτό το σημείο
• Οι επικαλύψεις ψευδαργύρου μπορεί να αντιδράσουν δυσμενώς με ορισμένες συνθέσεις σκυροδέματος (φρέσκο ​​σκυρόδεμα) και η συμβατότητα με ορισμένα χημικά περιβάλλοντα - θα πρέπει να ελέγχεται για ασυνήθιστες συνθήκες λειτουργίας
• Δεν συνιστάται γενικά για συστήματα πόσιμου νερού σε ορισμένες δικαιοδοσίες λόγω ιστορικών ανησυχιών σχετικά με τη συγκόλληση μολύβδου και τις ενώσεις σωλήνων-που χρησιμοποιούνται με παλαιότερα γαλβανισμένα υδραυλικά συστήματα - σύγχρονες εγκαταστάσεις χωρίς μόλυβδο-μειώνουν αυτήν την ανησυχία, αλλά οι τοπικοί κώδικες υδραυλικών εγκαταστάσεων θα πρέπει να ελέγχονται

Τρεις έλεγχοι έχουν μεγαλύτερη σημασία κατά την επαλήθευση της ποιότητας γαλβανισμένων σωλήνων και οι αγοραστές μπορούν εύλογα να ζητήσουν αρχεία για κάθε:

Δοκιμή πάχους.Τα μαγνητικά μετρητές πάχους είναι η πιο κοινή μέθοδος πεδίου και μύλου, λαμβάνοντας πολλαπλές μετρήσεις γύρω από την περιφέρεια του σωλήνα και κατά μήκος του, καθώς το πάχος της επίστρωσης σπάνια είναι απόλυτα ομοιόμορφο. Τα πρότυπα καθορίζουν τόσο έναν ελάχιστο μέσο όρο όσο και μια ελάχιστη μεμονωμένη-τιμή ανάγνωσης, επομένως ένας προμηθευτής θα πρέπει να μπορεί να παρέχει και τα δύο, όχι απλώς έναν μέσο όρο.

Δοκιμή πρόσφυσης.Μια απλή, τυπική δοκιμή περιλαμβάνει το χτύπημα της επίστρωσης με ένα σφυρί ή την υποβολή της σε ελεγχόμενη κάμψη. μια σωστά κολλημένη επίστρωση δεν θα ξεφλουδίσει ή δεν θα ξεφλουδίσει από τον χάλυβα βάσης. Η κακή αποξήρανση ή το ρέμα κατά την κατασκευή είναι η πιο κοινή βασική αιτία αστοχιών πρόσφυσης.

Συνέχεια επίστρωσης (δοκιμή Preece/θειικού χαλκού).Ένα διάλυμα θειικού χαλκού εφαρμόζεται στην επιφάνεια. Ο γυμνός ή με λεπτή επίστρωση χάλυβας αντιδρά και παίρνει ένα χάλκινο χρώμα, ενώ ο σωστά επικαλυμμένος ψευδάργυρος δεν αντιδρά, καθιστώντας τον έναν απλό τρόπο εντοπισμού οπών ή λεπτών σημείων που μόνο η μέτρηση πάχους μπορεί να χάσει μεταξύ των σημείων μέτρησης.

1. Επιβεβαιώστε ποια από τις τρεις μεθόδους γαλβανισμού αναφέρεστε πραγματικά.Ρωτήστε απευθείας εάν ο σωλήνας είναι γαλβανισμένος μετά την κατασκευή (πλήρης-βύθιση) ή είναι κατασκευασμένος από προ-γαλβανισμένη λωρίδα. Αυτή η ερώτηση επιλύει τις περισσότερες διαφορές σχετικά με την ποιότητα της επίστρωσης αργότερα.
2. Ζητήστε το συγκεκριμένο ισχύον πρότυπο, όχι μόνο τη λέξη "γαλβανισμένο".Τα ASTM A123, ISO 1461 και A653 καθορίζουν το καθένα διαφορετικά ελάχιστα πάχη και οι μέθοδοι δοκιμής - λαμβάνουν το πρότυπο που αναφέρεται γραπτώς στην παραγγελία αγοράς.
3. Ζητήστε δεδομένα δοκιμής πραγματικού πάχους επίστρωσης ή μάζας επίστρωσης, όχι μια γενική δήλωση συμμόρφωσης. Οι αξιόπιστοι προμηθευτές μπορούν να παρέχουν μετρήσεις μαγνητικού πάχους ή αποτελέσματα μάζας επίστρωσης (-ανά-περιοχή) από τις δοκιμές.
4. Ταιριάξτε την κατηγορία επίστρωσης με το πραγματικό περιβάλλον έκθεσης σας.Μια επένδυση επαρκής για στεγνό εσωτερικό αγωγό δεν είναι απαραίτητα επαρκής για θαμμένες ή παράκτιες υπαίθριες υπηρεσίες - συζητήστε το συγκεκριμένο περιβάλλον σας αντί να αποδεχτείτε μια γενική προδιαγραφή "γαλβανισμένου".
5. Αποσαφηνίστε την προστασία των ραφών συγκόλλησης, ειδικά για προ-γαλβανισμένο σωλήνα. Εάν η ραφή δεν αγγίχθηκε μετά τη συγκόλληση, αυτό είναι ένα μακρύ, συνεχές αδύναμο σημείο που διατρέχει όλο το μήκος του σωλήνα.
6. Σχεδιάστε για συγκόλληση πεδίου και προστασία{0}}περικοπής στον προϋπολογισμό εγκατάστασής σας.Αυτό είναι ρουτίνα, όχι προαιρετικό, και θα πρέπει να προγραμματιστεί αντί να ανακαλυφθεί ως κόστος έκπληξη μετά την εγκατάσταση.
7. Ελέγξτε τη συμβατότητα με το υγρό ή το περιβάλλον που θέλετε, ιδιαίτερα για οτιδήποτε πέρα ​​από το τυπικό νερό, τον αέρα ή την ήπια ατμοσφαιρική υπηρεσία - ορισμένες χημικές ουσίες και η επαφή φρέσκου σκυροδέματος είναι γνωστές προβληματικές περιοχές για επικαλύψεις ψευδαργύρου.

Επικοινωνήστε τώρα