Коррозия труб водоснабжения

Соединение оцинкованных водопроводных труб

Рабочие качества, которыми обладает стальная труба, многим изделиям из современных материалов удалось превзойти, однако она все еще впереди по прочности, устойчивости к температуре и давлению.

Основная причина, по которой трубопровод из стали уступает конкурентам – коррозия, но и этот вопрос нашел достойное решение. Защита стали оцинковкой позволила получить надежный и долговечный материал для строительства водопровода.

Оцинкованный водопровод хорошо зарекомендовал себя в холодном водоснабжении с постоянным расходом очищенной воды. Сопротивление коррозии значительно ниже у систем подачи горячей воды, так как температурное колебание со временем ведет к разрушению цинкового слоя.

При возрастании температуры воды от 60оС до 80оС скорость коррозии увеличивается в 5 раз, слой цинка меняет полярность относительно стали, становясь из анодного катодным пористым покрытием, что приводит к язвенной коррозии. Срок эксплуатации трубопровода с цинковым покрытием сильно зависит от качества воды.

Сочетание медного и оцинкованного трубопроводов исключено, так как происходящие физико-химические процессы взаимодействия этих металлов приведут к язвенной коррозии труб с цинковым покрытием. Наличие в воде 0,1мг/л двухвалентной меди неизбежно вызовет порчу трубопровода.

Увеличение скорости коррозии оцинкованной стали прямо пропорционально кубическому корню скорости потока воды (от 0,3 до 0,95 м/с) внутри водопровода. В многоэтажных домах для подачи воды используются насосы, с увеличением давления в водном потоке повышается уровень кислорода, а следовательно, происходит смывание цинковых слоев.

Долговечность в данном случае зависит от толщины и качества цинкового слоя, оптимально на 1 м трубы следует расходовать 400 грамм цинка (толщина слоя 45 мкм).

Коррозия труб водоснабжения

Срок эксплуатации оцинкованного водопровода, как видно, зависит от многих факторов и может составлять от 15 до 40 лет. Все же следует отметить, что оцинковка продлевает работу стальных труб в 4 раза.

Соединение оцинкованного трубопровода возможно сваркой или резьбовым способом. Очевидно, что нарушение целостности защитного слоя ведет к коррозии и места стыков подвержены такому риску в значительной степени, поэтому монтаж этих систем требует особого подхода.

Резьбовое соединение применяется для монтажа круглых оцинкованных труб. Стальное трубное изделие с нанесенной в заводских условиях резьбой на концах после диффузионной оцинковки полноценно защищено и готово к резьбовому соединению с применением оцинкованных фасонных частей (муфты, ниппели, редукции, заглушки, переходники, углы и пр.).

Уплотняется стык наматыванием пакли с покраской. Во время горячей оцинковки резьба часто заплывает и ее приходится снова восстанавливать. Стыковка при помощи резьбы, выполненная по всем правилам, надежна и герметична, безопасна для водопровода, не коррозирует, удобна для дальнейшей замены и ремонта.

Однако на сегодняшний день известно несколько способов сварных соединений стальных изделий в оцинковке без повреждения защитного покрытия. Сварочный способ подходит для монтажа всех видов труб как круглых, так и профильных любого сечения.

Основой сварки оцинкованных изделий является задача недопущения испарения цинка с поверхности стали. Для этого в месте соединения на трубы наносится слой флюса, который не дает выгореть защитному слою.

Присадочный пруток расплавляется пламенем горелки, формируя сварочный шов. Цинк при этом плавится, но не выгорает, затем застывает вновь. Такой вид соединения применяется для монтажа водопровода, остатки флюса внутри постепенно вымываются водой без вреда питьевым качествам.

Оцинкованные трубы для водопровода

Также во время сварки на полуавтомате для сохранения цинка используют сжиженную пищевую углекислоту в качестве защитной среды. В зоне шва слой цинка зачищают, поскольку его окислы способствуют разбрызгиванию электрода, что делает шов пористым.

Для газоэлектросварки тонкостенных оцинкованных труб (до 5мм) используют накладные медные кольца, которые затем удаляются, сохраняя целостность цинкового покрытия.

Уважаемый читатель, как вы думаете, чем объясняется сравнительно низкая популярность оцинковки на фоне современных материалов при таком внушительном списке достоинств?

Сложным монтажом на резьбовых соединениях.

Это означает:

  • Точную подгонку размеров патрубков и сгонов;
  • Нарезку большого количества резьб — ручную или на токарно-винторезном станке.

Именно поэтому оцинковку не любят монтажники сантехоборудования и зачастую там, где необходима прочность, навязывают заказчику медные или гофрированные нержавеющие трубы.

Коррозия труб водоснабжения

Почему, собственно, монтаж должен быть сложным? Что мешает использовать газовую или электродуговую сварку, применяющуюся при сборке водопровода из черной стальной трубы?

Причина в том, что цинковое защитное покрытие полностью испаряется в области сварного шва вне зависимости от способа сварки, применяющихся электродов, или сварочной проволоки.

Причина очень проста: цинк кипит при 900 градусах, а сталь плавится при полутора тысячах. В результате швы остаются уязвимыми для коррозии, и итоговый срок службы инженерной системы становится таким же, как при использовании вдвое более дешевой черной стальной трубы.

Оцинкованная труба представляет собой стальную трубу с нанесенным на ее поверхность слоем цинка, вследствие чего существенно повышается ее антикоррозионность и долговечность.

Оцинковка стальных труб увеличивает их срок службы от 5 до 8 лет.

Оцинкованные трубы для водопровода

Сфера применения этих стальных оцинкованных изделий весьма обширна: в строительстве, при транспортировке горячей и холодной воды по системе водопровода, их используют также отопительные и газовые системы в жилых домах. Однако водоснабжение и отопление – это их основная задача.

Все металлические оцинкованные трубы для водоснабжения или отопления изготавливаются из высококачественной стали. При выпуске проката длина металлических труб составляет от 4 до 12 метров.

В соответствии с ГОСТами министерства металлургии России они имеют химический состав и качества, определяемые ГОСТом 3262. Их отличают максимальный срок службы, надежность и вполне приемлемая цена.

Водопроводные оцинкованные трубы: разновидности

Согласно все тому же ВСН 58-88, срок службы оцинковки на водоснабжении составляет не менее 30 лет (20 — в системах ГВС домов с закрытыми системами теплоснабжения, где для приготовления горячей воды используются теплообменники). Автор неоднократно сталкивался с мнением о недолговечности оцинковки на горячей воде.

Аргументация в основном сводилась к двум постулатам:

  • Цинк разрушается при высокой температуре горячей воды (по разным данным — свыше 70 или 82 градусов по шкале Цельсия), после чего внутренняя поверхность трубы остается беззащитной перед коррозией;
  • Цинк образует гальваническую пару с латунью фитингов (или алюминием, применяющимся при изготовлении радиаторов отопления) и разрушается электрохимической коррозией.

Из применяющихся в системах водоснабжения металлов цинк образует гальваническую пару только с медью. Чтобы убедиться в этом, достаточно заглянуть в учебник химии или сами-знаете-какую интернет-энциклопедию;

Оцинкованная труба

Заметьте: медные трубы сами по себе не очень популярны в системах водоснабжения многоквартирных домов из-за своей дороговизны и относительно сложного монтажа.

Кроме того, медный водопровод неизбежно будет отделяться от оцинкованного латунным фитингом, исключающим непосредственный контакт металлов.

Автору в бытность сантехником часто доводилось вскрывать оцинкованные водопроводы, стояки и подводки отопления. Состояние труб после 50-70 лет эксплуатации ничем не отличалось от состояния новых, только что поставленных с завода труб.

Между тем температурный режим отопления и ГВС в том регионе, где это происходило, предусматривает рабочие температуры до 95 градусов на отоплении и до 80-90 на горячей воде.

И еще один довод в пользу оцинкованной трубы: она не зарастает минеральными отложениями и ржавчиной. В отличие от черной стальной трубы, просвет в которой снижается вдвое уже через 10-15 лет службы.

Итого: оцинкованная труба для горячего водоснабжения и для холодной воды — практически идеальное решение, позволяющее на много десятилетий забыть про проблемы с водопроводом.

Имеется два различных метода оцинковки стальных труб для водоснабжения или отопления: горячий и диффузионный. При горячей оцинковке стальная заготовка непосредственно погружается в расплавленный цинк при температуре около 450 градусов.

В свою очередь, при диффузионном оцинковании она покрывается частицами цинка при температуре 400 градусов. Тем самым, атомы цинка, проникая в межкристаллическую решетку стали, формируют очень сильные связи, увеличивая срок службы обработанного изделия.

Подобная диффузионная оцинковка стальных труб для водопровода или отопления осуществляется в специальных порошковых контейнерах. В результате этого процесса они получают свою электрохимическую защиту.

Оцинковка металлических труб для водопровода позволяет предохранить их от частичной коррозии стали и сохранить первоначальный приятный внешний вид. Их зачищенная поверхность может быть как блестящей глянцевой, так и матовой.

Соединяют стальные водопроводные, равно как и отопительные, трубы либо на резьбе, либо сваркой. Резьбовое соединение при монтаже водопровода уплотняют фторопластовой лентой или другими материалами.

Сварку оцинкованных водопроводных труб из стали производят при помощи самозащитной проволоки, диаметром 0,8-1,2 мм. Иногда используют электроды диаметром до 3 мм со фтористо-кальциевым или рутиловым покрытием.

Следует иметь в виду, что при сварке обычными электродами происходит испарение защитного цинкового слоя, что приводит к коррозии незащищенных мест и представляет опасность для здоровья сварщика, так как при такой сварке выделяется много вредных веществ.

Выпускаемые промышленностью оцинкованные трубы из стали для водоснабжения или отопления могут быть обычной и повышенной точности. Для обычной точности используются стали, подходящие под стандарты ГОСТ 380 или ГОСТ 1050.

Они, в основном, и применяются для систем водоснабжения. Стенки применяемых водопроводных труб делятся на усиленные, обыкновенные и легкие, что определяется стандартом ГОСТ 3262-75.

Эти изделия производят из стали марок Ст3, после чего их оцинковывают на заводе, применяя специальную технологию. В соответствии с требованиями ГОСТ 10704 они изготавливаются либо с обрезанием концов и снятием заусенцев, либо без заторцовки концов и снятия заусенцев.

Нужно отметить, что оцинкованные трубы для водоснабжения или отопления становятся тяжелее неоцинкованных на 3%. Обычно такие водопроводные изделия поступают в термообработанном состоянии.

По своей длине оцинкованные трубы из стали для водоснабжения или отопления могут быть либо мерной, либо кратной мерной длины, при этом припуск на каждый рез не превышает 5 мм с отклонениями – не больше 10 мм.

Помимо этого, их выпускают также немерной длины. Хотя при этом, по согласованию с заказчиком, допускается выпуск не больше 5% изделий, имеющих длину от 1,5 до 4 метров.

Таким образом, оцинкованные трубы являются очень устойчивыми к коррозии и весьма практичными для использования в быту. Кроме того, вследствие их достаточно низкой стоимости, они являются и экономически выгодными. Поэтому, применение их для водоснабжения абсолютно оправдано.

Оцинкованные профильные трубы

Стальные холоднокатаные и горячекатаные профильные трубные изделия квадратного, прямоугольного и других сечений так же выпускаются с защитным цинковым покрытием от процессов коррозии. Они могут быть сварными прямошовными, либо не иметь шва; тонкостенными (легкие 1,5мм, 0,85кг/м), усиленными (высокой прочности от 2мм, 1,1кг/м).

Профильная труба незаменима при строительстве каркасов, прочных металлоконструкций любой сложности благодаря своим качествам: легкости, устойчивости к статичным, динамичным нагрузкам, излому, изгибу, легко монтируется. Все эти достоинства во многом усиливает оцинковка, делая изделия более долговечными, стойкими к коррозии и агрессивной среде.

Наносится цинковое покрытие как в производственных условия, так и домашних. Наиболее качественное стойкое покрытие получается при изготовлении оцинкованной профильной трубы промышленным путем (горячая, гальваническая, диффузионная оцинковка).

Изделие оцинковывают в готовом виде или гнут из уже покрытого цинком стального листа, а затем сваривают и оцинковывают шов. Холодное оцинкование производится посредством покраски труб специальным раствором с содержанием цинкового порошка, такое покрытие можно выполнить самостоятельно, защитив при этом только наружную поверхность.

Защита водопроводных труб оцинковкой зарекомендовала себя довольно эффективной, срок эксплуатации стальной трубы продлевается с 5-9 лет до 15-20 лет при правильной эксплуатации до 35 лет.

Многое зависит от качества труб, состава и способа нанесения защитного покрытия, на все это следует обращать внимание. Зачастую оцинковка защищает трубный ассортимент от коррозии во время хранения продукции, а на эксплуатационные нагрузки в качестве водопровода она не рассчитана. Поэтому для систем водоснабжения следует выбирать оцинкованные трубы согласно предназначению.

Нормативная документация

Защитный цинковый слой может наноситься на любые стальные трубы и вообще любые изделия из черной стали. Однако в качестве материала для монтажа водопроводов и разводки отопления применяется вполне конкретная труба — водогазопроводная (ВГП), произведенная по принятому еще в далеком 1977 году стандарту за номером 3262-75.

Каким требованиям должна соответствовать труба оцинкованная для водоснабжения ГОСТ 3262-75?

Для удобства читателя мы соберем вместе ключевые выдержки из текста документа.

  • Все соответствующие стандарту водогазопроводные трубы — электросварные, то есть производятся из свернутого штрипса (стальной ленты) провариванием продольного шва с последующим контролем герметичности;
  • Обычно они поставляются в прямых отрезках длиной от 4 до 12 метров;
    Условный проход (ДУ, величина, примерно равная внутреннему диаметру и указывающая на размер присоединяемой резьбы) варьируется от 6 до 150. Однако для монтажа водопроводов применяются типоразмеры начиная с ДУ 15;
  • Для условного прохода не указываются величины измерения. Однако он приблизительно соответствует внутреннему диаметру, измеренному в миллиметрах.
  • Трубы производятся обыкновенными, усиленными и легкими в зависимости от толщины стенки. При этом внешний диаметр и ДУ остаются неизменными, а вот внутренний диаметр меняется: он максимален у облегченных труб и минимален у усиленных;
  • Продукция может поставляться с накатанной или нарезанной резьбой. ГОСТ допускает отсутствие защитного цинкового слоя на резьбе и на торцах отрезков труб;
  • Кривизна труб не должна превышать 2 мм на погонный метр при условном проходе до ДУ 20 включительно и 1,5 мм на погонный метр при большем размере;
  • Гарантированное производителем рабочее давление по ГОСТ 3262 должно быть не меньше 25 кгс/см2 для обыкновенных и легких труб. Для усиленных оно увеличивается до 32 кгс/см2.

Можно или нельзя

Как известно, цинк — токсичный металл, имеющий неприятное обыкновение накапливаться в организме и вызывать тяжелейшие формы отравления. Допустим ли его контакт с питьевой водой?

Советские нормативные документы, известные очень трепетным отношением к здоровью граждан страны, считают, что да.

Кроме ГОСТ 3262-75, прямо указывающего на назначение оцинкованных труб для монтажа водопроводов, существуют ведомственные строительные нормы ВСН 58-88. Согласно этому документу, оцинковка может устанавливаться на холодную и горячую воду, а также в систему отопления.

Как своими руками нарезать резьбу на оцинковке?

Для этого вам понадобятся:

  • Трубные тиски. В отличие от обычных, с плоскими губками, они исключают проворачивание зажатой трубы и повреждение ее антикоррозийного покрытия.
  • Плашка с рамкой-направляющей или клупп. Инструмент может комплектоваться воротком (в идеале — с трещоткой, заметно упрощающей нарезку) или приводится в движение газовым ключом №2 — №4.
  • Напильник или болгарка с зачистным кругом.

Снимите на торце патрубка наружную фаску под углом не больше 30 градусов к его продольной оси. Таким образом, вы сформируете заход для плашки или клуппа;

  • Нанесите на наружную поверхность патрубка любую смазку (масло для швейных машинок, моторную отработку, солярку и т.д.). Благодаря смазке уменьшится необходимое для нарезки резьбы усилие. Что еще важнее, на резьбе не останется задиров металла;
  • Наденьте плашку на трубу направляющей рамкой вперед. В этом случае вы исключите перекос при нарезке первых ниток;
  • Прижмите инструмент к торцу трубы с максимально возможным усилием и начинайте вращать его по часовой стрелке;
  • После нарезки первых двух ниток перестаньте прижимать инструмент и нарежьте (уже без прижима) 5-10 ниток в зависимости от назначения патрубка;
  • Если плашка начинает двигаться с заметным сопротивлением — дайте инструменту небольшой обратный ход, чтобы освободить его от стружки.

Если вы нарезаете резьбу на подводке или стояке водоснабжения, придерживайте трубу газовым ключом, не позволяя ей провернуться. В противном случае вы можете стронуть одну из ближайших резьб или оторвать подводку от стояка по сварному шву.

Герметизация резьб

Согласно советским стандартам, для герметизации резьбовых соединений нужно было использовать сантехнический лен с пропиткой свинцовым суриком. Выполненные таким образом соединения служат неограниченно долго, лен в них не гниет и не выгорает.

Прекрасные результаты дает герметизация резьб нитью Тангит Унилок. Она просто наматывается по ходу резьбы в 5-8 витков;

Вместо свинцового сурика лен можно пропитать силиконовым герметиком. Силикон наносится на резьбу, затем на нее по часовой стрелке наматывается прядка очищенного от мусора и соломы льна, после чего на лен намазывается еще один тонкий слой герметика.

При затягивании резьбы силикон равномерно пропитывает органическую подмотку, обеспечивая ее защиту от воды и высокой температуры.