ריתוך צינור פלדה מגולוונת: מדוע ציפוי האבץ משנה את כל מה שקשור לריתוך

ריתוך על צינור מגולוון אינו אותה פעולה כמו ריתוך על צינור שחור עם משטח בצבע שונה-. ציפוי האבץ שנותן לצינור המגולוון את עמידותו בפני קורוזיה מתנהג בצורה שונה מאוד מפלדה בטמפרטורות ריתוך, וההבדל הזה מניע כמעט כל אמצעי זהירות מיוחדים המשמשים בצוות ריתוך מגולוון - מאופן הכנת המפרק, דרך הפעלת הריתוך ועד מה שקורה לאחר כיבוי הקשת. ההבנה מדוע קיימים אמצעי הזהירות הללו, במקום להתייחס אליהם כאל רשימת בדיקה שרירותית, היא מה שמפריד בין מפרק מגולוון מרותך שנמשך כל עוד שאר הצינור לבין זה שהופך למקום הראשון בו המערכת משחתת.

לא כל צינור מגולוון מגיע למפרץ הריתוך עם אותו ציפוי, וההבדל חשוב עוד לפני תחילת הריתוך.

צינור מגולוון חם-מיוצר על ידי טבילת צינור פלדה מוגמר באמבט של אבץ מותך, בדרך כלל בסביבות 450 מעלות צלזיוס. האבץ מגיב עם משטח הפלדה ויוצר סדרה של שכבות סגסוגת ברזל- של אבץ, ועליהן שכבה של אבץ טהור יחסית. הקשר המטלורגי הזה - לא רק משקע משטח - הוא מה שנותן לציפוי החם- את חוזק ההידבקות שלו ואת טווח העובי האופייני שלו של בערך 45 עד 100+ מיקרון, בהתאם לעובי הפלדה וזמן הטבילה. הציפוי אינו אחיד לחלוטין ברמה המיקרוסקופית, אך ברמה המעשית הוא מכסה את המשטחים הפנימיים והחיצוניים של הצינור באופן רציף, כולל אזורים שקשה-להגיע{11}}לגישה כמו חוטים ותפרי ריתוך, מכיוון שהצינור שקוע במלואו.

צינור מגולוון אלקטרו-מיוצר על ידי הפקדת אבץ על משטח הפלדה באופן אלקטרוכימי, בדרך כלל בטמפרטורת הסביבה, מתמיסת מלח אבץ-. הציפוי המתקבל הוא דק יותר - בדרך כלל בטווח של 5 עד 25 מיקרון - חלק יותר במראהו, ומלוכד על ידי הידבקות אלקטרוכימית ולא מתפתחת שכבת הדיפוזיה הסגסוגת החמה-. הוא מהיר יותר ופחות יקר ליישום, והוא מייצר גימור משטח אחיד ונקי יותר מבחינה קוסמטית, וזו הסיבה שהוא מופיע לעתים קרובות ביישומי חשיפה ל-קורוזיה- פנימית או נמוכה יותר, שבהם המראה והעלות חשובים יותר מעשרות שנים של חיי שירות חיצוניים.

ההשלכה המעשית לריתוך: לציפוי טבילה חם- יש יותר מסת אבץ מרוכזת ליד המפרק, יותר ממנו ננעל בשכבת סגסוגת שנצמדת למשטח הפלדה גם בחום, וציפוי עבה יותר להסרה לפני הריתוך. ציפוי מגולוון אלקטרו- דק יותר וקל יותר להסרה, אבל הוא גם מציע חיי שירות קצרים יותר ברגע שהמפרק חוזר לשירות, מכיוון שפשוט יש שם פחות אבץ מלכתחילה. אף הבדל לא משנה את הפיזיקה הבסיסית של מה שקורה כאשר הקשת פוגעת ליד אבץ -, הוא משנה את כמות הבעיה שאתה מתמודד איתה וכיצד ביצועי הקורוזיה של המפרק המוגמר בהשוואה לשאר חלקי הצינור.

בעיית הליבה היא אי התאמה פשוטה בטמפרטורה. אבץ רותח בערך ב-907 מעלות צלזיוס. פלדה לא מתחילה להמיס עד בסביבות 1,500 מעלות צלזיוס. קשת ריתוך מתחממת הרבה יותר מכל אחת מהדמויות -, מה שאומר שעד שהקשת עשתה משהו לפלדה, האבץ שמסביב לה כבר התאדה.

הרצף הזה גורם לכמה בעיות ברורות בריתוך המוגמר, לא רק אחת:

• נַקבּוּבִיוּת- אדי אבץ המשתחררים לבריכת הריתוך אינם בורחים במלואם לפני שהמתכת מתמצקת, ומותיר כיסי גז במתכת הריתוך. נקבוביות מקטינה את החתך האפקטיבי-של הריתוך ונותנת סדקי קורוזיה ועייפות מקום להתחיל בו.
• התפרקות מתכת נוזלית- אם חום הריתוך דוחף אבץ מותך או אידוי לתוך גבולות התבואה של האזור המושפע מהחום בפלדת הבסיס, זה יכול להפחית את המשיכות של אזור זה, ובמקרים מסוימים לתרום לסדקים תחת עומס או מתח תרמי שלאחר מכן. זהו סיכון מתועד היטב- הקשור במיוחד לריתוך פלדה מגולוונת, להבדיל מנקבוביות ריתוך רגילה.
• ניתזים ופרופיל חרוז גרוע- אידוי אבץ מפריע לקשת ולמשטח בריכת הריתוך, מה שמקשה על החזקת חרוז נקי ועקבי בהשוואה לריתוך אותו מפרק בפלדה חשופה.
• סכנת קיטור- אבץ שמתאדה על ידי הקשת מתחמצן במהירות באוויר, ומייצר אדי תחמוצת אבץ. שאיפת עשן זה בריכוז מספיק גורמת לקדחת אדי מתכת, סכנה תעסוקתית אמיתית-מוכרת היטב, וזו הסיבה שאוורור ובמידת הצורך הגנה על הנשימה הם נוהג סטנדרטי בעבודות ריתוך מגולוון, ולא אמצעי זהירות אופציונלי.

אף אחת מהבעיות הללו לא נעלמת כי רתך מיומן - הן השלכות פיזיות של ריתוך דרך ציפוי אבץ שלם. איזו מיומנות ושליטה היא כמה מהבעיה מגיעה למפרק המוגמר, והשליטה הזו מתחילה לפני פגיעת הקשת.

הפרקטיקה המקובלת היא להסיר את ציפוי האבץ מאזור המפרק לפני הריתוך, באמצעות מטחנת זווית, שיוף שוחק או ניקוי להבה, במקום ריתוך ישירות דרכו. זה לא קוסמטי - זה מטפל בסיכון הנקבוביות וההתפרקות במקור על ידי שמירה על אדי אבץ מחוץ לבריכת הריתוך ומהאזור המושפע מהחום- מלכתחילה. האזור המנוקה נמשך בדרך כלל מרחק קצר אחורה מקצה המפרק הן בצינור והן בכל אוגן או אביזר מתאם, לא רק בחזית השיפוע המיידית, מכיוון שהאזור המושפע מהחום משתרע מעבר לריתוך עצמו ושאריות אבץ ממש מחוץ לחיבור הנראה עדיין יכולות להתאדות לתוך האזור תחת חום הריתוך.

לכל שיטת הסרה יש פשרה מעשית. השחזה מהירה וניתנת לשליטה אך מייצרת אבק עמוס באבץ שזקוק לאותם אמצעי זהירות של אדים/אבק כמו ריתוך. ניקוי להבה שורף את הציפוי באמצעות העברת לפיד-בעוצמה נמוכה יותר לפני תחילת הריתוך, שימושי בצינור -בקוטר גדול יותר שבו טחינה של כל ההיקף גוזלת זמן-, אבל הוא עדיין משחרר אדי תחמוצת אבץ במהלך הניקוי עצמו, כך שדרישות האוורור לא נעלמו רק בגלל שהריתוך עדיין לא התחיל.

עבור צינורות מגולוונים מעל לערך DN100, שיטות חיבור מכניות - חיבורי אוגן, צימודים מחורצים/מכניים, או אביזרי דחיסה -סוג - מצוינים לעתים קרובות במקום ריתוך שדה, וההיגיון מתחבר ישירות לנטל ההסרה והתיקון של הציפוי- המתואר לעיל. לחיבור DN100+ יש היקף גדול של ציפוי לרצועה, לרתך ולאחר מכן לתקן, וכל רווח בתיקון זה הוא פער בהגנה מפני קורוזיה במפרק שלעתים קרובות קשה לבדוק או{7}}לציף מחדש ברגע שהמערכת בשירות. חיבור מכני מונע כלל להפריע לציפוי באזור המפרק - ללא השחזה, ללא ריתוך, ללא ציפוי תיקון - מה שמסיר את כל קטגוריית הסיכון שתוארה לעיל במקום לנהל אותו. זה פחות עניין של דרישת קוד ברוב תחומי השיפוט ויותר עניין של ניהול סיכונים מעשי ברגע שאזור הסרת הציפוי הופך גדול מספיק כדי שיהיה קשה יותר להבטיח תיקון עקבי לחלוטין.

לאחר ריתוך המפרק, האזור שנטחן או נשרף חשוף - יחד עם חרוז הריתוך עצמו - נותר ללא הגנה מפני קורוזיה, אלא אם כן הוא תוקן בכוונה. זה חשוב יותר ממה שזה עשוי להופיע בהתחלה: אבץ מגן על פלדה חשופה סמוכה, חלקית באמצעות פעולת הקרבה (גלוונית), שבה האבץ מתכלה באופן מועדף ומגן על אזורים סמוכים קטנים של פלדה חשופה. להגנה הזו יש טווח אפקטיבי מוגבל - היא פועלת עבור חרירים ונזקי ציפוי קלים, לא עבור תפר ריתוך מלא של פלדה חשופה. ללא תיקון, אזור הריתוך הופך לנקודת הקורוזיה הראשונה במערכת, מה שמערער את הסיבה שצוין צינור מגולוון מלכתחילה.

תיקון סטנדרטי משתמש בתרכובת -עשיר באבץ - או בתרכובת גלוון קרה המיושמת במברשת או בריסוס, או בחלק מהמקרים תרמית-מתכת אבץ מותזת ליישומים בעלי ביצועים- גבוהים יותר - הבנויה לעובי שכבה יבשה הדומה לציפוי החם- שמסביב בציפוי עובי מרובים, ולעיתים עוברים בציפוי מרובים בעובי אחד. זה לא מגע קוסמטי-בהתאמה לצבע הצבע; זה משחזר שכבת הגנה ממשית, ותיקון שהוחל דק מדי או עם הכנת משטח לקויה מתחתיו ייכשל הרבה לפני ששאר הציפוי המקורי של הצינור יצליח.

איכות ריתוך עקבית בצינור מגולוון מסתכמת בשליטה בחמישה אזורים, כל אחד מתייחס לנקודה אחרת שבה הסיכונים הקשורים לאבץ- לעיל עלולים להשתבש.

הסמכת רתך והמשכיות.ריתוך צינור מגולוון בצורה נכונה דורש שליטה הדוקה יותר על קלט החום ומהירות הנסיעה מאשר ריתוך מפרק הפלדה החשוף המקביל, במיוחד כדי להגביל את כמות האבץ שמתאדה לפני ומסביב לבריכת הריתוך. הצוותים צריכים להיות מוסמכים בהתאם לנוהל המשקף את - זה לא רק את הסמכת הריתוך הכללית - ולאמת באמצעות מבחן מעשי בתנאי האתר המייצגים לפני שהם מקבלים אישור לעבודה. השארת אותו צוות בפרויקט מפחיתה את השונות שמקורה ברתכים שלומדים מחדש- את ההתאמות הללו במהלך העבודה.

טיפול בחומרי מילוי.אלקטרודות מצופות שטף- סופגות לחות מלחות הסביבה, ולחות בציפוי האלקטרודה היא סיכון נפרד אך מורכב - היא תורמת לסדקים המושרים במימן-בריתוך, ללא תלות בכל מה שקשור לאבץ-. חומרים מתכלים צריכים להגיע מספק עם הסמכת חומר מלאה, להיות מאוחסנים ואופים בטמפרטורה מבוקרת לפי הנוהל הרלוונטי, ולהונפק בכמויות המותאמות לחצי יום- בערך, כך שלא יישאר מוט שאינו בשימוש כדי לספוג מחדש לחות על רצפת החנות. שליטה זו חשובה יותר, לא פחות, בעבודה מגולוונת, שכן נקבוביות מאדי אבץ ונקבוביות מימן מחומרים מתכלים לחים יכולים להרכיב זה את זה באותו ריתוך.

מצב הציוד וכיול.התפוקה בפועל של מכונת ריתוך צריכה להתאים להגדרות המוצגות שלה, וזו הסיבה שיש לכייל מדי זרם ומתח לפני תחילת פרויקט. מכיוון שריתוך מגולוון תלוי בהחזקת בקרת כניסת חום- הדוקה יותר מאשר ריתוך פלדת פחמן רגילה, מכונה לא מכוילת - או כבל ריתוך ארוך מספיק כדי לגרום לירידה משמעותית במתח ללא כוונון פרמטר מתאים - מערער את כל הנקודה של ציון זרם ותנועה זהירים-בקרת מהירות בהליך.

משמעת תהליכית.יש לבדוק את מידות החריצים ואת הניקיון (מאשר שציפוי האבץ אכן הוסר, ולא רק הכהה ויזואלית) מיד לפני תחילת הריתוך. זרם, מתח ומהירות נסיעה צריכים להישאר בטווח של ההליך המוסמך לאורך כל הדרך, לא רק בתחילת המפרק, מכיוון שהסחף לכיוון קלט חום גבוה יותר מחזיר יותר אידוי אבץ ואזור מושפע חום- רחב יותר. מעברי שורשים ראויים לתשומת לב מיוחדת, שכן השורש הוא הקרוב ביותר לכל שארית אבץ בצד הרחוק של המפרק, והוא המקום בו סביר להניח שהנקבוביות נובעת; יש לבנות ריתוכים מרובי-מעברים בשכבות דקות ומבוקרות במקום במספר קטן של מעברים כבדים. במפרקים בעלי תוצאת- גבוהה יותר, בדיקה חזותית צריכה להיות מגובה בבדיקות לא-הרסניות המתאימות לבדיקת - הרדיוגרפית או האולטרה-קולית עבור לחץ קריטי או מפרקים מבניים, לכל הפחות עבור מדגם מייצג של הריצה.

תנאים סביבתיים.טמפרטורת הסביבה, הלחות ומהירות הרוח במיקום הריתוך משפיעים כולם על איכות הריתוך ללא תלות בבעיית האבץ - הרוח מפריעה למיגון, הלחות משפיעה על איסוף המימן בבריכת הריתוך ובחומרים מתכלים מאוחסנים, וטמפרטורת הסביבה הקרה משנה את קצב הקירור, ואיתה, את הסיכון לסדקים באזור החום{1}} המושפע. כאשר כל אחד מאלה נופל מחוץ לטווח המוצהר של הנוהל המוסמך, התגובה הנכונה היא לדחות את העבודה, לא לרתך בכל מקרה ולהסתמך על בדיקה כדי לתפוס בעיות לאחר מכן.