Как выбрать оцинкованные трубы для отопления + водоснабжения

Несмотря на насыщенность рынка множеством разновидностей высокотехнологичных полимерных труб, сегодня широко применяется металл для монтажа систем отопления, горячего и холодного водоснабжения. Металлические трубы для этих целей в основном изготавливают из стали и меди, реже из алюминия. Каждый вид таких труб в зависимости от материала изготовления имеет набор индивидуальных характеристик, которые предоставляют потребителю достаточный простор для маневра при выборе.

Одной из распространённых разновидностей труб являются изделия из стали с цинковым покрытием — материал, обладающий многими положительными характеристиками, но специфический в применении. Рассмотрим, что это за материал, и как правильно использовать оцинкованные трубы для отопления.

Способы производства и разновидности оцинкованных труб

Главным врагом труб из стали является коррозия. Одним из способов защиты от неё является нанесение на поверхность стальной трубы защитного слоя цинка, после чего материал причисляется к отдельной подгруппе — оцинкованная труба для водоснабжения и систем отопления.

Метод является умеренно затратным, поэтому стоимость стальной трубы после оцинковки остаётся доступной — с приблизительным соотношением цен можно ознакомиться по данным таблицы:

Размер ГВП-трубы (газоводопроводной)	Цена (руб./м)
чёрная сталь	оцинкованная
15х2,8 ст1-3сп/пс	33	50
20х2,8 ст1-3сп/пс	42	66
25х2,8 ст1-3сп/пс	59	95
32х2,8 ст1-3сп/пс	81	127
40х2,8 ст1-3сп/пс	90	155
50х2,8 ст1-3сп/пс	117	194

Покрытие из цинка может быть нанесено на стальную трубу, изготовленную по любой технологии — прямошовную, со спиральным швом, бесшовную, поэтому оцинкованные трубы по фактору наличия шва классифицируются так же, как обычные.

Самостоятельного стандарта для оцинкованных изделий не существует. Стальные трубы с цинковой защитой производятся в соответствии с нормативными документами на электросварные изделия с прямым швом (ГОСТ 10704) и материал для газопроводов (ГОСТ 3262-75).

Способы покрытия цинком

Цинковое покрытие, в зависимости от условий эксплуатации трубы, может выполняться как по наружной её поверхности, так и по внутренней.

Существует 4 метода цинкования труб, каждый из которых применяется в зависимости от размеров изделий и требований, предъявляемых к толщине и прочности цинкового покрытия:

• горячий — подготовленную деталь погружают в расплавленный цинк, чем обеспечивается высокое качество и долговечность покрытия, но энергозатратность процесса велика;
• холодный — изделия одним из малярных способов окрашиваются веществами, содержащими цинк, что не обеспечивает высокую прочность цинкового слоя (применяется для защиты от коррозии уже смонтированных конструкций);
• электро-гальванический — покрытие осуществляется способом электролиза, то есть осаждения на деталь (анод) цинка, растворённого в электролите (катод), при прохождении электрического тока;
  
• газотермический — устройство защитного покрытия газопламенным напылением на поверхность детали цинкового порошка, недостаток — пористость и невысокая прочность слоя;
• термодиффузионный — детали покрываются слоем цинка, находящегося после нагрева до 2500 град. в парообразном состоянии, применяется для обработки мелких деталей в большом количестве — шурупы, болты, гайки, шайбы, требующие высокой адгезии цинка с металлом.

Параметры стальных труб с цинковым покрытием

Основными техническими параметрами стальных труб с цинковым покрытием являются:

• наружный диаметр (10,2 — 165 мм);
• вес 1 м трубы (0,4 — 22 кг);
• условный проход (6 — 150 мм);
• толщина стенки (1,8 — 5,5 м);
• длина (4 — 12 м).

Как и у обычных труб, стенки оцинкованных изделий могут быть лёгкими, усиленными или стандартными, точность исполнения назначается обыкновенной или повышенной.

Защитное цинковое покрытие должно быть нанесено на всю поверхность изделия и иметь толщину от 30 мкм. Отслаивание защитного слоя, шелушение и вспученности на нём не допустимы («Трубы стальные водогазопроводные», Технические условия, ГОСТ 3262-75, изм. №4,6).

Достоинства и недостатки

Большинство характеристик оцинкованных ВГП-труб, как положительных, так и отрицательных, совпадает с параметрами изделий из чёрной стали, но есть и индивидуальные качества.

Достоинства

• Прочность (особенно на разрыв).
• Огнестойкость.
• Малый коэффициент температурных удлинений.
• Абсолютная герметичность.
• Устойчивость к ударным нагрузкам.
• Долговечность.
• Возможность использования в качестве теплообменника.
• Возможность монтажа, в том числе текущего ремонта, своими руками.
• Два способа сборки (сварка, резьбовое соединение).
• Простота утилизации.

В пользу стальных ГВП-труб говорит тот факт, что наружная прокладка газопровода от магистрали к потребителям разрешена только из стального материала.

Недостатки

• Значительный удельный вес.
• Электропроводность.
• Высокая теплопроводность (необходимость утепления труб в системах отопления и ГВС).
• Подверженность коррозии при повреждении цинковой защиты.

Способы монтажа и сборки

Оцинкованные трубы, формирующие отопление или систему ГВС, монтируют тремя способами:

• сварка;
• фланцевое соединение;
• резьбовое соединение;
• пайка.

У каждого из перечисленных способов есть свои плюсы и минусы. Рассмотрим эти методы монтажа и связанные с ними нюансы.

Сварка оцинкованных труб

Водогазопроводные трубы с цинковым покрытием можно соединять электро- или газосваркой — оба вида монтажа удобны тем, что занимают мало времени. Но есть один негативный фактор, действие которого нужно минимизировать, так как полностью устранить его не получится.

Дело в том, что температура сварочного шва достигает 1200 градусов, а цинк кипит при 906 градусах и от нагрева в процессе сварки начинает испаряться. При этом происходит следующее:

• вредное воздействие паров цинка на сварщика, вплоть до наступления удушья, так как они ядовиты;
• испаряющийся цинк оголяет сталь и делает её уязвимой для коррозии;
• пары цинка способствуют образованию в сварочном шве пор и трещин, снижающих прочность соединения.

Для максимальной локализации указанных процессов перед началом сварки, не считая обязательного устройства эффективного вентилирования помещения, необходимо произвести следующие действия.

• подготовить кромки стыка, то есть выполнить на них наружную фаску и удалить цинковое покрытие на 25-30 мм в обе стороны от соединения;
  

• произвести сварку стыка с последующей зачисткой сварочного шва от шлака и покрытием оголённого участка трубы цинкосодержащей краской (содержание цинковой пыли — 94%, связующего — 6%) — холодным цинкованием.

Для предотвращения закипания цинкового слоя можно обработать место стыка соляной кислотой на 5 см в обе стороны, но в этом случае при сваривании будут образовываться кислотные испарения.

Согласно п. 4.6 СП (Строительных Правил) 73.13330.2012 устройство сварных соединений на трубопроводах из оцинкованной стали не разрешается, так как с внутренней поверхности трубы цинк перед сваркой не удаляется, и цинковые пары, образования которых при этом не избежать, обуславливают образование в шве пор и раковин. Но данный документ — добровольного применения и, если в проекте отсутствует ссылка на обязательное использование этого пункта, то монтаж оцинкованных труб сваркой допустим.

С целью минимизации воздействия цинка на качество электросварки монтаж необходимо проводить с выполнением следующих рекомендаций:

• сварку выполнять с малой скоростью, но избегая прожига трубы, и с повышенным значением силы тока;
• использовать электроды с рутиловым покрытием (состав электрода содержит оксид титана).

Электросварка труб с цинковым покрытием требует от сварщика определённых навыков. Кроме состава наружного покрытия электрода, на качество шва влияет толщина его стержня, обуславливающая мощность дуги — излишне толстый электрод будет прожигать стенку, а тонкий не обеспечит необходимую прочность сварного соединения. Для сварки оцинкованных труб с толщиной стенок 1,5 — 5 мм используют электроды диаметром 2-3 мм.

Фланцевое соединение оцинкованных труб

Данный метод основан на соединении между собой болтами фрагментов из труб, на концах которых приварены фланцы — стальные кольца с внутренним диаметром, равным наружному диаметру трубы, и отверстиями по периметру для монтажных болтов. Два фланца разных фрагментов прикладываются друг к другу с использованием промежуточной уплотнительной прокладки и стягиваются болт-гайками или шпильками.

В этом способе монтажа присутствует тот же негативный фактор, что и в сварном соединении — в процессе приваривания фланцев к трубам происходит кипение цинка и разрушение защитного слоя в районе сварочного шва. Поэтому так же необходимо принять меры к локализации температурного воздействия на цинковый слой, а после окончания сварки зачистить шов и нанести на него антикоррозийное цинкосодержащее покрытие (холодное цинкование).

Фланцевое соединение не компактно, поэтому применяется в большинстве случаев при прокладке трубопровода в подсобных помещениях или снаружи. На стыкуемой стороне фланца имеется кольцеобразная площадь, называемая зеркалом. Между двумя зеркалами стыкуемых фланцев перед их стягиванием устанавливается прокладка из паронита с отверстием, диаметр которого должен совпадать с внутренним диаметром трубы. Наружный диаметр прокладки выполняется равным расстоянию между противоположными крепёжными болтами.

Резьбовое соединение

Этот метод монтажа избавляет от необходимости применения термических способов соединения и выполняется с помощью фурнитуры различных видов, предназначенной для соединения отдельных фрагментов трубопровода после нарезки на них резьбы.

Сборка на резьбе также имеет свои недостатки:

• процесс нарезки резьбы отличается трудоёмкостью и требует времени;
• нарезной инструмент (плашка) при нарезке резьбы удаляет слой стали определённой толщины вместе с защитным цинковым покрытием.
• герметичность резьбового соединения обеспечивается обмоткой резьбы ФУМ-лентой, уплотнительной пастой или паклей с нанесением краски, которые со временем теряют свои свойства и требуют замены.

Пайка оцинкованных труб

Чтобы смонтировать систему отопления или ГВС из труб с оцинкованным покрытием без повреждения цинкового слоя, применяется пайка, которая выполняется в следующей последовательности:

• соединяемые концы трубы торцуют и, если толщина стенки более 3 мм, выполняют фаску на наружных кромках;
• стыки обезжиривают прогревом, после чего также прогретый до пластичности флюс (состав HLS-B) толстым слоем наносят на поверхность, граничащую с планируемым соединением ;
• торцы располагают с зазором 2-3 м;
• пламя горелки выставляется на избыток кислорода.

Размер горелки подбирается в зависимости от диаметра и толщины стенки оцинкованной трубы:

Для качественной пайки оцинкованной трубы необходимо придерживаться правила: размер горелки должен быть на единицу меньше, чем при сварке трубы таких же размеров без цинкового покрытия. В процессе пайки пламя должно быть сконцентрировано на соединяемых кромках и зазоре стыка, чтобы исключить нагрев и испарение цинка из-под слоя флюса.

Соединительные швы качественно произведённой пайки оцинкованных труб не нуждаются в дополнительной антикоррозийной защите, но нанесение на цинкосодержащей краски в качестве страхующей операции не будет лишним.

Специфика применения оцинкованных труб в системах отопления и ГВС

Трубы с цинковым покрытием в отопительных системах и водопроводах применяются с учётом условий эксплуатации.

Если температура теплоносителя не превышает 65 градусов, то цинковое покрытие успешно выполняет свои функции. В северных же районах, где этот параметр гораздо выше, внутренний цинковый слой под воздействием высокой температуры вступает в реакцию с водой:

Zn + H2O = ZnO + H2.

Оба вещества, получающиеся в результате такого взаимодействия, являются отрицательными факторами:

• ZnO — это хлопья, которые выпадают в осадок и забивают просвет трубопроводов малого диаметра;
• H2 — это водород, который в смеси с воздухом в определённой пропорции взрывоопасен или, как минимум, образует пробки в системе.

Поэтому в системах ГВС и отопления с температурой теплоносителя выше 60 градусов допускается использование труб, имеющих только наружное защитное цинковое покрытие, которое защитит трубопровод от коррозии в периоды простоя. Однако, при попадании воды на поверхность горячей трубы цинковая оболочка начинает отслаиваться от основания, поэтому, чтобы этого избежать, необходима покраска таких трубопроводов поверх цинка, что приведёт к ещё большему удорожанию системы.

Применение в системах ГВС и отопления с температурой теплоносителя выше 60 градусов труб, оцинкованных снаружи, неоправданно дорого, а оцинкованных изнутри — вредно и опасно.

Заключение

Водогазопроводная стальная оцинкованная труба — востребованный на сегодняшний день материал, но использовать и монтировать её нужно с учётом особенностей защитного покрытия, чтобы достоинства цинка использовались рационально, а не становились фактором, лишь повышающим себестоимость работ.

Сергей Башук / Инженер теплотехник — автор сайта

Мои обязанности: проектирование наружных и внутренних санитарно-технических систем; сборка, монтаж, обслуживание тепловых машин и теплового оборудования; внедрение передовых технологических решений.