Характеристики оцинкованных труб для отопления и сборка

Оцинкованные трубы для отопления являются традиционными в сооружении системы снабжения. Хотя на рыке и появилось масса альтернативных товаров, все же металлическим ни одна модель до сих пор не уступает по спросу.

Описание стальных труб

Основные преимущества, благодаря которым стальные оцинкованные трубы являются предпочтительными для отопления:

1. устойчивы к высоким температурам и давлению (особенно такая разновидность – бесшовные толстостенные);
2. механически прочные, стойкие к нагрузкам;
3. широкий спектр применения: даже для перенесения нагретого пара, полимерная труба бы не выдержала;
4. допускает возможность вести любые виды обработки: сварка, резка, сверло, токарный станок.

К сожалению, стальные оцинкованные трубы для отопления имеют отрицательные свойства:

1. коррозия – хотя и существуют методы снижения подверженности к коррозии стальных изделий, на сто процентов они не в состоянии защитить систему отопления;
2. внутри на стенках отлагаются инородные вещества, особенно при централизованном отоплении – длительная эксплуатация не возможна (всего 15-20 лет, потом трубы меняют);

Стальные оцинкованные трубы

Меры профилактики

В связи со всем вышесказанным стоит перейти к вопросу профилактики коррозии, замерзания, повреждений. Технология создания систем отопления совершенствовалась и на сегодняшний день нам известно множество способов снизить недостатки стальных труб и повысить эффективность работы системы, продлить срок её службы.

1. Чтобы в трубах не возникали отложения, их пропитывают жидкостью-энергоносителем. А также очищают химическими препаратами, которые доставляют внутрь с помощью воды.
2. Прокладка утеплителя позволяет решить проблему замерзания и потерь теплоэнергии. Греющий кабель, специальные материалы (полиэтилен) – все может пойти в ход. Эти профилактические меры позволяют исключить и коррозию, т.е. снизить подверженность стали к ней.
3. Избежать появления ржавчины можно с помощью синтетических покрытий, обработкой металлами, которые не так подвержены коррозии – для этого стали наносить слой цинка. Трубы с таким покрытием очень быстро стали пользоваться самым высоким спросом благодаря низкой себестоимости. По сравнению с другими методами борьбы с образованием ржавчины: нержавеющая сталь или стальные трубы, на которые нанесен слой полиэтилена. Очень быстро способ распространился и на другие сферы производства (в металлопрофилях, в черепице, стали использовать цинк и в других сплавах, например, чугуна). Кроме того, срок службы увеличился на 10, а то 15 лет. Хотя более дорогие способы продлевают жизнь труб до 25 лет.

Металлические трубы для системы отопления

Разновидности металлических труб

Классификация труб была основана на нескольких критериях разделения на виды:

• по сфере применения;
• по материалу;
• по основным характеристикам модели: дополнительное покрытие и способ производства (сварные, литые, бесшовные).

Поскольку мы говорим о конкретной сфере применения – система теплоснабжения дома, нас больше интересует последний критерий классификации. Трубы бывают:

• оцинкованными;
• бесшовными или сварными (с продольным или спиральным швом), или литыми;
• водогазопроводными.

Также производители стали сочетать металлы для улучшения свойств. Так появились:

• массивные ребристые чугунные со слоем цинка. Идеально подходят для отопления, в качестве теплообменника (забирают тепло);
• для увеличения теплоотдачи на готовые трубы наносят поперечные пластины из черной стали;
• нержавейка с тонкими гофрированными стенками способна сгибаться, прочна, устойчива к большому диапазону температур и давления.

Все они применяются в отопительной системе. Для отопления жилых помещений больше подходят оцинкованные стальные трубы разного диаметра, длины. Главное, чтобы они соответствовали ГОСТу: 3262-75; 10704-91; 10705-80. Такая модель обходиться в 35 тысяч рублей за тонну, 58 за килограмм.

Как создают оцинкованные изделия

Существует лишь две основные технологии, которые позволяют нанести цинковое покрытие на сталь.

1. Стальное изделие погружают в разогретый до температуры 400-450 С цинковый раствор.
2. Более дорогой способ – диффузионное покрытие. Происходит на уровне атомов. При взаимодействии атомов, а для этого создаются специальные условия, (помещаются в порошковый контейнер), они проникают из вещества в другое вещество, образуется кристаллическая решетка. Так создается более прочное, стойкое покрытие из цинка. Повышается защита от химических и электрических воздействий.

Монтаж

Специалисты утверждают, что возможно своими руками проложить стальные трубы в системе отопления.

Первая особенность, на которую обращают наше внимание мастера – резьбовые соединения. Термические нагрузки, возникающие при сварке, приводят к выгоранию цинка. Даже щадящий режим не помогает решить проблему. Поэтому вместо сварки применяют указанные соединения. Они надежны, представляют собой муфты с резьбой, угольки. На самой трубе требуется вырезать такую же резьбу самостоятельно. Это сложно, но возможно. Однако есть способ попроще – газосварка, она безопасна для цинка и дает качественное соединение элементов системы, особенно при применении толстостенных изделий (магистральные системы). Применение инверторного аппарата позволит упростить работы.

Монтаж радиатора отполения

Установка радиатора

Рассмотрим особенности установки оцинкованных труб при сборке радиатора в домашних условиях.

• Заготовьте инструмент: электрический инструмент для резьбы приветствуется (в его отсутствие используйте либо болгарку по стали, либо ножовку по металлу); напильник; плашка; тиски; газовый ключ №1 (для сборки соединений) и 2 (для резьбы и под радиаторные пробки).
• Купите материалы: оцинкованные трубы, сталь ДУ 20 и фитинги необходимого для врезки прибора количества. Например, современные шаровые вентили, не винтовые – это прошлый век. Их будем устанавливать на подводке к радиатору, на перемычке. Не забудьте и о герметике – традиционном сантехническом льне. Приобретите для него и пропитку – краску, олифу или силикон.
• Нарезаем резьбу у стояка и подводки с учетом длины патрубков с запасом. Отступает от пола, стен 8-10 см. Этого должно быть достаточно, чтобы свободно осуществлять резку.

Инструкция по резьбе:

С торца уберите заусеницы, с наружной стороны, обязательно под углом нужно сделать заход, в который поместиться плашка. Используйте напильник или другой подходящий инструмент. Можно обжать конец газовым ключом за неимением лучшего.

Достаточно будет 5 ниток резьбы для трубы и уголка, а для сгона в радиатор – 7-8.

• Осуществляем сборку резьбовых соединений. Резьба обоих элементов должна совпадать. Если надавить с усилием может образоваться новая, а это нам не нужно, поскольку приведет к порче соединения. Также не стоит «вгонять» до упора вентиль. Пусть даже рукоятка останется в неудобном для вас положении, но дальнейшие усилия приведут к трещине в корпусе. Лучше остановитесь, не доходя до конца один оборот. И вообще будьте предельно осторожны, поскольку вы имеете дело с хрупкой латунью.

Контргайку сгоняйте до 5 мм между муфтой, пока не ощутите сопротивление. По резьбе намотайте подмотку, в просвет. После сборки резьбы красим. Поскольку в ходе работ мы нарушили цинковый слой, и некоторые соединения требует дополнительной защиты (чугунные прочнее латуни).

• Подключайте прибор снизу. Его не нужно будет промывать. И не сломаются латунные элементы, если вы вдруг на них навалитесь. В верхние пробки придется поставить кран.

Несмотря на известные всем недостатки, оцинкованные трубы для отопления будут применять ещё долгие десятилетия. И пусть они только кажутся более надежными, чем современные пластиковые, все же их применение в централизованных системах более оправдано при соблюдении профилактических мер. Во-первых, график отопления всегда сбивается, давление в трубах постоянно скачет, как и температура. Вряд ли в таких условиях пластик покажет себя столь же крепким, как сталь. Во-вторых, к таким трубам нет смысла подключать мощные радиаторы.

Однако, устраивая автономную систему, вы можете рассчитать «потолок» давления и температур, вывести собственный график и подстроить под свои расчеты все конструктивные элементы. Если вам не требуется мощный радиатор, в вашем доме и так тепло, особенно летом – единственный сезон, который вы проводите на даче, тогда и нет смысла тратиться на оцинкованные трубы. Можно отдать предпочтение армированному полипропилену или металлопластику с фитингами. Они кстати хорошо подходят для монтажа автономной системы с контролируемыми параметрами в условиях круглогодичного проживания. При этом монтаж труб окажется более легким, чем в случае со стальными изделиями.

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.