아연 도금 강관 용접: 아연 코팅이 용접의 모든 것을 변화시키는 이유

아연 도금 파이프의 용접은 표면 색상이 다른 검은색 파이프의 용접과 동일한 작업이 아닙니다.- 아연 도금 파이프에 내식성을 부여하는 아연 코팅은 용접 온도에서 강철과 매우 다르게 작용하며, 이러한 차이는 접합 준비 방법, 용접 실행 방법, 아크가 꺼진 후 발생하는 상황에 이르기까지 아연 도금 용접 작업자에게 사용되는 거의 모든 특별한 예방 조치를 결정합니다.- 이러한 예방 조치가 존재하는 이유를 임의의 체크리스트로 취급하는 대신 이해하는 것이 파이프의 나머지 부분만큼 오래 지속되는 아연 도금 용접 조인트와 시스템이 가장 먼저 부식되는 조인트를 구분하는 것입니다.

모든 아연 도금 파이프가 동일한 코팅으로 용접 베이에 도착하는 것은 아니며 용접이 시작되기 전에도 그 차이가 중요합니다.

용융-아연 도금 파이프일반적으로 약 450°C의 용융 아연 욕조에 완성된 강관을 담그면 생산됩니다. 아연은 강철 표면과 반응하여 일련의 아연{2}}철 합금 층을 형성하고 그 위에 비교적 순수한 아연 층이 얹혀 있습니다. 단순한 표면 침전물 -이 아닌 이 야금학적 결합 -은 용융-코팅에 접착 강도를 부여하고 강철 두께와 침지 시간에 따라 대략 45~100+미크론의 일반적인 두께 범위를 제공합니다. 코팅은 미세한 수준에서 완벽하게 균일하지는 않지만 실제 수준에서는 파이프가 완전히 잠겨 있기 때문에 스레드 및 용접 이음새와 같이 접근하기 어려운 영역을 포함하여 파이프의 내부 및 외부 표면을 지속적으로 덮습니다.-

전기-아연 도금 파이프일반적으로 주변 온도에서 아연-염 용액을 사용하여 강철 표면에 아연을 전기화학적으로 증착하여 생산됩니다. 생성된 코팅은 일반적으로 5 ~ 25 마이크론 범위에서 더 얇고 - 외관이 더 매끄럽고 합금 확산 층 용융- 딥 코팅이 개발되기보다는 전기화학적 접착에 의해 결합됩니다. 적용하는 것이 더 빠르고 저렴하며, 더 균일하고 외관상 깨끗한 표면 마감을 생성하므로 수십 년 동안의 실외 사용 수명보다 외관과 비용이 중요한 실내 또는 낮은-부식-노출 적용 분야에 자주 사용됩니다.

용접의 실질적인 결과: 용융{0}}도금은 접합부 근처에 더 많은 아연 덩어리가 집중되어 있고, 그 중 더 많은 양이 열에도 강철 표면에 달라붙는 합금층에 고정되어 있으며, 용접 전에 벗겨낼 수 있도록 두꺼운 코팅이 있습니다. 전기-아연도금 코팅은 더 얇고 제거하기 쉽지만, 접합부가 다시 작동되면 처음부터 아연이 적기 때문에 사용 수명도 더 짧습니다. 두 차이점 모두 아크가 아연 - 근처에 부딪힐 때 발생하는 기본 물리학을 바꾸지 않으며 처리 중인 문제의 양과 완성된 조인트의 부식 성능을 나머지 배관과 비교하는 방법을 변경합니다.

핵심 문제는 단순한 온도 불일치입니다. 아연은 대략 907°C에서 끓습니다. 강철은 약 1,500℃까지 녹기 시작하지 않습니다. 용접 아크는 두 그림 -보다 훨씬 더 뜨겁습니다. 이는 아크가 강철에 어떤 영향을 미칠 때쯤에는 바로 주위의 아연이 이미 기화되었음을 의미합니다.

이 순서는 완성된 용접에서 한 가지가 아닌 여러 가지 뚜렷한 문제를 야기합니다.

• 다공성용접 풀로 방출된 - 아연 증기는 금속이 응고되기 전에 완전히 빠져나오지 못하여 용접 금속에 가스 포켓을 남깁니다. 다공성은 용접의 유효 단면적을 감소시키고 부식 및 피로 균열이 시작될 수 있는 장소를 제공합니다.
• 액체 금속 취성- 용접 열이 용융되거나 기화된 아연을 모재 강의 열 영향 영역의 입자 경계로 밀어넣는 경우-해당 영역의 연성이 감소할 수 있으며 경우에 따라 후속 하중이나 열 응력으로 인해 균열이 발생할 수 있습니다. 이는-아연도금강 용접과 관련하여 특별히 문서화되어 있는 위험으로, 일반 용접 다공성과는 다릅니다.
• 스패터 및 불량한 비드 프로파일- 아연 기화는 아크와 용접 풀 표면을 방해하여 순수 강철에 동일한 접합부를 용접하는 것에 비해 깨끗하고 일관된 비드를 유지하기 어렵게 만듭니다.
• 연기 위험아크에 의해 기화된 - 아연은 공기 중에서 빠르게 산화되어 산화아연 흄을 생성합니다. 이 연기를 충분한 농도로 흡입하면 실제적이고 잘 알려진 직업적 위험인 금속 연기 열이 발생합니다. 따라서 환기 및 필요한 경우 호흡 보호가 선택적인 예방 조치가 아닌 아연 도금 용접 작업의 표준 관행입니다.

용접공이 숙련되어 있기 때문에 이러한 문제는 사라지지 않습니다. - 이는 손상되지 않은 아연 코팅을 통한 용접의 물리적 결과입니다. 어떤 기술과 절차 제어가 완성된 조인트에 얼마나 많은 문제가 도달하는지, 그리고 아크가 발생하기 전에 제어가 시작되는지에 대한 것입니다.

표준 관행은 용접 전에 직접 용접하는 대신 앵글 그라인더, 연마 샌딩 또는 화염 청소를 사용하여 접합 영역에서 아연 코팅을 벗겨내는 것입니다. 이것은 미용적인 것이 아닙니다. - 애초에 용접 풀과 열 영향 구역에서 아연 증기를 차단하여 소스의 다공성과 취성 위험을 해결합니다-. 제거된 영역은 일반적으로 직각 베벨면뿐만 아니라 파이프와 결합 플랜지 또는 피팅 모두의 조인트 가장자리에서 짧은 거리 뒤로 확장됩니다. 왜냐하면 열- 영향을 받는 영역은 용접 자체를 넘어 확장되고 눈에 보이는 조인트 바로 외부의 잔류 아연은 여전히 ​​용접 열을 받는 영역으로 기화될 수 있기 때문입니다.

각 제거 방법에는 실질적인 장단점이 있습니다. 연삭은 빠르고 제어 가능하지만 용접과 동일한 연기/분진 예방 조치가 필요한 아연-함유 분진이 생성됩니다. 화염 청소는 용접 시작 전에 낮은 강도의 토치 패스를 사용하여 코팅을 태워 없애며 전체 둘레를 연삭하는 데 시간이 많이 소요되는{4}}직경이 큰 파이프에 유용하지만 청소 패스 자체 중에 산화아연 증기를 계속 방출하므로 용접 아크가 아직 시작되지 않았다고 해서 환기 요구 사항이 사라지지는 않습니다.

대략 DN100 이상의 아연 도금 파이프의 경우 현장 용접 대신 기계적 접합 방법 -플랜지 연결, 그루브/기계적 커플링 또는 압축-형 피팅-이 자주 지정되며, 추론은 위에 설명된 코팅-제거 및 수리 부담으로 직접 연결됩니다. DN100+ 조인트에는 스트립, 용접 및 수리를 위한 넓은 코팅 원주가 있으며, 수리의 공백은 시스템이 작동 중일 때 검사 또는 재코팅이 종종 어려운 조인트의 부식 방지 공백입니다. 기계식 조인트는 조인트 영역의 코팅을 전혀 방해하지 않으며 - 연삭, 용접, 수리 코팅 없음 - 이를 관리하기보다는 위에 설명된 위험 범주 전체를 제거합니다. 코팅 제거 영역이 완전히 일관적인 수리를 보장하기 어려울 정도로 커지면 이는 대부분의 관할권에서 법규 요구 사항의 문제가 아니라 실제 위험 관리의 문제가 됩니다.{12}}

조인트가 용접되면 용접 비드 자체 -와 함께 연삭되거나 연소된 - 부분은 의도적으로 수리하지 않는 한 부식 방지 처리가 되지 않습니다. 이는 처음에 보이는 것보다 더 중요합니다. 아연은 희생(갈바닉) 작용을 통해 부분적으로 인접한 노출된 강철을 보호합니다. 여기서 아연은 우선적으로 부식되어 노출된 강철의 작은 인근 영역을 보호합니다. 이러한 보호는 유효 범위가 제한되어 있습니다. - 이는 전체 용접 이음매의 나강에 적용되지 않고 핀홀과 경미한 코팅 손상에 적용됩니다. 수리하지 않은 채 방치하면 용접 영역이 시스템의 첫 번째 부식 지점이 되어 처음에 아연 도금 파이프를 지정한 이유가 무색해집니다.

표준 수리에서는 아연이 풍부한 화합물-을 사용합니다. 이는 브러시 또는 스프레이로 도포하는 냉간 아연 도금 화합물이거나 경우에 따라 더 높은-성능을 위한 열{2}}분사 아연 금속 도금입니다. - 주변 용융 코팅과 비슷한 건조 도막 두께로 만들어지며, 한 번에 적절한 두께에 도달하기 위해 여러 번 코팅하는 경우가 많습니다. 이는 페인트 색상과 어울리는 화장용 수정-이 아닙니다. 이는 실제 희생 보호 층을 복원하는 것이며, 너무 얇거나 표면 준비가 불량한 수리는 파이프의 원래 코팅의 나머지 부분이 수행되기 훨씬 전에 실패할 것입니다.

아연도금 파이프의 일관된 용접 품질은 다섯 가지 영역에서 제어되며 각 영역은 위의 아연 관련 위험이 잘못될 수 있는 서로 다른 지점을 처리합니다.

용접공 자격 및 연속성.아연 도금 파이프를 올바르게 용접하려면 동등한 나철 조인트를 용접하는 것보다 열 입력 및 이동 속도를 더 엄격하게 제어해야 하며, 특히 용접 풀 앞과 주변에서 아연이 기화되는 양을 제한해야 합니다. 승무원은 일반 용접 인증-뿐만 아니라 이를 반영하는 절차에 따라 자격을 취득하고 작업 허가를 받기 전에 대표적인 현장 조건에서 실제 테스트를 통해 검증해야 합니다. 프로젝트에 동일한 직원을 유지하면 용접공이 작업 도중에 이러한 조정을 다시 학습함으로써 발생하는 변동성이 줄어듭니다.{4}}

충전재 취급.플럭스- 코팅 전극은 주변 습도에서 수분을 흡수하며 전극 코팅의 수분은 별개이지만 복합적인 위험입니다. - 이는 아연과 관련된 모든 것과 관계없이 용접에서 수소-유발 균열에 기여합니다-. 소모품은 전체 재료 인증을 받은 공급업체에서 구입해야 하며, 해당 절차에 따라 제어된 온도에서 보관 및 구워야 하며, 사용하지 않은 로드가 작업 현장에서 수분을 재흡수하도록 남겨두지 않도록 대략 반{5}}사용에 해당하는 수량으로 발행되어야 합니다. 아연 증기로 인한 다공성과 축축한 소모품으로 인한 수소 다공성이 동일한 용접에서 서로 복합될 수 있기 때문에 아연 도금 작업에서는 이러한 제어가 더 중요합니다.

장비 상태 및 교정.용접기의 실제 출력은 표시된 설정과 일치해야 하며, 이것이 바로 프로젝트가 시작되기 전에 전류 및 전압계를 보정해야 하는 이유입니다. 아연도금 용접은 일반 탄소강 용접보다 엄격한 열 입력 제어가 필요하기 때문에({1}}보정되지 않은 기계- 또는 용접 케이블은 해당 매개변수 조정 없이 의미 있는 전압 강하를 일으킬 만큼 오래 작동-하여 절차에서 신중한 전류 및 이동-속도 제어를 지정하는 전체 요점을 약화시킵니다.

프로세스 규율.용접 시작 직전에 홈 치수와 청결도(아연 코팅이 시각적으로 어두워졌을 뿐 아니라 실제로 제거되었는지 확인)를 확인해야 합니다. 전류, 전압 및 이동 속도는 접합 시작 부분뿐만 아니라 전체적으로 적격 절차의 범위 내에 유지되어야 합니다. 더 높은 열 입력 쪽으로 드리프트하면 더 많은 아연 기화와 더 넓은 열 영향 영역이 다시 발생하기 때문입니다-. 뿌리 통로는 관절의 반대편에 있는 잔류 아연에 가장 가깝고 다공성이 가장 많이 발생하는 곳이기 때문에 특별한 주의를 기울일 필요가 있습니다. 다중-패스 용접은 소수의 무거운 패스보다는 제어되고 얇은 층으로 구축되어야 합니다. 결과가 더 높은-접합부에서는 육안 검사를 -서비스에 적합한 비파괴 검사로 뒷받침해야 합니다.- 최소한 실행의 대표적인 샘플에 대해 임계 압력 또는 구조적 접합부에 대한 방사선 또는 초음파 검사를 수행해야 합니다.

환경 조건.용접 위치의 주변 온도, 습도 및 풍속은 모두 아연 문제와 관계없이 용접 품질에 영향을 미칩니다. - 바람은 차폐를 방해하고, 습도는 용접 풀과 저장된 소모품의 수소 흡수에 영향을 미치며, 차가운 주변 온도는 냉각 속도를 변경하고, 이에 따라 열 영향 영역에 균열이 발생할 위험이-있습니다. 이들 중 어느 하나라도 적격 절차에 명시된 범위를 벗어나는 경우 올바른 대응은 작업을 연기하는 것입니다. 어쨌든 용접하지 말고 나중에 문제를 발견하기 위해 검사에 의존하는 것입니다.