Instalacje rurowe (3). Cynk na korozję

zobacz artykuł w wersji pdf pdf pdf

Łączniki do rur, odpowiadające warunkom technicznym zamieszczonym w normie PN-67/H-74393, zaopatrzone są w gwint wewnętrzny cylindryczny o średnicy gwintu zewnętrznego rury, z którą mają być łączone. Do produkcji rur stalowych przeznaczonych do budowy instalacji wodociągowych stosuje się stale węglowe zwykłej jakości, stale węglowe konstrukcyjne o podwyższonej jakości oraz stale niskostopowe. Stal jest to stop żelaza zawierający do 2% węgla.

Ze szwem lub bez
Stalowe rury instalacyjne produkuje się ze szwem lub bez. Rury ze szwem wykonuje się:
* ze stali 08 Z przez zgrzewanie ogniowe taśm;
* ze stali 10 BX, 12X jako zgrzewane lub spawane elektrycznie z taśm lub blach.

Rury bez szwu wykonuje się jako:
* walcowane na gorąco stale R, R35 Y, R45 Y, R35, R45, R55, R 65;
* ciągnione lub walcowane na zimno stale R, R 35, R 45, R 55.

Stalowe rury instalacyjne wykonuje się jako lekkie, średnie lub ciężkie – różniące się grubością ścianek przy tej samej średnicy zewnętrznej, a tym samym mają różne dopuszczalne wartości ciśnień roboczych. Rury do budowy instalacji wodociągowych, w celu zabezpieczenia ich przed korozją, powleka się na zewnątrz i wewnątrz ochronną warstwą z cynku. Do połączenia rur stalowych stosujemy połączenia gwintowane stałe i rozłączne. Koniec rury nacina się gwintem rurowym stożkowym. Do łączenia stosowane są złączki wyposażone w gwint rurowy cylindryczny. Aby uzyskać szczelne połączenie, pomiędzy oba gwinty należy nanieść materiał uszczelniający (włókna konopne lub lniane nawilżone pokostem) lub inne materiały, takie jak taśma teflonowa, kleje anaerobowe, pasty. W miejscach, gdzie instalacja ma być rozłączna, należy stosować dwuzłączki (śrubunki, holendry). Rury i kształtki do instalacji produkowane są w zakresie średnic 10-100 mm.

Graniczna temperatura
Z przeprowadzonych badań dla rur ze stali ocynkowanej wynika, że w temperaturze do 50ºC cynk na powierzchni wewnętrznej przewodu tworzy warstwę, która przyczepiając się do metalu, ma działanie ochronne przed korozją. Powyżej temperatury wody wynoszącej 55ºC warstwa cynku odspaja się, staje się luźna i ziarnista, co powoduje pogorszenie ochrony stali przed korozją. W temperaturze 60-70ºC następuje zmiana biegunowości, która osłabia ochronną powłokę cynkową. Stal węglowa pokryta warstwą cynku oraz łączniki ocynkowane nie gwarantują instalacjom odpowiedniej trwałości. Jej żywotność szacunkowo określa się na 15 lat. Podniesienie temperatury wody ciepłej w nowo budowanych instalacjach (zgodnie z rozporządzeniem Ministra Infrastruktury zawartym w Dzienniku Ustaw nr 75 z dnia 12 kwietnia 2002 roku) w punkcie poboru do temperatury minimalnej 55ºC i maksymalnej 60ºC oraz krótkotrwale do 70ºC całkowicie eliminuje rury stalowe ocynkowane w instalacjach ciepłej wody użytkowej. Stalowych rur ocynkowanych oraz łączników nie należy stosować w instalacjach ogrzewczych.

Projektanci i inwestorzy uwarunkowani środkami finansowymi powinni brać pod uwagę fakt, że koszty związane z kłopotami w trakcie eksploatacji z postępującą korozją instalacji ogrzewczych i sanitarnych są o wiele większe niż wydatki związane z wykonywaniem instalacji o odpowiedniej jakości.

Korozja
Czynniki sprzyjające korozji stalowych rur ocynkowanych:

* Wpływ temperatury
Na ryzyko wystąpienia korozji wżerowej ma przede wszystkim wpływ temperatura transportowanej wody, której wzrost powoduje zwiększoną podatność na tworzenie się pęcherzy na powłoce cynkowej. W obrębie pękniętych pęcherzy bardzo często tworzą się obszary anodowe. Temperatura ma również wpływ na reakcję katodową, polegającą na zwiększeniu redukcji tlenu. Związane jest to ze wzrostem grubości powierzchniowej warstwy tlenku cynku (stanowiącego katodę), który ma właściwości półprzewodnikowe. W związku z tym podatność na korozję wżerową znacznie zwiększa się wraz ze wzrostem temperatury ciepłej wody. W zależności od temperatury wody w rurach ocynkowanych mogą pojawić się dwa typy korozji wżerowej. W systemie z zimną wodą (t 35°C) charakteryzuje się występowaniem wżerów o wyraźnych granicach w obrębie nieskorodowanego obszaru. Wżery rozwijają się w istniejących lub powstałych w okresie korozji defektach powłoki metalowej, na ogół pod osadami. Ogniwo korozyjne powstaje pomiędzy cynkiem i tlenkiem cynku, który łatwo tworzy się w ciepłej wodzie. Jego półprzewodnikowe właściwości zwiększają katodową redukcję tlenu, co stanowi układ mniej korzystny niż otwarty kontakt żelaza z cynkiem. Zapoczątkowanie korozji wżerowej w ciepłej wodzie jest często spowodowane tworzeniem się pęcherzy związanych z wydzielaniem się wodoru. Wytworzony wodór jest absorbowany na powierzchni faz cynk-żelazo i powoduje oddzielanie się powłoki. Wskutek różnego napowietrzenia nowo powstałych ogniw, w obszarach pękniętych pęcherzy tworzą się lokalne anody. Wpływ korozji wżerowej na jakość wody jest podobny do skutków długotrwałej korozji wżerowej w zimnej wodzie, lecz obserwowane zmiany pojawiają się w znacznie krótszym czasie. Opisany wyżej mechanizm dotyczy zarówno instalacji ciepłej wody użytkowej, jak i ciepłej wody grzewczej (cyrkulacji). Na rozwój procesów korozji mają wpływ warunki przepływu, w tym głównie zastój wody, który sprzyja tworzeniu się lokalnych anod. Ponowny przepływ wody ułatwia transport tlenu, przyczyniając się do rozwoju korozji wżerowej.

* Wpływ chropowatości powierzchni wewnętrznej oraz stanu szwu spawalniczego
Czynnikiem sprzyjającym rozwojowi zniszczenia powierzchni wewnętrznej rur ocynkowanych, niezależnie od temperatury użytkowania systemu rozprowadzania wody, jest chropowatość. Powierzchnia chropowata z powodu swej niejednorodności jest bardziej podatna na tworzenie się lokalnych anod niż powierzchnia gładka. Następnym czynnikiem krytycznym może być stan wewnętrznego szwu spawalniczego, którego nieregularny kształt może doprowadzić do powstania obszarów anodowych¹.

Andrzej Świerszcz

¹ dr hab. inż. Maria Fiertak, prof. Politechniki Krakowskiej, dr inż. Dominika Dębska (Politechnika Krakowska), Przyczyny korozji ocynkowanych rur stalowych stosowanych w systemach rozprowadzania i magazynowania wody, „Przegląd Budowlany” 6/2012 r.

Prenumerata Magazynu Instalatora

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *

Ta strona korzysta z ciasteczek (cookies) Więcej informacji

Ustawienia plików cookie na tej stronie są włączone na "zezwalaj na pliki cookie", aby umożliwić najlepszy z możliwych sposób przeglądania. Jeśli w dalszym ciągu chcesz korzystać z tej strony, bez zmiany ustawienia plików cookie lub kliknięciu przycisku "Akceptuję", a następnie użytkownik wyraża zgodę na to.

Zamknij