Spawanie stali. Cynkowanie ogniowe

zobacz artykuł w formie pdf zobacz pdfa  zobacz pdfa

W jednym z wcześniejszych artykułów wspominaliśmy o problemie korozji elementów stalowych i metodach ich ochrony. Jako jeden ze skuteczniejszych sposobów ochrony elementów stalowych przed korozją wymieniliśmy ochronę katodową polegającą na nakładaniu powłok anodowych na element chroniony. Najczęściej stosowaną powłoką anodową jest powłoka cynkowa. Omówiliśmy problematykę łączenia elementów już ocynkowanych za pomocą technologii spawalniczych. Nie zwróciliśmy natomiast uwagi, na co należy zwracać szczególną uwagę podczas spawania elementów stalowych, które mają być cynkowane po spawaniu.

Zmiany grubości i jakości


Pierwszą sprawa, na którą zwrócimy uwagę, to wyraźne zmiany grubości i jakości powierzchni cynku w miejscu występowania spoiny, nawet wówczas, gdy lico spoiny zostało dokładnie zeszlifowane (fot. 1).

Główną przyczyną zjawiska jest intensywne „narastanie” powłoki cynkowej na powierzchni stali, w której zawartość cynku mieści się w przedziale 0,03¸0,12% i powyżej 0,3%. W stalach zawierających takie ilości krzemu reakcja żelazo-cynk przebiega szczególnie silnie, tak że udział stopu żelazowo-cynkowego w powłoce cynkowej będzie wyższy niż normalnie. W skrajnym przypadku powłoka cynkowa może składać się całkowicie ze stopu żelazowo-cynkowego.
Zjawisko to nazywa się efektem Sandelina i charakteryzuje się tym, że powłoka jest najczęściej matowo-szara, chropowata, nierównomierna, bardzo krucha, a przez to wrażliwa na odkształcenia i uszkodzenia mechaniczne. Nawet jeśli w zastosowanym materiale podstawowym zawartość krzemu jest odpowiednia, to musimy jeszcze pamiętać o tym, że również w zastosowanym spoiwie zawartość krzemu powinna spełniać ww. warunki.
Tymczasem w większości spoiw przeznaczonych do spawania metodą MAG stali niestopowych zawartość krzemu wynosi 0,6¸1,0%. Są jednak dostępne na rynku druty elektrodowe, w których zawartość krzemu nie przekracza 0,4%, a w samej spoinie jego zawartość ulegnie dalszemu zmniejszeniu poniżej 0,3%. W powszechnie dostępnych na rynku elektrodach otulonych zawartość krzemu wynosi 0,2¸0,6 dla elektrod rutylowych i powyżej 0,3% dla elektrod zasadowych.
Jak zatem widać w większości materiałów dodatkowych do spawania, zawartość krzemu jest dosyć duża i nie jest to dziwne, ponieważ krzem jest świetnym odtleniaczem stali i zapewnia zredukowanie tlenków żelaza występujących w spoinie.

Zamykanie spoin
Następna rzecz, na którą koniecznie należy zwrócić uwagę podczas wykonywania konstrukcji stalowych poddawanych później cynkowaniu ogniowemu, jest „zamykanie” spoin. Tzn. w przypadku kiedy wykonujemy np. spoiny pachwinowe, muszą być one wykonane wokół elementu spawanego.
Pozostawienie którejś krawędzi niezaspawanej (uszczelnionej), jak na fot. 2a, będzie powodowało, że kąpiel trawiąca, w której konstrukcja jest zanurzana przed cynkowaniem, wpłynie w szczeliny i podczas cynkowania (ok. 450°C) może wywołać nadmierny wzrost ciśnienia, a w konsekwencji odkształcenia, a nawet rozrywanie spoin lub wyciekanie kwaśnego roztworu trawiącego po procesie cynkowania, w trakcie eksploatacji konstrukcji, i szybkie korodowanie powłoki cynkowej a następnie stali (fot. 2 b). Należy pamiętać o tym, że wszystkie spoiny muszą być dokładnie „zamknięte”.
Do szczeliny złącza teowego nie może dostać się substancja trawiąca.

Maciej Różański

Otwory technologiczne
Kolejna sprawa, o której musimy pamiętać podczas cynkowania elementów o przekrojach zamkniętych, to otwory technologiczne. Kiedy profile będą szczelnie pozamykane, to nagły wzrost temperatury i ciśnienia wewnątrz profili z pewnością spowoduje w najlepszym razie ich duże spęczenie. Ponadto otwory technologiczne pozwolą na swobodne wpłynięcie i wypłynięcie kąpieli cynkowej i utworzenie powłoki również od strony wewnętrznej profilu.

Kreda zamiast markera
I na zakończenie pamiętajmy o dosyć prozaicznej sprawie, a będącej przyczyną naszego częstego rozgoryczenia po procesie cynkowania. Otóż nie każdy marker, którym często opisujemy elementy konstrukcji podczas spawania, jest usuwalny w kąpieli trawiącej przed cynkowaniem. Niestety często po wyciągnięciu konstrukcji z kąpieli cynkowej na jej powierzchni wyraźnie widzimy ślady po naszych oznaczeniach. Bezpieczniej zatem stosować zwykłą kredę do opisywania konstrukcji lub sprawdzone markery, które łatwo dają się usunąć podczas trawienia konstrukcji przed cynkowaniem.

dr inż. Maciej Różański

Fot. 1. Miejsce spoiny na powierzchni, gdzie wyraźnie widać grubszą warstwę warstwy cynku pomimo wcześniejszego zeszlifowania lica spoiny na „zero”.

Fot. 2. „Niezamknięcie” spoiny (a) oraz konsekwencje nieszczelności spoiny (b).

{nice1}

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