Pengelasan Pipa Baja Galvanis: Mengapa Lapisan Seng Mengubah Segalanya Tentang Pengelasan

Pengelasan pada pipa galvanis tidak sama dengan pengelasan pada pipa hitam dengan-permukaan berwarna berbeda. Lapisan seng yang memberikan ketahanan korosi pada pipa galvanis berperilaku sangat berbeda dari baja pada suhu pengelasan, dan perbedaan tersebut mendorong hampir setiap tindakan pencegahan khusus yang digunakan pada kru pengelasan galvanis - mulai dari cara persiapan sambungan, cara pengelasan dijalankan, hingga apa yang terjadi setelah busur padam. Memahami mengapa tindakan pencegahan ini ada, daripada memperlakukannya sebagai daftar periksa yang sewenang-wenang, adalah hal yang membedakan sambungan las galvanis yang bertahan sepanjang sisa pipa dari sambungan yang menjadi tempat pertama sistem terkorosi.

Tidak semua pipa galvanis sampai ke tempat las dengan lapisan yang sama, dan perbedaannya penting bahkan sebelum pengelasan dimulai.

Pipa galvanis-panasdiproduksi dengan merendam pipa baja jadi dalam bak seng cair, biasanya sekitar 450 derajatC. Seng bereaksi dengan permukaan baja membentuk serangkaian lapisan paduan besi-seng, di atasnya terdapat lapisan seng yang relatif murni. Ikatan metalurgi ini - bukan hanya endapan permukaan - inilah yang memberikan lapisan celup panas kekuatan adhesi dan kisaran ketebalan tipikal sekitar 45 hingga 100+ mikron bergantung pada ketebalan baja dan waktu perendaman. Lapisan ini tidak seragam secara sempurna pada tingkat mikroskopis, namun pada tingkat praktis lapisan ini menutupi permukaan bagian dalam dan luar pipa secara terus-menerus, termasuk area yang sulit dijangkau seperti benang dan lapisan las, karena pipa terendam seluruhnya.

Elektro-pipa galvanisdiproduksi dengan mendepositkan seng ke permukaan baja secara elektrokimia, biasanya pada suhu sekitar, dari larutan garam seng. Lapisan yang dihasilkan lebih tipis - umumnya dalam kisaran 5 hingga 25 mikron - tampilannya lebih halus, dan terikat dengan adhesi elektrokimia daripada lapisan difusi paduan hot-dip yang dihasilkan. Pengaplikasiannya lebih cepat dan lebih murah, serta menghasilkan permukaan akhir yang lebih seragam dan lebih bersih secara kosmetik, itulah sebabnya sering kali muncul pada aplikasi di dalam ruangan atau dengan paparan-korosi-rendah di mana penampilan dan biaya lebih penting dibandingkan masa pakai selama beberapa dekade di luar ruangan.

Konsekuensi praktis untuk pengelasan: lapisan celup-panas memiliki lebih banyak massa seng yang terkonsentrasi di dekat sambungan, lebih banyak seng yang terkunci pada lapisan paduan yang melekat pada permukaan baja bahkan di bawah panas, dan lapisan yang lebih tebal untuk dikupas sebelum pengelasan. Lapisan elektro-galvanis lebih tipis dan lebih mudah dihilangkan, namun juga menawarkan masa pakai lebih pendek setelah sambungan kembali digunakan, karena seng yang ada pada awalnya lebih sedikit. Tidak ada perbedaan yang mengubah fisika mendasar dari apa yang terjadi ketika busur menyentuh seng - perbedaan tersebut mengubah seberapa banyak masalah yang Anda hadapi dan bagaimana kinerja korosi sambungan akhir dibandingkan dengan sisa proses pipa.

Masalah intinya adalah ketidaksesuaian suhu. Seng mendidih pada suhu sekitar 907 derajat Celcius. Baja baru mulai meleleh pada suhu sekitar 1.500 derajat Celcius. Busur las bekerja jauh lebih panas daripada angka - yang berarti bahwa pada saat busur tersebut mempengaruhi baja, seng yang berada di sekitarnya sudah menguap.

Urutan tersebut menyebabkan beberapa masalah berbeda pada hasil pengelasan, bukan hanya satu:

• Porositas- uap seng yang dilepaskan ke dalam kolam las tidak keluar sepenuhnya sebelum logam mengeras, meninggalkan kantong gas di logam las. Porositas mengurangi penampang-efektif las dan menyebabkan terjadinya retakan korosi dan kelelahan.
• Penggetasan logam cair- jika panas pengelasan mendorong seng cair atau yang diuapkan ke dalam batas butiran zona-yang terpengaruh panas pada baja dasar, hal ini dapat mengurangi keuletan zona tersebut dan, dalam beberapa kasus, berkontribusi terhadap keretakan akibat beban atau tekanan termal berikutnya. Ini adalah-risiko yang terdokumentasi dengan baik, khususnya terkait dengan pengelasan baja galvanis, berbeda dengan porositas las biasa.
• Profil manik-manik yang berhamburan dan buruk- penguapan seng mengganggu busur dan permukaan kolam las, sehingga lebih sulit untuk menahan manik yang bersih dan konsisten dibandingkan dengan mengelas sambungan yang sama pada baja polos.
• Bahaya asap- seng yang diuapkan oleh busur teroksidasi dengan cepat di udara, menghasilkan asap seng oksida. Menghirup asap ini dalam konsentrasi yang cukup akan menyebabkan demam asap logam, sebuah bahaya kerja yang nyata dan-sudah diketahui, itulah sebabnya ventilasi dan, jika diperlukan, perlindungan pernapasan merupakan praktik standar dalam pekerjaan pengelasan galvanis, bukan tindakan pencegahan opsional.

Tidak satu pun dari masalah ini yang hilang karena tukang las terampil - ini adalah konsekuensi fisik dari pengelasan melalui lapisan seng yang utuh. Pengendalian keterampilan dan prosedur adalah seberapa banyak masalah mencapai sambungan yang telah selesai, dan pengendalian tersebut dimulai sebelum busur terjadi.

Praktik standarnya adalah mengupas lapisan seng dari area sambungan sebelum pengelasan, menggunakan penggiling sudut, pengamplasan abrasif, atau pembersihan api, daripada mengelas langsung melalui lapisan tersebut. Hal ini tidak bersifat kosmetik - namun mengatasi risiko porositas dan penggetasan pada sumbernya dengan menjaga uap seng keluar dari kolam las dan zona yang terkena dampak panas. Area yang dibersihkan biasanya memanjang agak jauh ke belakang dari tepi sambungan pada pipa dan flensa atau fitting yang berpasangan, bukan hanya permukaan bevel langsung, karena zona yang terkena panas melampaui lasan itu sendiri dan sisa seng di luar sambungan yang terlihat masih dapat menguap ke area yang terkena panas pengelasan.

Setiap metode penghapusan memiliki konsekuensi praktisnya. Penggilingan dilakukan dengan cepat dan terkendali, namun menghasilkan debu-yang mengandung seng sehingga memerlukan tindakan pencegahan asap/debu yang sama seperti pengelasan. Pembersihan api akan membakar lapisan menggunakan-lintasan obor dengan intensitas lebih rendah sebelum pengelasan dimulai, berguna pada pipa berdiameter-besar yang mana penggerindaan seluruh kelilingnya memakan waktu-memakan waktu, namun masih mengeluarkan asap seng oksida selama proses pembersihan itu sendiri, sehingga kebutuhan ventilasi tidak hilang hanya karena busur pengelasan belum dimulai.

Untuk pipa galvanis di atas kira-kira DN100, metode penyambungan mekanis - sambungan flensa, sambungan beralur/mekanis, atau alat kelengkapan tipe kompresi-- sering kali ditentukan daripada pengelasan di lapangan, dan alasannya menghubungkan langsung kembali ke beban pelepasan dan perbaikan lapisan yang dijelaskan di atas. Sambungan DN100+ memiliki cakupan lapisan yang besar untuk dikupas, dilas, dan kemudian diperbaiki, dan setiap celah dalam perbaikan tersebut merupakan celah dalam perlindungan korosi pada sambungan yang sering kali sulit untuk diperiksa atau-dilapisi ulang setelah sistem berfungsi. Sambungan mekanis menghindari gangguan sama sekali pada lapisan di area sambungan - tanpa penggerindaan, tanpa pengelasan, tanpa lapisan perbaikan - yang menghilangkan seluruh kategori risiko yang dijelaskan di atas daripada mengelolanya. Hal ini bukan merupakan masalah persyaratan kode di sebagian besar wilayah hukum, melainkan lebih merupakan masalah manajemen risiko praktis setelah area pelepasan{12}}lapisan menjadi cukup besar sehingga perbaikan yang sepenuhnya konsisten menjadi lebih sulit untuk dijamin.

Setelah sambungan dilas, area yang telah digiling atau dibakar - bersama dengan manik las itu sendiri - dibiarkan tanpa perlindungan terhadap korosi kecuali jika sengaja diperbaiki. Hal ini lebih penting daripada yang terlihat pada awalnya: seng melindungi baja telanjang yang berdekatan sebagian melalui aksi pengorbanan (galvanik), dimana seng lebih mudah terkorosi dan melindungi area kecil di sekitar baja yang terbuka. Perlindungan tersebut memiliki jangkauan efektif yang terbatas - perlindungan tersebut berfungsi untuk lubang kecil dan kerusakan kecil pada lapisan, bukan untuk baja kosong yang setara dengan lapisan las penuh. Jika tidak diperbaiki, zona las menjadi titik korosi pertama dalam sistem, sehingga melemahkan alasan mengapa pipa galvanis ditentukan.

Perbaikan standar menggunakan senyawa kaya seng - baik senyawa galvanisasi dingin yang diaplikasikan dengan kuas atau semprotan, atau dalam beberapa kasus metalisasi seng yang disemprotkan termal untuk aplikasi kinerja lebih tinggi - yang dibuat hingga ketebalan film kering sebanding dengan lapisan celup panas di sekitarnya, sering kali dalam beberapa lapisan untuk mencapai ketebalan yang memadai dalam sekali lintasan. Ini bukan perbaikan kosmetik-pencocokan warna cat; itu memulihkan lapisan pelindung korban yang sebenarnya, dan perbaikan yang diterapkan terlalu tipis atau dengan persiapan permukaan yang buruk di bawahnya akan gagal sebelum lapisan asli pipa lainnya rusak.

Kualitas las yang konsisten pada pipa galvanis harus dikontrol di lima area, yang masing-masing menangani titik berbeda di mana risiko-terkait seng di atas bisa menjadi salah.

Kualifikasi dan kontinuitas tukang las.Mengelas pipa galvanis dengan benar memerlukan kontrol yang lebih ketat terhadap masukan panas dan kecepatan gerak dibandingkan mengelas sambungan baja telanjang yang setara, khususnya untuk membatasi berapa banyak seng yang menguap di depan dan di sekitar kolam las. Kru harus memenuhi syarat berdasarkan prosedur yang mencerminkan hal ini - bukan hanya sertifikasi pengelasan umum - dan diverifikasi melalui tes praktik dalam kondisi lokasi yang representatif sebelum diizinkan bekerja. Mempertahankan kru yang sama dalam suatu proyek akan mengurangi variabilitas yang timbul saat tukang las-mempelajari kembali penyesuaian ini di tengah-tengah pekerjaan.

Penanganan bahan pengisi.Elektroda berlapis fluks-menyerap uap air dari kelembapan sekitar, dan uap air pada lapisan elektroda merupakan risiko yang terpisah namun dapat diperparah - berkontribusi terhadap keretakan yang disebabkan oleh hidrogen-pada lasan, tidak bergantung pada apa pun yang terkait dengan seng-. Bahan habis pakai harus berasal dari pemasok yang memiliki sertifikasi bahan lengkap, disimpan dan dipanggang pada suhu terkontrol sesuai prosedur yang berlaku, dan dikeluarkan dalam jumlah yang sesuai dengan penggunaan sekitar setengah-hari sehingga batang yang tidak terpakai tidak dibiarkan menyerap kembali kelembapan di lantai pabrik. Pengendalian ini lebih penting, bukan lebih penting, pada pekerjaan galvanis, karena porositas dari uap seng dan porositas hidrogen dari bahan habis pakai yang lembab dapat saling menyatu dalam pengelasan yang sama.

Kondisi dan kalibrasi peralatan.Output aktual mesin las harus sesuai dengan pengaturan yang ditampilkan, itulah sebabnya pengukur arus dan tegangan harus dikalibrasi sebelum proyek dimulai. Karena pengelasan galvanis bergantung pada pengendalian masukan panas-yang lebih ketat daripada pengelasan baja karbon biasa, mesin yang tidak dikalibrasi - atau kabel las yang bekerja cukup panjang untuk menyebabkan penurunan voltase yang berarti tanpa penyesuaian parameter yang sesuai - melemahkan inti dari penentuan kontrol kecepatan arus dan perjalanan-yang cermat dalam prosedur.

Disiplin proses.Dimensi dan kebersihan alur (untuk memastikan lapisan seng benar-benar telah dihilangkan, bukan hanya menjadi gelap secara visual) harus diperiksa segera sebelum pengelasan dimulai. Arus, voltase, dan kecepatan gerak harus tetap berada dalam rentang prosedur yang memenuhi syarat, tidak hanya pada awal sambungan, karena arus ke arah masukan panas yang lebih tinggi menyebabkan lebih banyak penguapan seng dan zona yang terkena dampak panas lebih luas. Saluran akar perlu mendapat perhatian khusus, karena akar paling dekat dengan sisa seng di sisi terjauh sambungan dan merupakan tempat asal mula porositas; las multi-lintasan harus dibuat dalam lapisan tipis yang terkontrol, bukan dalam sejumlah kecil lintasan berat. Pada sambungan konsekuensi-yang lebih tinggi, inspeksi visual harus didukung dengan pengujian non-destruktif yang sesuai dengan pengujian radiografi atau ultrasonik layanan untuk tekanan kritis atau sambungan struktural, minimal untuk sampel proses yang representatif.

Kondisi lingkungan.Suhu sekitar, kelembapan, dan kecepatan angin di lokasi pengelasan semuanya memengaruhi kualitas las, terlepas dari masalah seng - angin mengganggu pelindung, kelembapan memengaruhi pengambilan hidrogen di kolam las dan bahan habis pakai yang disimpan, dan suhu lingkungan dingin mengubah laju pendinginan dan, bersamaan dengan itu, risiko retak di zona-yang terkena dampak panas. Apabila salah satu dari hal ini berada di luar kisaran prosedur yang memenuhi syarat, respons yang benar adalah menunda pekerjaan, tidak melakukan pengelasan dan mengandalkan inspeksi untuk mengetahui masalah setelahnya.