Rury miedziane do zaopatrzenia w wodę: plusy, minusy, ograniczenia użytkowania
W inżynierii lądowej zwykłym materiałem do układania wewnętrznych sieci wodociągowych są walcowane rury stalowe lub plastikowe. Miedziane rury do kanalizacji wydają się większości właścicieli przykładem niepraktycznego, a przez to bezsensownego marnowania środków finansowych. Rozumiemy jakie zalety i cechy posiada rura miedziana, dzięki czemu powinna być stosowana w instalacjach ciepłej i zimnej wody.
Cechy miedzi walcowanej
W przypadku rurociągów wodociągowych i grzewczych stosuje się produkty bezszwowe wykonane przy użyciu trzech technologii:
- Walcowanie na zimno. Podczas przechodzenia przez obracające się rolki metal ulega odkształceniom plastycznym; temperatura procesu jest o 30% niższa niż temperatura topnienia miedzi. Otwór uzyskuje się poprzez przebicie obrabianego przedmiotu podczas obróbki, a następnie kalibrację do pożądanego rozmiaru.
- Rysunek na zimno. Metoda pozwala uzyskać produkt o dużej dokładności wymiarowej (grubości). Kęs jest przeciągany przez pierścień ciągnący, po czym jest wyciągany i uzyskuje niezbędne parametry.
- Prasowanie na gorąco. Obróbka miedzi odbywa się w wysokiej temperaturze i ciśnieniu, w zamkniętej formie. Walcowanie rur uzyskuje się metodą ekstruzji (wyciskania przez otwór).
W rezultacie na rynek budowlany wchodzą rury miedziane do ogrzewania i zaopatrzenia w wodę:
- Niewyżarzona (w segmentach) o długości od 1 do 6 m (z krokiem pół metra).
- Wyżarzony. Rury o małych odcinkach zwijane są w kręgi o długości od 10 do 50 m.
Oznakowanie rur miedzianych opiera się na średnicy wewnętrznej. Do oznaczenia używane są cale (jeden cal to 25,4 mm), możliwe są następujące rozmiary:
- Średnica waha się od 6 do 350 mm.
- Grubość ścianki zależy od średnicy i waha się od 0,5 mm do 3 mm.
Na wyjściu produkcji, po uformowaniu, wytłoczeniu lub walcowaniu metalu, otrzymuje się niewyżarzaną rurę miedzianą. Charakteryzuje się dużą wytrzymałością, ale słabą ciągliwością; zginanie takiego produktu podczas instalacji jest prawie niemożliwe.
Dzięki wyżarzaniu miedź staje się ciągliwa. Proces polega na obróbce cieplnej, gdy temperatura wzrasta do +550-650°C, a następnie walcowany metal powoli stygnie. W rezultacie wytrzymałość na rozciąganie jest nieco zmniejszona, ale pozostaje wystarczająca, aby wytrzymać ciśnienie w systemie hydraulicznym z pewnym marginesem. Ale wyżarzony metal zyskuje cenne dodatkowe właściwości:
- Staje się bardziej plastyczny. Podczas prób rozciągania wyżarzona stal wydłuża się półtora raza przed złamaniem.
- Staje się wygodny do prac instalacyjnych. Rury wyżarzone wyginają się i łatwo łączą.
Interesujące jest to, że ścianka wyrobów walcowanych z miedzi jest cieńsza niż w przypadku podobnej stali. Dlatego przy tej samej średnicy zewnętrznej wewnętrzna średnica wyrobów miedzianych jest większa, ale są one zaprojektowane dla tego samego ciśnienia roboczego medium.
Produkcja wykorzystuje czystą miedź (minimum 99,7%). Udział zanieczyszczeń nie przekracza 0,3%, ale mogą one wpływać na wydajność rur. Dodatki zmieniają właściwości metalu w następujący sposób:
- Dodatek żelaza, cynku, cyny i ołowiu zwiększa tak ważne właściwości mechaniczne jak wytrzymałość, elastyczność, ciągliwość, plastyczność do obróbki.
- Dodatek siarki, glinu, antymonu zmienia wartość przewodności cieplnej.
- Fosfor zwiększa odporność miedzi na korozję. Mangan neutralizuje działanie niepożądanych zanieczyszczeń.
- Połączenie aluminium i berylu zwiększa wytrzymałość mechaniczną i odporność na zużycie.
Plusy i minusy korzystania z rur miedzianych
W wielu krajach spada popularność rur z tworzyw sztucznych. Narasta odwrotny trend: powraca zainteresowanie miedzianymi rurami do kanalizacji; plusy i minusy miedzi walcowanej zachęcają do użytku prywatnego i nie chodzi tu tylko o modę. Rury miedziane są dobrym wyborem do instalacji wodociągowych (i grzewczych) z następujących powodów:
- Wysoka wytrzymałość i odporność na zużycie, wysoka szybkość wymiany ciepła.
- Długa żywotność. Przy prawidłowej instalacji i konserwacji minimalna żywotność wynosi 50 lat. W Europie przykłady miedzianych rur wodociągowych, które obchodziły stulecie istnienia, nie są rzadkością.
- W temperaturach od -100°C do +250°C miedź koroduje bardzo powoli. Rurociąg miedziany zachowa pierwotną jakość wody pitnej przez 50 lat lub dłużej.
- Oszczędność. Miedzianą rurę kanalizacyjną kupujesz raz na pół wieku. W tym okresie rury wykonane z innych materiałów (stal i plastik) będą musiały być kilkakrotnie wymieniane, a koszt utrzymania konstrukcji będzie niepomiernie wyższy.
- Wygodna instalacja. Produkty są plastikowe, przystosowane do spawania (lutowania), łatwego gięcia i walcowania. W wielu przypadkach rurę można wyginać bez konieczności stosowania kształtek.
- Odporność na zmiany ciśnienia i temperatury (w tym zamrażanie). Miedziany pion nie odkształca się podczas zamrażania.
- Ściany wewnętrzne są równe i gładkie, nie osadzają się na nich osady.
- właściwości bakteriobójcze. Miedź hamuje rozwój drobnoustrojów, co ma pozytywny wpływ na zdrowie w dłuższej perspektywie.
- Estetyczny wygląd. Miedziany system tworzy wyjątkową atmosferę iz łatwością wpasowuje się zarówno w klasyczne, jak i nowoczesne wnętrza mieszkań i domów.
Zastosowanie miedzianych rur wodociągowych ma następujące wady:
- Koszt wyrobów z miedzi jest wyższy niż w przypadku odpowiedników ze stali i tworzyw sztucznych.
- Wysoka przewodność elektryczna metalu może prowadzić do porażenia prądem.
- konkretna instalacja. Lutowanie wymaga specjalnego narzędzia i pewnych umiejętności.
- W przypadku niektórych metali (w tym aluminium i stali) miedź tworzy parę galwaniczną. Jeśli nawet słaby prąd płynie na styku dwóch metali, rozpoczyna się proces korozji galwanicznej. Ze względu na możliwość procesów galwanicznych przejście pomiędzy rurami wykonanymi z miedzi i innych materiałów wykonuje się za pomocą kształtek mosiężnych lub brązowych.
Porównanie rurociągów miedzianych, plastikowych i stalowych
W nowoczesnym budownictwie prywatnym rury polipropylenowe są często wybierane do układania rur wodociągowych, które pod wieloma względami są uważane za najlepsze rozwiązanie. Czy tak jest, można się dowiedzieć, porównując właściwości polipropylenu i miedzi zastosowanego do rur wodociągowych.
Wygodnie jest dokonać porównania według następujących parametrów: żywotność, koszt, cechy eksploatacyjne. Uważa się, że rurociągi miedziane i polimerowe mają żywotność co najmniej 50 lat. Jeśli jednak system miedziany z łatwością przekracza ten próg i nadal służy dalej, system polipropylenowy może mieć problemy.
Jego żywotność w dużym stopniu zależy od takich czynników, jak temperatura nośnika, ciśnienie robocze i jakość instalacji. Surowiec ma istotny wpływ: jakość rur i kształtek może być niższa niż deklarowana, jeśli technologia została naruszona przy produkcji granulatu polipropylenowego z tworzywa sztucznego lub w procesie wytwarzania gotowych wyrobów.
Koszt kanalizacji miedzianej znacznie przewyższa koszt odpowiednika z polipropylenu. Wynika to z faktu, że cena wyrobów z miedzi sumuje wysoki koszt tego cennego metalu nieżelaznego oraz koszty energochłonnej i pracochłonnej produkcji.
Na tle miedzi bardziej obiecującą opcją są rury polipropylenowe. Montaż wymaga jednak kształtek z polipropylenu, a także kompensatorów - dodatków, które zwiększają niezawodność, ale jednocześnie wpływają na budżet budowy. Brak kompensatorów nieuchronnie wpłynie na żywotność, doprowadzi do wycieków i napraw. W rezultacie okazuje się, że porównuje się łączne koszty obu rodzajów hydrauliki, ale z plastikiem jest znacznie więcej problemów.
Bardziej atrakcyjnie wyglądają właściwości użytkowe miedzi. Lepiej jest odporny na spadki ciśnienia i temperatury (jeśli mówimy o ogrzewaniu za pomocą rur miedzianych); metalowe ściany rozszerzają się i kurczą bez utraty integralności, czego nie można powiedzieć o plastiku. Również połączenia elementów miedzianych są bardziej niezawodne.
W przeciwieństwie do plastiku miedź nie boi się słonecznego promieniowania ultrafioletowego i chloru zawartego w wodzie z kranu. Chlor jest silnym utleniaczem dla polipropylenu i koroduje wewnętrzną powierzchnię plastikowych kanalizacji. Chlor miedzi nie jest straszny, tworzy patynę - warstwę ochronną w postaci cienkiej warstwy tlenku.
Charakterystyki wyrobów miedzianych i stalowych są w dużej mierze porównywalne, ale rury miedziane mają następujące zalety:
- Znaczna wytrzymałość na rozciąganie i odporność na korozję wpływają na niezawodność miedzianych instalacji wodociągowych; żywotność jest 2-3 razy wyższa niż w przypadku podobnego systemu wykonanego ze stali.
- Mniejsze zużycie materiału obniża koszty produkcji. Grubość ścianek miedzianych nie musi być wykonywana z marginesem (w stali walcowanej brane jest pod uwagę ryzyko korozji).
- Współczynnik tarcia miedzi jest mniejszy niż stali, dzięki czemu można wybrać rury miedziane o mniejszej średnicy.
- Połączenia rurowe w instalacjach miedzianych są bardziej niezawodne niż w stali, gdzie połączenia wymagają regularnej kontroli i konserwacji.
- Do instalacji używane jest nie tylko połączenie gwintowane, ale także lutowanie.
Przydatne wideo
Ograniczenia w stosowaniu miedzi walcowanej
Ze względu na właściwości miedzi rury wykonane z tego metalu mają atrakcyjne właściwości użytkowe. Rury miedziane mogą jednak funkcjonować tylko z pewnymi ograniczeniami technicznymi. Aby zapewnić niezawodne działanie wewnętrznego okablowania systemu zaopatrzenia w wodę, należy przestrzegać następujących zaleceń:
- Ograniczenie dopuszczalnego natężenia przepływu. W przypadku systemów grzewczych prędkość jest ograniczona do 0,5 m / s, w przypadku systemów zaopatrzenia w wodę - nie więcej niż 2 m / s.
- Wymóg wstępnego uzdatniania wody. Na wejściu do systemu powinny znajdować się filtry gruboziarniste (od zanieczyszczeń mechanicznych). Bez filtracji zawieszone cząsteczki będą oddziaływać na ściany, co zapoczątkuje procesy korozyjne.
- Aby uniknąć przedwczesnego zużycia, pożądane jest utrzymanie twardości wody w zakresie 1,42–3,42 mg / l (wartość pH mieści się w zakresie 6,0–9,0, lepiej ją zawęzić do 7,5–8,5). Twardsza woda zniszczy patynę (ochronną warstwę tlenku) na wewnętrznej powierzchni rur, co doprowadzi do zwiększonej korozji (normy sanitarne SanPiN 2.1.4.1074 dla uzdatniania wody).
- Podczas instalowania orurowania w instalacjach domowych (gdy woda jest używana do picia) zabrania się używania lutu ołowiowego, który jest toksyczny dla ludzi.
- W miedzianych systemach grzewczych kontrolowana jest tylko zawartość tlenu w chłodziwie (woda); nie powinna przekraczać 0,1 mg/l.
Przydatne wideo
Funkcje montażowe
Przemysł produkuje dla nich szeroką gamę rur i kształtek miedzianych. Różnią się funkcjonalnością i pozwalają na montaż systemów zaopatrzenia w wodę w różnych konfiguracjach. Do wewnętrznego okablowania domowego zaopatrzenia w ciepło i wodę odpowiednie są produkty o przekroju 20-50 mm.
Do montażu rur wykonanych z miedzi lub stopów miedzi stosuje się dwie metody:
- Połączenia gwintowane z tulejkami (składane). Taką instalację może wykonać nawet początkujący, mając pod ręką standardowy zestaw narzędzi (na przykład klucze).
- Lutowanie dwóch rodzajów: wysoko i niskotemperaturowe. Lutowanie pozwala na bezpieczniejsze połączenie, ale wymaga umiejętności, zrozumienia procesu i wiedzy o bezpieczeństwie.
Do instalacji miedzianych instalacji wodociągowych z reguły wybiera się lutowanie niskotemperaturowe za pomocą palnika lub palnika niskotemperaturowego; możesz wziąć kanister z gazem ze specjalną dyszą. Do montażu domowego systemu stosuje się lut miedziano-cynowy lub zawierający srebro; cyna-ołów jest wykluczony.
Miedź ma wysoką przewodność cieplną, co oznacza nieracjonalne straty ciepła podczas transportu gorącej wody. Dlatego do instalacji systemu ogrzewania i ciepłej wody zaleca się rury z osłoną, aby zmniejszyć straty ciepła. Powłoka może być wykonana z miękkiej pianki poliuretanowej, polietylenu, gumy, a jej grubość może sięgać 20-30 mm i więcej.
Przydatne wideo
Podsumowanie
Rury miedziane służą do organizowania zaopatrzenia w wodę i ogrzewania, w tym w systemach „ciepłej podłogi”. Ze względu na swoje właściwości użytkowe są jednym z najbardziej niezawodnych rozwiązań do domowego okablowania wewnętrznego, wykazując przewagę nad produktami z tworzyw sztucznych i stali.
Aby instalacja wodociągowa lub grzewcza wykonana z miedzi okazała się wysokiej jakości i trwała, podczas instalacji należy wziąć pod uwagę cechy produktów miedzianych. Ograniczeniem ich stosowania jest np. natężenie przepływu lub konieczność mechanicznej filtracji wody. Montaż można przeprowadzić na połączeniach gwintowanych lub przez lutowanie; ta druga opcja zapewnia bardziej niezawodne połączenie.
