Медные трубы чаще всего используются в системах отопления и в качестве линии хладагента в системах отопления, вентиляции и кондиционирования . Медные трубы постепенно заменяются трубками из полиэтилена PEX в системах с горячей и холодной водой. Существует два основных типа медных трубок: мягкая медь и жесткая медь. Медные трубы соединяются с помощью раструбного соединения, компрессионного соединения, прессованного соединения или пайки. Медь обеспечивает высокий уровень коррозионной стойкости , но становится очень дорогой.
Мягкую (или пластичную) медную трубку можно легко согнуть, чтобы обойти препятствия на пути трубки. Хотя закалка в процессе волочения, используемая для определения размера трубки, делает медь твердой или жесткой, ее тщательно отжигают , чтобы снова сделать мягкой; поэтому их производство обходится дороже, чем неотожженных жестких медных трубок. Ее можно соединить любым из трех методов, используемых для жесткой меди, и это единственный тип медных трубок, подходящий для соединений с развальцовкой. Мягкая медь является наиболее популярным выбором для линий хладагента в сплит-системах кондиционеров и тепловых насосах .
Жесткая медь является популярным выбором для водопроводов. Жесткие или «жесткие» медные трубки обычно называют «трубами». Медный «трубопровод» обозначается номинальным размером трубы или внутренним диаметром. Его соединяют с помощью пайки/пота, роликового рифления, сжатия или обжатия/прессования. Жесткая медь, жесткая из-за наклепа в процессе волочения, не может быть согнута и должна использовать коленчатые фитинги для обхода углов или препятствий. Если нагреть и дать остыть в процессе, называемом отжигом , жесткая медь станет мягкой и ее можно будет сгибать/формовать без растрескивания.
Фитинги под пайку гладкие и легко надеваются на конец секции трубки. Затем соединение нагревается горелкой , и припой расплавляется в соединении. Когда припой остывает, он образует очень прочную связь, которая может сохраняться десятилетиями. Жесткая медь, соединенная пайкой, является наиболее популярным выбором для линий водоснабжения в современных зданиях. В ситуациях, когда необходимо выполнить множество соединений одновременно (например, водопровод в новом здании), пайка обеспечивает гораздо более быстрое и гораздо менее дорогостоящее соединение, чем компрессионные или раструбные фитинги. Термин «потение» иногда используется для описания процесса пайки труб. Наполнитель, используемый для швов, имеет температуру плавления ниже 800 °F (427 °C).
Пайка — это процесс соединения металлов, при котором два или более металлических изделия соединяются вместе путем плавления и подачи в соединение присадочного металла , причем присадочный металл имеет более низкую температуру плавления, чем соседний металл.
Пайка отличается от сварки тем, что она не требует плавления заготовок, а от пайки — использованием более высоких температур для аналогичного процесса, а также требует гораздо более плотного подгонки деталей, чем при пайке. Присадочный металл затекает в зазор между плотно прилегающими деталями под действием капиллярности . Присадочный металл доводят до температуры, немного превышающей его температуру плавления ( ликвидуса ), при этом он защищен подходящей атмосферой, обычно флюсом . Затем он течет по основному металлу (в процессе, известном как смачивание ), а затем охлаждается, чтобы соединить заготовки вместе. [1] Основным преимуществом пайки является возможность соединения одного и того же или разных металлов со значительной прочностью. Наполнитель, используемый для швов, имеет температуру плавления выше 800 °F (427 °C).
В компрессионных фитингах используется кольцо из мягкого металла или термопластика (компрессионное кольцо, «оливка» или «феррула»), которое прижимается к трубе и в фитинге с помощью нажимной гайки. Мягкий металл соответствует поверхности трубки и фитинга и создает уплотнение. Компрессионные соединения обычно не имеют такого длительного срока службы, как соединения с повышенным давлением, но во многих случаях они имеют преимущество, поскольку их легко изготовить с помощью простых инструментов. Недостатком компрессионных соединений является то, что на их изготовление уходит больше времени, чем на потом, и иногда требуется со временем повторная затяжка, чтобы остановить утечки.
Соединения с развальцовкой требуют, чтобы конец секции трубки был разведен наружу в форме колокола с помощью инструмента для развальцовки . Развальцовывать можно только мягкую медь. Затем накидная гайка сжимает этот колоколообразный конец на охватываемом фитинге. Развальцовочные соединения — трудоемкий способ выполнения соединений, но достаточно надежный на протяжении многих лет.
Обжимные соединения, также называемые прессованными фитингами, представляют собой специальные медные фитинги, которые постоянно прикрепляются к жесткой медной трубке с помощью ручного или механизированного обжимного устройства. Фитинги, изготовленные с уже имеющимся внутри герметиком, скользят по соединяемым трубкам. Давление в тысячи фунтов силы на квадратный дюйм используется для деформации фитинга и прижатия герметика к внутренней медной трубке, создавая водонепроницаемое уплотнение. Преимущества этого метода заключаются в том, что он должен служить столько же, сколько и трубки, его выполнение занимает меньше времени, чем другие методы, он чище как по внешнему виду, так и по материалам, используемым для соединения, и во время соединения не используется открытое пламя. процесс. Недостатком является то, что используемые фитинги труднее найти, и они стоят значительно дороже, чем фитинги потового типа.
Фитинги Push-to-connect, также известные как push-to-lock или просто push, фитинги просто надеваются на конец трубки и удерживаются на месте зубцами внутри фитинга. Для установки не требуются гаечные ключи или другие специальные инструменты, кроме инструментов для резки и удаления заусенцев с трубки. В отличие от паяных фитингов, их можно устанавливать на трубы, влажные во время установки.
Обычная толщина стенок медных труб в США, Канаде и Индии: «Тип K», «Тип L», «Тип M» и «Тип DWV»: [3] [4]
Типы K и L обычно доступны как в виде твердотянутых прямых участков, так и в рулонах трубок, подвергнутых мягкому отжигу, тогда как типы M и DWV обычно доступны только в виде жесткотянутых прямых участков.
Примечание. Начинающие мастера домашнего ремонта часто ошибочно идентифицируют типы «L» и «M» как предназначенные для «горячего» или «холодного» применения по их красно-синей печати. Это неверное предположение. В печати указана только номинальная толщина трубы, что может повлиять на выбор применения и решить проблемы качества/долговечности выбранного продукта.
В сантехнической промышленности Северной Америки размер медных трубок обозначается их номинальным диаметром, который на 1/8 дюйма меньше наружного диаметра. Внутренний диаметр варьируется в зависимости от толщины стенки трубы, которая различается в зависимости от размера, материала и марки трубы: внутренний диаметр равен наружному диаметру, но меньше двойной толщины стенки.
В холодильной промышленности Северной Америки используются медные трубы, обозначенные как ACR (полевые услуги по кондиционированию воздуха и охлаждению), размер которых определяется непосредственно по наружному диаметру (наружный диаметр) и напечатанной букве, обозначающей толщину стенки. Следовательно, медная трубка типа L номиналом один дюйм и 1+Трубки ACR типа D диаметром 1 ⁄ 8 дюйма имеют абсолютно одинаковый размер, но имеют разные обозначения размеров. Трубы ACR производятся без обработки масел, которые были бы несовместимы с маслами, используемыми для смазки компрессоров системы кондиционирования.
За исключением этой разницы между трубами ACR (типы A и D) и сантехническими трубами (типы K, L, M и DWV), тип указывает только толщину стенки и не влияет на внешний диаметр трубы. Тип K 1 ⁄ 2 дюйма, тип L 1 ⁄ 2 дюйма и тип D 5 ⁄ 8 дюйма ACR имеют одинаковый внешний диаметр 5 ⁄ 8 дюйма.
И в США, и в Канаде медные трубы и фитинги продаются только в британских единицах измерения, поскольку метрические размеры не производятся для использования в Северной Америке. [5] Многие канадские торговцы указывают приблизительные метрические размеры строительной продукции, но в случае медных труб и фитингов эти приблизительные значения не являются взаимозаменяемыми с метрическими компонентами.
В Европе распространены толщины стенок «Тип X», «Тип Y» и «Тип Z», определенные стандартом EN 1057.
В сантехнике размер медных трубок измеряется по их наружному диаметру в миллиметрах. Распространенные размеры — 15 мм и 22 мм. [6] Другие размеры включают наружный диаметр 18 мм, 28 мм, 35 мм, 42 мм, 54 мм, 66,7 мм, 76,1 мм и 108 мм.
Трубки с внешним диаметром 8 мм и 10 мм называются «микроотверстиями», и их легче устанавливать, хотя существует несколько повышенный риск засорения окалиной или мусором. Иногда его используют для систем центрального отопления, а для подключения к радиаторным кранам используют переходники 15 мм.
В Австралии медные трубки классифицируются как «Тип A», «Тип B», «Тип C» и «Тип D»: [7]
Медные трубы в Австралии обозначаются по номеру DN (номинальный диаметр), который в номинальном миллиметре эквивалентен их фактическому британскому размеру. Например, DN20 — это размер медной трубы с наружным диаметром 19,05 мм или 3/4 дюйма . Хотя размеры труб в Австралии указаны в дюймах, они классифицируются по внешнему, а не внутреннему диаметру (например, медная труба номинальным диаметром 3 ⁄ дюйма в Австралии имеет измеренные диаметры 0,750 дюйма снаружи и 0,638 дюйма внутри, тогда как номинальный диаметр 3 ⁄ 4 дюйма ). дюймовые медные трубы в США и Канаде имеют диаметры 0,875 дюйма снаружи и 0,745 дюйма внутри . «номинальное отверстие», а не «номинальный диаметр» (например, новозеландский размер 20 имеет внутренний диаметр 0,750 дюйма [9] в отличие от австралийского DN20, который имеет наружный диаметр 0,750 дюйма). Канадские.
Обычно медные трубки припаиваются непосредственно к медным или латунным фитингам, хотя также используются компрессионные , обжимные или развальцовочные фитинги. Раньше проблемы с медными подводящими трубками включали свинец, используемый в припое в соединениях (50% олова и 50% свинца). Некоторые исследования показали значительное выщелачивание свинца в поток питьевой воды, особенно после длительных периодов низкого использования, за которыми следовали периоды пикового потребления. В системах с жесткой водой вскоре после установки внутренняя часть труб будет покрыта осажденными минералами, растворенными в воде, и, следовательно, подавляющее большинство открытого свинца не попадет в питьевую воду. Строительные нормы и правила на всей территории США требуют использования практически «не содержащих свинца» (<0,2% свинца) припоев или присадочных металлов в сантехнической арматуре и приборах.
В Австралии медные трубки обычно паяют серебросодержащими припоями, а не паяют. Этот тип соединения обеспечивает более прочное соединение между трубопроводами и не требует использования материалов на основе свинца. В Австралии медные трубы используются как для подключения воды, так и для газа. Использование оцинкованного или черного железа разрешено австралийскими стандартами, но не является общепринятой практикой. [10]
Медные водопроводные трубы подвержены точечной коррозии в холодной воде , вызванной загрязнением внутренней части трубы, обычно флюсом для пайки ; эрозионная коррозия , вызванная высокой скоростью или турбулентным потоком; и коррозия от паразитных токов , вызванная плохой техникой электропроводки, например, неправильным заземлением и соединением.
Утечки с точечными отверстиями и точечной коррозией на внешней поверхности трубы могут возникнуть, если медный трубопровод неправильно заземлен или приклеен. Технически это явление известно как коррозия паразитным током или электролитическая питтинговая коррозия . Появление отверстий из-за плохого заземления или плохого соединения обычно происходит в домах, где первоначальная сантехника была изменена; Домовладельцы могут обнаружить, что новое пластиковое устройство для фильтрации воды или пластиковый ремонтный патрубок нарушили электрическую целостность водопровода с землей, когда они начнут замечать точечные утечки воды после недавней установки. Повреждения происходят быстро и обычно становятся очевидными примерно через шесть месяцев после нарушения заземления. Правильно установленные сантехнические приборы будут иметь медную соединительную перемычку, соединяющую прерванные участки трубы. Утечки в точечных отверстиях из-за коррозии, вызванной паразитным током, могут привести к большим счетам за сантехнику и потребовать замены всей водопроводной линии. Причиной является, по сути, электрическая неисправность, а не неисправность сантехники; Как только повреждение водопровода будет устранено, следует незамедлительно обратиться к электрику, чтобы оценить заземление и соединение всей водопроводной и электрической систем.
Разница между заземлением и соединением заключается в том, что соединение соединяет проводники, чтобы гарантировать, что они находятся под одинаковым напряжением, заземление соединяет проводники с электродами, которые находятся под местным потенциалом земли. См. Ground для полного описания.
Коррозия паразитными токами возникает в следующих случаях: 1) система трубопроводов случайно или намеренно была подключена к источнику постоянного напряжения; 2) трубопровод не имеет электрической непрерывности металл-металл по всей длине; или 3) если источником напряжения является переменный ток, оксид меди или один или несколько встречающихся в природе минералов, покрывающих внутреннюю часть трубы, может действовать как выпрямитель, преобразующий переменный ток в постоянный. Приложенное постоянное напряжение заставляет растворенные ионы в воде внутри трубопровода перемещаться, неся заряд. Электрический ток переносится растворенными ионами через непроводящую часть (например, пластиковый корпус фильтра) к трубе на противоположной стороне. Питтинг возникает на электрически положительной стороне (аноде), которая может располагаться как вверх, так и вниз по потоку относительно направления потока воды. Питтинг возникает из-за того, что электрическое напряжение ионизирует внутреннюю медь трубы, которая химически реагирует с растворенными в воде минералами, образуя соли меди; эти соли меди растворимы в воде и смываются. Микроскопические ямки со временем разрастаются и консолидируются, образуя точечные отверстия. Когда один из них будет обнаружен, почти наверняка найдутся и другие, которые еще не просочились. Полное описание коррозии блуждающими токами можно найти в главе 11, раздел 11.4.3, «Справочника по коррозионной инженерии» Пьера Робержа. [11]
Обнаружить и устранить плохую связь относительно просто. Обнаружение осуществляется с помощью простого вольтметра постоянного тока с выводами измерительного щупа, размещенными в различных местах водопровода. Зонд на горячей трубе и зонд на холодной трубе можно использовать для определения того, была ли нарушена непрерывность заземления на линии горячей воды. Все, что превышает несколько милливольт, имеет значение, а потенциалы 200 мВ являются обычным явлением. Разность потенциалов часто бывает самой большой в той точке, где непрерывность прерывается. Измеренный электрический потенциал уменьшается из-за электрохимической реакции, вызывающей коррозию труб. Недостающее соединение часто находится рядом с входом холодной воды в здание, где обычно устанавливается оборудование для фильтрации и очистки. Мелкие утечки могут возникнуть в любом месте ниже или выше по потоку в результате нарушения непрерывности электрической цепи.
Проблему можно решить, установив бронзовые зажимы заземления на водопровод по обе стороны от диэлектрического зазора и соединив их медным кабелем диаметром 6 AWG или больше. См. NFPA 70, Национальный справочник по электротехническим нормам США (NEC), для получения информации о правильном размере провода соединительного провода для конкретного здания.
Подобная соединительная перемычка используется между входом и выходом газовых счетчиков, но здесь цель состоит в том, чтобы избежать появления существенной разницы напряжений между заземляющим электродом(ами) здания и подземными газопроводами на газовом счетчике в течение короткого интервала времени. когда происходит замыкание на землю до того, как устройство защиты от сверхтока прерывает ток. Неисправность заземляющего электрода(ов) здания также может привести к попаданию тока заземления в подземную газопроводную трубу. Соединительная перемычка проводит ток заземления вокруг счетчика, а не через него, чтобы гарантировать, что все части счетчика имеют одинаковый потенциал.
Если жильцы здания испытывают удары током или большие искры от сантехнических приборов или труб, электроснабжение здания следует немедленно отключить у служебного входа и проконсультироваться с электриком, чтобы устранить опасность поражения электрическим током и возгорания. это более серьезно, чем отсутствие связи. Повышенное напряжение может быть вызвано перемычкой электрического провода под напряжением к водопроводу и неправильным или отсутствующим заземлением водопроводной системы, неисправностью заземляющих электродов или нарушением соединения между заземленным (нейтральным) проводником и заземляющим (заземляющим) проводником. Это создает непосредственный риск нарушения изоляции, поражения электрическим током и возгорания.
8 ключевых моментов при сварке медных труб в системах кондиционирования воздуха, 2024 г.