Традиционно вся Европа использует медные трубы в системах водопровода уже много веков. Срок службы медных труб исчисляется несколькими столетиями. Медь как металл не вредна для человеческого организма, а в некоторых случаях ионы меди, растворенные в воде, даже полезны (при некоторых заболеваниях). Кроме того, медь обладает бактериостатическим эффектом, т. е. убивает большую часть бактерий.
Температура плавления такой меди больше тысячи градусов, а предельное давление, которое труба, сделанная из меди, может выдержать, 200 атм. Медные трубопроводы широко используются во всем мире для систем отопления, водоснабжения, кондиционирования, газоснабжения, топливоподачи. Выпускаются четыре типа труб: твердые (неотожженные) диаметром 10108 мм, полутвердые 6159 мм, мягкие (отожженные) трубы 622 мм и отожженные трубы в полиэтиленовой оболочке 822 мм. Твердые и полутвердые трубы поставляются в виде штанг по 5 и 3 м. Мягкие трубы поставляются в бухтах по 25 или 50 м. Кроме того, производители предлагают самый широкий спектр медных изделий (фитингов), которые позволяют смонтировать систему самой сложной конфигурации.
ДОСТОИНСТВА И НЕДОСТАТКИ МЕДНЫХ ТРУБ
К достоинтсвам можно отнести:
ДОСТОИНСТВА И НЕДОСТАТКИ МЕДНЫХ ТРУБ
К достоинтсвам можно отнести:
весьма высокую стойкость меди к коррозионному действию воды гарантируюшую многолетнюю работу медного водопровода [гарантия 40 лет];
удобство монтажа медных трубопроводов;
многосторонность применения того же самого материала во всех видах установок, позволяющая применять в объекте единую технологию монтажа;
сравнимость стоимости систем из меди и пластмасс;
стойкость медного водопровода к изменению температуры и действию ультрафиолетовых лучей.
К числу недостатков относятся:
необходимость специального инструмента паяльного аппарата;
неразборность конструкции. Если при монтаже получился брак, разобрать и переделать не возможно. Можно только вырезать бракованный кусок и собирать заново.
Трубы и фитинги.
Элементы медного трубопровода.
Одним из достоинств медных труб является очень низкий температурный коэффициент линейного расширения. При нагревании или охлаждении труба, сделанная из такой меди, почти не меняет свои линейные размеры, чего не скажешь, например, о стальной трубе.
Низкий коэффициент линейного расширения материала, из которого сделана водопроводная труба, важен для водопровода потому; что постоянные изменения размеров трубы под воздействием перепадов температуры являются основной причиной выхода из строя водопроводных систем.
Если возникнет желание сменить в своем доме все старые водопроводные трубы и заменить их на медные, то придется выложить достаточно «круглую» сумму денежных средств, так как цена на медные трубы достаточно высока. Скорее всего, имеет смысл использовать медные трубы в загородном коттедже или в индивидуальном доме, срок службы которых достаточно продолжительный и строение рассчитано на использование не одним поколением семей. Монтаж медных труб может осуществляться различными методами в зависимости от типов применяемых фитингов. При монтаже медного водопровода применяют два типа фитингов, отличающиеся способом соединения. Соединение медных труб можно разделить на разъемные и неразъемные. Соответственно фитинги делятся на разъемные, неразъемные и комбинированные.
Разъемные соединения используются в установках из медных труб для присоединения арматуры и приборов, а также для соединения медных труб с деталями из других материалов. Разъемные соединения должны легко разбираться без потери качества соединения и снова собираться. По способу крепления различают несколько видов разъемных соединений: коническое/коническое или коническое/сферическое уплотнительное резьбовое соединение, резьбовое соединение с плоским уплотнением, зажимное резьбовое соединение с металлическим уплотнением, фланцевое соединение.
Неразъемные соединения могут быть получены следующими способами: пайкой мягким припоем, пайкой твердым припоем, сваркой и опрессовкой.
При установке в своей квартире медного водопровода нужно учесть, как минимум, следующее:
Медь нельзя сочетать с нелегированной сталью, пусть даже с оцинкованной. При совместном использовании меди и стали начинаются сложные электрохимические процессы, приводящие к ускорению коррозии стали. Но медь и кислотоупорная сталь сочетание вполне приемлемое.
Стальные трубы должны быть «выше по течению», а медные ниже. То есть весь стояк может оставаться стальным, а в отдельной квартире их можно заменить на медные.
Опрессовка может осуществляться как с трубами малого, так и большого диаметра. Для этого типа соединения труб применяются специальные фитинги, а в качестве инструмента специальный пресс.
Сварка применяется для соединения медных труб диаметром более 108 мм и толщиной стенки от 1,5 мм.
Наиболее распространенный метод соединения медных труб в системах домашнего водоснабжения и отопления пайка как твердым припоем (высокотемпературная пайка), так и мягким припоем (низкотемпературная пайка).
Пайка медных трубопроводов
Пайка сложный физико-химический процесс получения неразъемного соединения материалов в результате взаимодействия твердого паяемого (деталь) и жидкого присадочного металла (припоя) путем их расплавления при смачивании, растекании и заполнении зазора между ними с последующей его кристаллизацией.
Портативные горелки для пайки.
Техника соединения медных труб очень легка и надежна. Наиболее распространенной и популярной техникой соединения труб является капиллярная низкотемпературная и высокотемпературная пайка. Мягкая пайка (низкотемпературная) проходит при температуре 220250 °C в зависимости от примененного припоя. Для нагрева соединения применяют газопламенный нагрев смесями: пропан-воздухпропан-бутан-воздух. Допустимо применение ацетилен-воздух.
Электрические нагреватели (щипцы).
В случае, когда недопустимо применение открытого пламени, для небольших диаметров применяют электрические нагреватели электро-индукционного типа. В последнее время получили распространение электроконтактные. Внешне они напоминают большие клещи со сменными графитовыми головками для охвата труб разных диаметров. Скорость нагрева с такими устройствами может и не отличаться от скорости нагрева при помощи горелки.
Образование паяного соединения сопровождается спаем между припоем и паяным материалом. Прочностные характеристики паяного соединения определяются возникновением химических связей между пограничными слоями припоя и паяемого металла (адгезией), а также сцеплением частиц внутри припоя или паяемого металла между собой (когезией). Пайкой можно соединять любые металлы и их сплавы.
Припой металл или сплав, вводимый в зазор между деталями или образующийся между ними в процессе пайки и имеющий более низкую температуру начала плавления, чем паяемые материалы. В качестве припоя используются чистые металлы (они плавятся при строго фиксированной температуре) и их сплавы (они плавятся в определенном интервале температур).
Для качественного соединения металлов припой должен растечься и «смочить» основной металл. Хорошее смачивание происходит только на совершенно чистой, не окисленной поверхности.
Флюсы применяются для удаления оксидной пленки (и иных загрязнений) с поверхности основного металла и припоя, а также для недопущения окисления при пайке.
Получение паяного соединения состоит из нескольких этапов:
предварительной подготовки паяемых соединений;
удаления загрязнений и окисной пленки с поверхностей паяемых металлов с помощью флюса;
нагрева соединяемых деталей до температуры ниже температуры плавления паяемых деталей;
введения в зазор между паяемыми деталями жидкой полоски припоя;
взаимодействия между паяемыми деталями и припоем;
кристаллизации жидкой формы припоя, находящейся между соединяемыми деталями.
Медь относится к металлам, прекрасно поддающимся пайке. Это обусловлено тем, что поверхность металла может быть сравнительно легко очищена от загрязнений и окислов без применения особо агрессивных веществ (медь слабо корродирующий металл). Имеется большой ряд легкоплавких металлов и их сплавов, имеющих хорошую адгезию с медью. При нагреве в воздухе при плавке медь не вступает в бурные реакции взаимодействия с окружающими веществами и кислородом, что не требует сложных или дорогих флюсов.
Все это позволяет легко осуществлять любые виды пайки с медью при большом выборе припоев (дающих большой спектр свойств паяного шва) и флюсов для любых сред и условий работы. В результате более 97 % пайки в мире приходится на медь и медные сплавы. В применении к медным трубопроводам была разработана так называемая «капиллярная» пайка. Это потребовало ужесточить требования к геометрии применяемых труб, зато позволило уменьшить время монтажа капиллярного соединения до 23 мин (в ходе соревнования до 1,5 мин). В результате медные трубопроводы в сантехнике на низкотемпературной пайке стали классическим вариантом.
ПАЙКА КАК СПОСОБ СОЕДИНЕНИЯ ИМЕЕТ ОПРЕДЕЛЕННЫЕ ДОСТОИНСТВА:
она позволяет соединять металлы в любом сочетании;
соединение возможно при любой начальной температуре паяемого металла;
возможно соединение металлов с неметаллами;
большинство паяных соединения можно распаять;
более точно выдерживаются форма и размеры изделия, так как основной металл не расплавляется;
позволяет получать соединения без значительных внутренних напряжений и без коробления;
большая прочность и высокая производительность при капиллярной пайке.
позволяет получать соединения без значительных внутренних напряжений и без коробления;
большая прочность и высокая производительность при капиллярной пайке.
Твердая (высокотемпературная) пайка проходит при температурах 670750 °C. Для пайки применяется только газопламенный метод нагрева. Используются смеси: пропан-кислород, ацетилен-воздух. Допустимо ацетилен-кислород.
Основой капиллярной пайки является так называемый капиллярный эффект, его суть заключается в том, что при небольшом расстоянии между стенками двух смачиваемых поверхностей жидкость за счет явления адгезии поднимется вверх по капилляру, преодолевая при этом силу тяжести. Этот эффект дает возможность припою равномерно распространяться по всей поверхности вне зависимости от положения трубы (можно, например, подавать припой снизу).
Процесс взаимодействия молекул или атомов жидкости и твердого тела на границе раздела двух сред приводит к эффекту смачивания поверхности. Смачивание это явление, при котором силы притяжения между молекулами расплавленного припоя и молекулами основных металлов выше, чем внутренние силы притяжения между молекулами припоя (жидкость «прилипает» к поверхности).