Медные трубы: характеристики материала для применения на практике

Медные трубы: характеристики материала для применения на практике

Анализ современных технологий признаёт – медная труба выступает идеальным материалом для транспортировки воды и основным компонентом строительства водопроводных сетей. Годы безаварийного обслуживания медных трубопроводов создали новую репутацию для современного применения – это лёгкие, прочные, устойчивые против коррозии конструкции. Допускается применение медной трубы под все виды зданий: домов на одну семью, многоэтажных строений, промышленных, торговых, офисных построек.

Всё, что нужно знать о медных трубах

Современное производство этого стройматериала показывает: медные трубы для сфер применения:

  • промышленность,
  • сантехника,
  • отопление,
  • кондиционирование,

доступны в тянутом и отожженном виде (в рыночной спецификации — «твёрдые» и «мягкие»). Этот материал поставляется на рынок обширным диапазоном диаметров и толщины стенок.

Легко доступная арматура подходит для любого конструкционного применения. Соединения просты, надёжны, экономичны, что опять же выглядит дополнительными причинами выбора к применению в хозяйствах именно медной трубы.

Стандарты и типы медной трубы

Долговечная медная труба видится оптимальным выбором для сантехнических нужд, устройства систем отопления, охлаждения и других. Согласно требованиям спецификаций, установленных ASTM (американский стандарт), все медные трубы должны содержать не менее 99,9% чистой меди.

Используемая для производства труб медь раскисляется (восстанавливается) фосфором и маркируется как «UNS C12200» или «DHP1 Cooper». Существует шесть стандартных типов медных труб, рекомендованных к различным вариантам применения:

Таблица распространённых типов стандартных изделий ASTM

Тип медной трубыЦветная кодировкаСтандартОбласть применения
KЗелёныйASTM B88Домашние сети водяные и газовые, пожарные, под системы кондиционирования, топливные, под мазут и т.п.
LСинийASTM B88— аналогично—
MКрасныйASTM B88— аналогично—
DWV (Drive Waste Vent)ЖёлтыйASTM B306Дренаж, сантехника, вентиляция, солнечная энергетика
ACRСинийASTM B280Кондиционирование,

газ, сжатый воздух

OXY, MED OXY, MED OXY/ACR, ACR/MEDЗелёный, синийASTM B819Газ, сжатый воздух под медицинские цели

Типы медной трубы «K», «L», «M», «DWV» и «OXY» обозначены стандартными размерами ASTM, причём фактический внешний трубный диаметр всегда на 1/8 дюйма (3,17 мм) больше обозначения стандартного размера. Каждый тип представляет серию размеров с различной толщиной стенок.

Так, труба типа «K» имеет более толстые стенки, чем труба типа «L», а стенки продукта «L» толще, чем стенки продукта типа «M» для любого заданного диаметра, внутренние диаметры всех изделий зависят от размера трубы и толщины стенки. Медная труба для систем кондиционирования и охлаждения типа «ACR» обозначена фактическим наружным диаметром.

Жёстко закалённые и мягкие медные трубы

Характеристика медного изделия описывает прочность и твёрдость трубы. Используемая для устройства трубопроводов тянутая жёстко закалённая труба часто упоминается как «твердая», а отожженная как «мягкая». Жёстко закалённая медная труба обычно соединяется пайкой мягким или твёрдым припоем с использованием капиллярных фитингов.

Медная труба для разных нужд
Практически идеальным строительным материалом рассматривается медная труба под сооружение различных видов инженерных коммуникаций на объектах народного хозяйства разной юрисдикции

Медная труба мягко закалённая также допускает соединения теми же методами, но обычно на практике монтажа такого рода изделия применяются способы соединений развальцовывающимися и обжимными фитингами. Допускается расширение конца одной медной трубы мягкого типа для последующего соединения с другой медной трубой при помощи пайки (без капиллярного соединения).

Также медные трубы (как «твёрдые», так и «мягкие») поддерживают соединение различными механическими способами, когда не предусматривается использование источника тепла как в случае мягкой или твёрдой пайкой.

Фирменные медные трубы типа «K», «L», «M», «ACR», «DWV» и предназначенные  под медицинский газ, имеют маркировку в соответствии с руководящими спецификациями. Указывается тип изделия, название (товарный знак) производителя, страна происхождения. В дополнение к врезанной маркировке, на стенке медной трубы наносится информация цветом, как отмечено в таблице выше.

Маркировка медных труб
Маркировка фирменного изделия. В данном случае на картинке демонстрируется продукт, предназначенный для производства монтажа под медицинские цели

Причины выбора медной трубы под монтаж сетей

Прочная, долговечная медная труба рассматривается ведущим выбором для современных сантехнических, отопительных, холодильных установок, монтируемых в составе жилых и коммерческих зданий. Основными причинами явного выбора выступают:

  • Экономичность, когда сочетание удобной обработки, формовки и соединения позволяют сэкономить время монтажа, материал и общие расходы. Долгосрочная производительность и надёжность минимизируют частоту обслуживания;
  • Лёгкий вес. Снижаются расходы на транспортировку, легко обращаться при работе, экономия места за счёт компактности соединений;
  • Формовка. Поскольку медную трубу легко гнуть и формировать, эти свойства позволяют исключить лишние угловые сочленения. Плавные изгибы позволяют огибать контуры и углы практически в любой конфигурации;
  • Соединения. Медная труба легко соединяется капиллярной арматурой. Такой способ экономит материал, при этом позволяет выполнять гладкие, аккуратные, прочные, герметичные соединения;
  • Безопасность. Медной трубе не свойственно гореть, поддерживать горение или разлагаться на токсичные газы. Не требуется каких-либо летучих органических соединений для монтажа;
  • Надёжность. Изготовление в соответствии с чётко определенными стандартами состава, наличие идентификации, — факторы исключения подделок;
  • Долговечность. Изделия обладают устойчивостью против коррозии и образования накипи, высокой механической прочностью, жаропрочностью и стойкостью к ультрафиолетовому излучению в течение всего срока службы;
  • Переработка. 100% переработка материала в сочетании с долговечностью – крайне важный фактор, учитывая глобальное загрязнение окружающей среды.

Рекомендации для различных применений

Выбор определённого типа медной трубы под использование в конкретном применении – задача актуальная. Сила, формовка и другие механические факторы зачастую определяют выбор этого материала.

Тип медных труб для различного применения
Тип медных труб с расчётом под использование (на примере 1/2’’): 1, 2, 3 – наружный диаметр медной трубы; 4 – толщина стенки 0,71 мм; 5 – толщина стенки 1,02 мм; 6 – толщина стенки – 1,25 мм; 7 – жёстко закалённые; 8 – жёсткие и мягкие; 9 – жёсткие и мягкие

Сантехнические и механические коды определяют, какие типы медной трубы предпочтительно использовать. Когда требуется выбор, полезно знать, какой тип изделия успешно и экономично подойдёт, к примеру, в следующих областях:

  • подземные сети водоснабжения (тип «M» жёсткий или «L» мягкий);
  • системы распределения воды (тип «M» для надземных и подземных линий);
  • водопроводные сети холодной воды (тип «M» для всех размеров);
  • дренажные и вентиляционные системы (тип «DWV»);
  • излучающие тепловые панели (мягкие «L» и «М» всех размеров);
  • мазут, нефть, природный газ («L» или «ACR»).

Применение медных труб при низких температурах определяется номинальным внутренним рабочим давлением при комнатной температуре.

Для медной трубы, при всех преимуществах материала, характерной видится отличная пластичность при низких температурах (до -270°C). Предел текучести и прочности материала при растяжении увеличиваются при снижении температуры до этой границы.

Это свойство, в дополнение к превосходной теплопроводности, создаёт необычное сочетание качественных показателей при сооружении теплообменников, сетей трубопроводов и других компонентов криогенных установок и прочих низкотемпературных систем.

Проектно-монтажные особенности

Проектирование водопроводной системы на медных трубах — это вопрос определения минимального размера труб для каждой части всей системы, путём уравновешивания взаимосвязей шести основных конструктивных соображений:

  1. Доступное основное давление;
  2. Давление, необходимое на отдельных приспособлениях;
  3. Потери статического давления из-за высоты;
  4. Потребление воды общее и в каждой части системы;
  5. Потери давления из-за трения потока воды в системе;
  6. Ограничения скорости течения помехами и эрозией.

Конструкция и размеры всегда требуют соответствия действующим нормам. В конечном счете, конструкция отражает суждения и результаты инженерных расчётов. Многие коды, особенно коды моделей, включают данные о конструкции и руководящие принципы для определения размеров систем водораспределения.

Требования к давлению в медных трубах

Для каждого устройства распределительной системы минимальное давление – 0,5 кг/см2. Этим значением определяется функциональность системы должным образом. Исключение составляют некоторые отдельные устройства, требующие более высокого значения минимального давления для правильной работы, например:

  • промывочный клапан выдувных и сифонно-струйных шкафов – 1,75 кг/см2;
  • промывочные клапаны унитазов и писсуаров – 1,0 кг/см2;
  • пороги водозабора, пожарные рукава, настенные гидранты – 0,7 кг/см2.

Следует отметить — местные нормы и правила могут несколько отличаться от цифр, приведённых выше. Максимальное давление воды на каждом приспособлении зависит от давления подачи воды в точке, где начинается система распределения здания (сегмента, зоны).

Сети инженерных коммуникаций на медных трубах
Сети трубопроводных систем на основе медного трубного материала требуют проведения соответствующих расчётов по разным техническим параметрам для обеспечения надлежащей работы всей схемы

Это давление зависит либо от местного основного давления (пределов, установленных местными правилами), давления, требуемого разработчиком системы, либо от комбинаций всех отмеченных давлений. В любом случае, значение давления не должно превышать 5,6 кг/см2.

Однако полное рабочее давление воды зачастую недоступно на каждом устройстве по причине потерь давления, неизменно присущих водопроводной системе. Потери давления воды отмечаются:

  • на водомерном узле,
  • при подъёме воды на более высокие горизонты,
  • в результате трения в трубопроводе, фитингах, клапанах и др.

Некоторая часть рабочего давления теряется в потоке, проходящем через счётчик воды, если таковой существует. Величина потерь зависит от соотношения между скоростью потока и размером медных труб. Эти отношения обычно предоставляются производителями счётчиков.

Потери на трение в системе (к примеру, на счётчике воды) в основном зависят от расхода воды через систему и размеров трубопровода. Чтобы определить эти потери, сначала необходимо определить водопотребление (следовательно, скорость потока) системы.

Водопотребление применительно к медным трубам

Каждый прибор в системе водоснабжения представляет определенную потребность в воде. Некоторые примеры приблизительной потребности по воде (л/мин):

  • Питьевой фонтанчик – 3,4
  • Унитаз – 9,0
  • Унитаз самозакрывающийся — 11,3
  • Смеситель для раковины, кран для унитаза — 13,5
  • Смеситель для ванны, душа – 18,0
  • Водоразборный кран, ниппель гидранта, настенный гидрант — 22,5
  • Промывочный клапан (в зависимости от конструкции) – 15,0
  • Душевая лейка — 10,0

Если суммировать все отмеченные числа (охватить все приборы распределительной системы здания), теоретически результат даст общее значение водопотребления в литрах за минуту. Но это при условии одновременной работы всех приборов, что на практике не происходит.

Системный узел на медных трубах
Узел инженерных коммуникаций, собранный на основе популярного материала – меди. При устройстве узлов требуется учитывать критерии водопотребления и прочие технические моменты

Разумная оценка водопотребления основана на том, в какой степени различные приспособления здания используются одновременно по факту. Этот вопрос изучался научными структурами. В итоге учёные вывели теорию вероятностей и по практическим наблюдениям относительно реальной проблемы одновременного использования сантехники.

Система оценки общего водопотребления основана на разумных предположениях о вероятности одновременного использования сантехнической арматуры (приборов). На основе исследований сформировалась концепция арматурных элементов. Каждому типу прибора присваивается значение единицы арматуры, которое отражает:

  1. Водопотребление (скорость потока) в моменты использования;
  2. Среднюю продолжительность потока;
  3. Частоту использования прибора.

Присвоенные значения единиц сантехнической арматуры зависят от юрисдикции. Местные санитарно-технические нормы регулируют значения в конкретном регионе.

Суммирование значений единиц арматуры для всех приборов системы или любой части распределительной системы даёт меру нагрузки, которую комбинированные приспособления накладывают на систему распределения и подачи сантехники. Это общее суммированное арматурное значение, в принципе, соответствует ожидаемой максимальной потребности в воде, в соответствии с процедурой, предписанной местным законодательством.

Однако следует учитывать: описанные вычисления водопотребления применяются к приборам, которые используются периодически. К этому следует добавить фактическую потребность в литрах в минуту для любых приборов, которые предназначены под непрерывную работу. Например, системы кондиционирования воздуха, системы полива газонов, пожарные шланги.

Потери давления на трение в медной трубе

Давление, доступное для перемещения воды через систему распределения воды (или части системы), формируется из основного давления с учётом минуса:

  • на счётчике;
  • подъёма воды до самого высокого уровня (потеря статического давления);
  • значения, необходимого для прибора.

Оставшееся доступное давление должно быть достаточным для преодоления потерь давления на трение, возникающего при общем водопотреблении через распределительную систему и отдельные части. Заключительная операция заключается в выборе размеров медных труб в соответствии с потерями давления на трение.

Подбор медных труб по размеру
Выбор соответствующего размера материала играет значимую роль при обустройстве инженерных коммуникаций различного назначения и применения

Применительно к реальной практике, операция проектирования может включать повторение этапов процесса проектирования для перенастройки давления, скорости, размеров. Делается это для достижения наилучшего баланса основного давления, размера медной трубы, скорости и доступного давления для расчетного потока, требуемого в различных частях системы.

Для медной трубы размером более 1-1/4’’ (31,75 мм), практически нет различий между тремя типами труб с точки зрения потери давления. Обусловлено это незначительной разницей площади поперечного сечения с увеличением размера медной трубы. Фактически, по этой причине значение для медной трубы типа «M» допускается и для трубы типа «DWV».

При измерении длины системы или любой из частей, необходимо измерять общую длину трубы. Для приблизительной оценки следует добавить значение поправки на дополнительные потери на трение, возникающие в кранах и фитингах линии.

Ограничения скорости воды в медных трубах

Дабы избежать чрезмерного шума системы и возможности эрозионной коррозии, скорость потока следует ограничить порогами:

  • 2,5 м/сек для холодной воды,
  • 1,5 м/сек для горячей воды (до 60°C).

В системах, где температура воды обычно превышает 60°C, используются более низкие скорости потока (0,6 – 0,9 м/сек). Эти параметры превышать не рекомендуется. Кроме того, если используются медные трубы диаметром 1/2 дюйма (12,7 мм) и менее, для защиты от локальной высокоскоростной турбулентности рекомендованы более низкие скорости по причинам возможных некритичных дефектов монтажа.

Такими дефектами могут выступать, например, заусенцы на концах медной трубы, которые не были должным образом очищены. Также в качестве монтажного «дефекта» стоит рассматривать многочисленные, резкие изменения направления потока воды в медной трубе. Агрессивные условия, характерные для местной воды могут сочетаться с этими двумя соображениями, вызывая эрозионную коррозию, если скорости потока слишком высоки.

Из-за постоянной циркуляции и повышенной температуры теплоносителя особое внимание следует уделять скоростным условиям в циркуляционных системах горячего водоснабжения. Как приточный, так и обратный трубопроводы следует рассчитывать таким образом, чтобы максимальная скорость не превышала приведенные выше рекомендации. Следует подбирать циркуляционный насос оптимального размера, а также оптимизировать размер диаметра обратного трубопровода.


При помощи информации: Cooper


Добавить комментарий

Внимание: Спам не пройдёт. Работает фильтрация комментариев. *