Трубы из меди применяются практически во всех отраслях хозяйствования.
Это связано с рядом особенностей, которыми они обладают в каждой области
применения, и обусловлено целым комплексом свойств самой меди и
бесшовной технологией получения труб.
САНТЕХНИКА И ОТОПЛЕНИЕ
Нормативная база.
Применение медных труб в строительстве регламентируется следующим рядом документов.
Медные трубы для воды и газа производятся по ГОСТ Р 52318-2005, который
гармонизирован с европейским EN 1057. К применению в водоснабжении и
отоплении допущены основными СНиП 2.04.01-85 (96), СНиП 2.04.05-91, СНиП
41-01-2003, а для высотных зданий рекомендованы московскими МГСН
4.19-2005.
Детальное нормирование применительно к системам отопления и
водоснабжения содержится в СП 40-108-2004 и СТО НП «АВОК» 6.3.1-2004.
Теплоизоляция труб по СНиП 41-03 и СНиП 41-103. Фасонные части и фитинги
определяются по ГОСТ Р 52922-2008, ГОСТ Р 52948-2008, ГОСТ Р
52949-2008.
Сантехнические медные трубопроводы.
В первую очередь медь привлекает прочностью. Для твердой медной трубы
диаметром 12 мм и толщиной стенки 1мм допустимое рабочее давление
составляет 100 бар, а температура 250°С. А максимально медный
трубопровод, на паяных твёрдым припоем фитингах, выдерживает нагрузки
свыше 500 атмосфер и температуру до 600 градусов Цельсия.
При понижении температуры многие материалы становятся ломкими. Особенно
ярко данная проблема наблюдается у искусственных материалов. Медь
является в данном случае исключением. С падением температуры
пластичность и прочность меди возрастают.
Данное свойство меди позволяет ей не бояться многоразового замораживания
и размораживания ( 1- 3 раза, в зависимости от твердости материала).
Даже если авария произошла, то порыв происходит в одном месте, а не как у
стальных трубопроводов по всему телу трубы. Поэтому устранение аварии
не представляет труда, в то время как стальную систему приходится
заменять полностью.
Классическое паяное соединение капиллярной пайкой с учетом, что ширина
спаивания не бывает уже 7 мм у самых маленьких диаметров, дает прочность
соединения выше, чем у всех известных видов соединения, включая все
известные виды сварок. В испытаниях на прочность, разрыв всегда
происходил в теле трубы, но никогда в месте соединения, включая
обслуживаемые.
Медный трубопровод можно замоноличивать в пол и стены, если применить
трубу в оболочке, гофро-трубе, изоляции, где возможно тепловое
расширение при колебаниях температуры теплоносителя либо проложить в
коробе. Запрещается замоноличивать обслуживаемые соединения, без
обеспечения к ним доступа.
Весьма эстетичны при открытой прокладке, допускают окраску, однако при
открытой прокладке требуется такое расположение, чтобы предотвратить
риск случайного механического повреждения.
Медные системы универсальны. Медные трубы и фитинги одного стандарта
применяются для всех видов инженерных коммуникаций – для снабжения
питьевой водой, газообразными и сжижеными газами, топливом, в
холодильных системах, системах отопления всех видов. Это позволяет
применять единую систему монтажа при использовании одного и того же
оборудования.
Кроме соединений повышенной надежности и долговечности (сварка, пайка,
прессование), имеются, не требующие специального инструмента и навыка,
фитинги для быстрого соединения при авариях, либо в безнапорных системах
(компрессионные, самофиксирующиеся и т.д.). Что дает гибкость и
оперативность в работе монтажника.
Трубы из меди очень технологичны и легки в механической обработке на
любом строительном участке: при огибании углов и других возможных
препятствий, формирование отвода на уже смонтированном трубопроводе,
прохождении отверстий и монтажа аппаратуры. Для этого необходим лишь
нехитрый ручной и механизированный инструмент.
Техника соединения медных труб капиллярной пайкой обеспечивают простой и
быстрый монтаж, особенно по сравнению со сваркой, требующей громоздкого
оборудования (сталь), либо повышенной тщательности и аккуратности в
работе (пластик).
Нарезание резьбы на медных требах естественно запрещено, а переход на
резьбу осуществляется крайне просто с помощью комбинированных фитингов,
пайкой или прессованием.
Пластичность меди позволяет при помощи ручного или механизированного
эспандера осуществлять безфитинговый метод соединения труб при
капиллярной пайке, что дает возможность, иногда и существенно, уменьшать
расходы на систему при монтаже.
По этому признаку в мире имеются две школы:
в странах англо-саксонского влияния монтажники, демонстрируя
индивидуальное мастерство и экономя на расходах на фитинги применяют, в
основном безфитиноговый метод соединения; в странах германского
технического влияния, с учетом гарантированной надежности и стабильности
параметров системы, предпочитают фитинговый метод соединения.
Преимущества перед пластиковыми трубами.
Несмотря на долгую историю существования, медные трубы продолжают
успешно конкурировать с современными «родственниками» – пластиковыми и
металлопластиковыми водопроводными трубами. Причем по многим параметрам
заметно их превосходят.
Медь непроницаема как для вредных и дурнопахнущих веществ, так и для кислорода, что особенно важно для отопительных систем.
Хлор, содержащийся в водопроводной воде, не оказывает на медь
разрушающего воздействия, чего не скажешь о пластиках. Более того, хлор,
как сильный окислитель, даже продлевает срок службы медных труб,
поскольку примерно через 100 ч эксплуатации на внутренней стенке трубы
образует тонкий, но прочный защитный слой патины.
Более устойчивый к хлору пластик поступает только на внутренний рынок
США ( по стандартам ASTM ), где хлорирование воды происходит аналогично
России. Однако и стоит он не меньше меди. В Европе требования по хлору
значительно ниже, поэтому на российском рынке присутствует пластик
только для низкохлорированной воды европейского стандарта.
Устойчивость к воздействию ультрафиолетового излучения выгодно отличает
медь от пластиковых труб, которые под действием солнечных лучей начинают
испаряться.
И наконец, незначительный коэффициент шероховатости, меньший чем у
полимерных труб, позволяет в одинаковых условиях использовать медные
трубы меньшего внутреннего диаметра, в том числе и из-за отсутствия
зарастания внутренних стенок продуктами коррозии и колоний
микроорганизмов.
В отличие от пластиков, гораздо лучше переносит длительные
эксплуатационные тепловые нагрузки в системах ГВС и отопления. Тепловые
перегрузки, которые часто случаются в работе российских систем отопления
крайне пагубно влияют на надежность пластиковых систем.
Как показали исследования (проведенные ВЦИОМ в Самаре) наименее
надежными у пластиковых трубопроводов являются места соединений и
фитинги. У медных систем наоборот, места соединений и фитинги являются
наиболее надежными элементами системы.
Качество меди у разных производителей практически одинаково и стабильно,
чего не скажешь о пластиковых трубах на потребительском рынке. На рынке
присутствует большая доля контрафактной продукции сомнительного
качества, в том числе из Юго-Восточной Азии.
Медные трубы обладают антибактериальными свойствами, и подавляют
болезнетворную флору. У пластиковых труб в течение продолжительного
времени с начала эксплуатации, происходит выделение низкомолекулярной
органики, что способствует обрастанию стенок трубопроводов биопленками.
Медь отличается необычайно долгим сроком службы: она не стареет, не
портится, – она сохраняет свою первоначальную прочность. Медные трубы и
фитинги служат столько, сколько существует само здание. Широкий опыт
применения пластиков в сантехнике (в мире с 1970х годов ) говорит, что
пластики при существующих технологиях занять нишу качественных и
долговечных трубопроводов пока не могут.
Преимущества перед стальными трубами
Медь и сталь являются металлами, поэтому прочностные и температурные характеристики у них схожие.
Разница в коррозионной стойкости приводит, к тому что в стальных трубах
приходится предусматривать запас на коррозию, в результате они гораздо
более материалоемки, чем медь.
У меди при холодной вытяжке получается очень гладкая поверхность трубы,
которая к тому же не зарастает продуктами коррозии. В результате можно
использовать трубы с меньшим внутренним диаметром по сравнению со
сталью.
Соединения и фитинги в медных системах абсолютно герметичны и более
надежны, чем сами трубы Все не сварные соединения в стальных системах,
являются обслуживаемыми.
Абсолютно все известные способы соединений, в том числе самые
современные используются в медных трубопроводах. Это дает
технологическое преимущество при монтаже или ремонте систем.
Высокая пластичность меди позволяет вести все виды механической
обработки труб прямо на участке, в том числе ручным инструментом. Не
требуется громоздкое сварочное оборудование.
С учетом коррозионной стойкости и прочности соединений, медные
трубопроводы служат в 2-3 раза дольше, чем стальные, с гораздо большей
эксплуатационной надежностью.
Ограничения.
У меди, как у любого материала, существуют эксплуатационные ограничения.
Мягкость меди.
Мягкость меди дает пластичность труб и соответственно удобство в
монтаже, но ограничивает допустимые скорости потока . Оптимальным для
целей длительного срока службы являются величины скорости потока:
для систем отопления -до 0,5 м/с;
для систем водоснабжения – до 2 м/с.
Также возникает требование чистоты воды, что достигается установкой
фильтров механических загрязнений на вводе. Взвешенные частицы могут
вызывать эрозию, то есть вымывание материала трубы вследствие
механического воздействия.
Соблюдение требований СанПиН 2.1.4.1074 по водоподготовке.
Оксидная пленка покрывающая поверхность меди является естественным
защитным слоем. В присутствии хлора в воде эта пленка преобразуется в
настоящую патину, обеспечивающую еще большую защиту. Это происходит в
том случае, если общая жесткость воды находится в пределах 1,42-3,1
мг/л, а рН от 6,0 до 9.0 ( оптимально 7,5-8,5). В противном случае
защитная патина может разрушатся, что приведет к постоянному ее
возобновлению за счет расходования металла, а следовательно уменьшению
срока службы трубопровода.
Не допускается
Запрещено применение медных труб для транспортировки по ним следующих
веществ: ацетилена, газообразного или сжиженного хлора, фосгена,
сероводорода, аммиака, соляной кислоты и сернистого газа.
Не допускается применение свинцовых припоев для соединения труб в
питьевом водоснабжении, так как свинец является токсическим веществом.
Соблюдение технологических операций
Медный трубопровод является качественной и высоконадежной системой, она
рассчитана на эксплуатацию от 50 лет и выше. Поэтому требуется проводить
монтажные операции так, чтобы не уменьшить срок эксплуатации системы до
ординарных 20-30 лет.
Не допускаются заломы при гнутье труб, что приводит к нарушению
ламинарности потока жидкости в трубе. Не допускается перекручивание
трубы. При замятии, правки производится не более одного раза.
Грат, если после пайки он образовался и заусенцы подлежат удалению, во
избежание эрозии, так как образуют турбулентные завихрения в потоке
жидкости, что может привести к сокращению срока службы трубопровода.
Перегрев, особенно сильный, при пайке может привести к непропаю соединения, либо потере прочности металла, вплоть до порыва.
Флюс применяемый при пайке, является агрессивным веществом и должен обязательно удалятся промывкой, во избежание коррозии.
Электрохимическая совместимость
ЗАПРЕЩЕНА УСТАНОВКА ПОСЛЕ медных по направлению потока
воды стальных, алюминиевых и цинковых элементов во избежание коррозии
последних. В противном случае требуется установка пассивных анодов,
например из магния. Такое ограничение является больше академическим,
обычно на практике стремятся установить медь после стали (
внутриквартирная или поэтажная разводка от стальных стояков).
Рекомендуется осуществлять переход с меди на другие металлы через
латунные, из нержавеющей стали или бронзовые фитинги во избежание
ускоренной коррозии последних ( это требование осуществляется
автоматически, так как подавляющее число фитингов выполняется из латуни
или бронзы).
В системах отопления с медными трубами целесообразно применение отопительных приборов из меди или биметаллических.
В отоплении контролируемым показателям является только содержание
кислорода в теплоносителе ( не более 0,1 мг/л). Выполнение данного
требования с запасом, происходит при соблюдении РД-34.20.501-95 Минтопа
России. Пары: медь-сталь, медь-железо, медь-цинк в системах отопления
могут вызвать проблемы только при подпитке теплоносителя кислородом. При
систематической подпитке теплоносителя кислородом следует применять
гидразин или сульфит натрия.
В связи с этим из числа рекомендаций можно выделить такую: не следует
без надобности ( иногда полезно лениться) опорожнять систему отопления
на лето – большинство известных систем прослужили по 50–80 лет и больше с
тремя-пятью опорожнениями за весь свой срок эксплуатации.
При соблюдении этих правил срок службы медного трубопровода сопоставим
со сроком эксплуатации здания. А учитывая, что при правильной
эксплуатации не возникает необходимости в ремонте, понятно почему медные
сантехнические трубопроводы составляют значительную часть систем
водоснабжения и отопления в развитых странах мира.
Мифы.
Связаны с недостаточной информированностью либо рождены на почве конкурентной борьбы.
1. «Большая стоимость».
Сложившееся представление о большой стоимости медного трубопровода
сформировано агрессивной рекламой пластиковых труб. Здесь присутствует
лукавство: стоимость медных труб в 2-3 раза больше пластиковых,
стоимость медных фитингов в 30-50 раз дешевле пластиковых. А так как
методы монтажа могут применяться одинаковые, то стоимость монтажа
приблизительно одинакова.
В результате стоимость законченного трубопровода очень сильно зависит от
топологии системы. В жилищном строительстве, где присутствуют
разветвленные и непротяженные системы, стоимость медной системы
сравнивается с пластиковой или даже меньше ее. В случае неразветвленных и
протяженных систем, например магистральных, пластиковые трубопроводы
заметно дешевле.
При использовании, хороших, дорогих пластиков, в том числе рассчитанных
на высокие уровни хлорирования (США, Россия), которые у нас к сожалению
на рынке отсутствуют, пластиковые системы заведомо дороже.
При использовании бесфитингового монтажа отпадает необходимость в фитингах для медных систем.
А учитывая высокую надежность и долгий срок службы, стоимость
эксплуатации медного трубопровода на порядок меньше, чем у пластикового.
При утилизации отслужившего трубопровода, в случае меди вложенные средства возвращаются.
2. «Ядовитость».
Представление о ядовитости меди не имеет под собой оснований. Другое
дело специальные соединения, большей частью растворимые, которые не
могут естественным путем образоваться в трубопроводе. Они производятся
промышленностью, с помощью специальных технологических процессов, для
использования в химической промышленности, как красители, для
протравливания семян и других целей в сельском хозяйстве ( например
медный купорос).
Окислы меди и ее основной карбонат ( в природе – малахит) – соединения,
образующие в основном защитную патину на ее поверхности не являются
ядовитыми веществами. Наоборот, медь и ее патина оказывает
бактериостатическое и мягкое бактерицидное действие. А это дает
повышенную инфекционную безопасность, при использовании воды из медного
трубопровода.
Медные водопроводные трубопроводы широко используются около полутора
столетий. За это время не зарегистрировано ни одного случая отравления
медью, при пользовании водой из этих систем. Более того, с древности
медная посуда, без всяких предубеждений используется для приготовления
пищи.
3. «Хлор».
Запрещена транспортировка газообразного или сжиженого хлора по медным
трубам. Чистый хлор является сильнейшим окислителем, не уступающий
подчас самому кислороду. До конца XX века этот факт интересовал только
техников и химиков. Медные трубопроводы, к этому времени, успешно и
безбоязненно использовались в сантехнике десятка стран мира более ста
лет.
«Проблемы с хлором» у меди начались с приходом на сантехнический рынок
пластиков в конце XX века. Это связано с тем, что хлор даже в виде
соединений, применяемых для обеззараживания воды, пагубно влияет на
большинство пластиков ( золотое правило маркетинга – «перекладывай на
конкурента свою вину – пусть он оправдывается»).
Медь безболезненно допускает воздействие хлорных соединений в сотни раз
превышающее ПДК, разрешенные СанПиН. Более того, воздействие хлорных
соединений ускоряет образование защитной патины на медной поверхности.
Поэтому в США, при технологической промывке запускаемого трубопровода
применяют гиперхлорирование, для ускорения процесса образования
защитного слоя.
4. «Блуждающие токи».
«Блуждающие токи – токи протекающие в земле, при использовании ее в
качестве токопроводящей среды». В этом случае они приводят к коррозии
металлических предметов, находящихся в земле. Поэтому блуждающие токи к
медным трубопроводам ( а это в основном внутренние трубопроводы) не
имеют никакого отношения.
СП 40-108-2004 – « Не допускается использование трубопроводных систем из
меди в качестве основного заземляющего электрода». При точном
следовании этому правилу никаких « блуждающих токов» и иных
электрических проблем не возникает. Так как заземление работает только в
аварийном режиме, то кратковременный ток, проходящий по трубопроводу,
не нанесет ему вреда.
Проблемы возникают при нарушении правил устройства электроустановок.
Несбалансированность нагрузок в различных фазах трехфазной системы, в
том числе жилищно-бытового сектора приводит к тому, что в «нулевом»
проводе может возникнуть постоянная составляющая переменного
электрического тока. И если в этом случае «нулевой» провод, в нарушение
всех правил «заземлить» на медный трубопровод ( «металл все стерпит»),
то тогда могут возникнуть проблемы.
При этом медный, неизолированный и имеющий контакт с другими материалами
трубопровод окажется включенным в действующую электрическую сеть, по
которой протекает в том числе постоянный ток. Это может привести к
электрохимической коррозии, тем более интенсивной, чем больший ток
проходит по трубопроводу.
ГАЗОСНАБЖЕНИЕ
Медные газопроводы
Медные трубопроводы используемые для внутренних газопроводов имеют свои
особенности, не смотря на общность с сантехническими трубопроводами.
Проектирование газопроводов из медных труб должно отвечать требованиям
СНиП 42-01-2002 и СНиП 2.04.08-87 (96) с учетом требований рекомендаций
СП 42- 101-2003.
Трубы для применения в газоснабжении производятся по ГОСТ 617-90 и ГОСТ
859-78. Детальное нормирование осуществляется по CП 42-102-2004. На
данный момент существующая нормативная база по медным газопроводам
перерабатывается с учетом накопленного опыта, в том числе в других
странах.
По существующим на сегодня нормам рекомендуется применять медные трубы
по ГОСТ 617 в твердом или повышенной твердости состоянии, с толщиной
стенки не менее 1мм. Материал труб – медь марок М1, М1р, М2, М2р по ГОСТ
859. Допускается применение импортных холоднотянутых медных труб из
меди марки Cu-DHP.
В качестве припоев следует применять медно-фосфорные припои: ПМФС6-0,15 и
ПМФОЦр6-4-0,03, которые обладают самофлюсующими свойствами. Пайку этими
припоями рекомендуется выполнять без применения флюсов.
Соединение медных труб между собой осуществляется только через медные
соединительные детали – фитинги. Безфитинговое соединение не
допускается. Из безфтинговых методов допускается гнутье труб. Для
соединения используется только капиллярная пайка твердым
(высокотемпературным) припоем. Мягкая пайка запрещена.
Для крепления газопровода предусматривают медные (латунные) опоры. При
использовании стальных опор необходимо использовать резиновую прокладку.
Пластиковые держатели запрещены. При прокладке медного газопровода в
штрабе, заполнение свободного пространства в нем не допускается.
Для присоединения запорной арматуры и измерительных приборов к медному
трубопроводу следует предусматривать латунные переходные детали (сгон).
Непосредственное присоединение медных труб к стальным, латунным,
бронзовым деталям трубопроводной арматуры и измерительных приборов не
рекомендуется.
Для компенсации линейных удлинений медных трубопроводов используются
компенсаторы в виде гнутых труб, соединений из дуг и отводов. Сильфонные
компенсаторы не применяются.
При поступлении медных труб и соединительных деталей осуществляется
обязательный входной контроль, с составлением по его результатам
протокола.
К пайке внутренних газопроводов допускаются паяльщики труб не ниже 4-го
разряда, аттестованные в установленном порядке. Перед допуском к работе
выполняются допускные паяные соединения в количестве не менее 3 штук.
Результаты контроля образцов ( в том числе на «распай») регистрируются в
журнале испытаний.
Операционный контроль в процессе сборки и пайки газопроводов из медных
труб следует проводить в соответствии с требованиями СНиП 3.01.01. При
этом осмотру подвергаются 100% паяных соединений.
Появившееся относительно недавно прессовое соединение, используемое в
медной сантехнике, стали применять и для сборки газопроводов. Такая
практика уже имеется в Европе. Сейчас ведется работа по возможности
применения прессовых соединений для газопроводов в России.
