Трубы » Медные трубы »

Медная труба: технические характеристики и особенности монтажа


Медная трубаЗаманчивые технические характеристики медных труб позволяют, в какой-то мере, примериться с дороговизной подобной продукции. Ведь медь — это не только лучший проводник тепла и очень пластичный, а значит и хорошо поддающийся обработке металл, но еще и очень дорогой материал. Поэтому коммуникации, изготовленные из этого металла, должны быть, как минимум, уникальными. И не просто уникальными, а самыми лучшими на рынке трубного проката.

Поэтому в данной статье мы изучим характеристики и свойства медных труб, сравнивая эти качества с аналогичными характеристиками конкурентов. И мы надеемся, что это поможет нашим читателям составить собственное мнение об уникальности медных труб и целесообразности их применения в домашних трубопроводах.

Основные рабочие и эксплуатационные характеристики труб из меди определены в особом нормативном документе ГОСТ 617, последняя редакция которого состоялась в 2006 году.  Хотя первым номером этого нормативного документа был 617-19 – медные трубы ГОСТ меняли достаточно часто. Различные редакции данного нормативного документа обновлялись, начиная с 20-х годов, как минимум, в каждое десятилетие ХХ века.

И согласно последнему ГОСТ медная труба изготавливается либо из меди, либо из медно-цинкового Латунные трубысплава (латуни). Поэтому все характеристики медных труб зависят от физических качеств данных конструкционных материалов.

Причем на изготовление труб тратится 7 сортов меди: от 99,5-процентного М3, до 99,9 процентного М1. Ну, а латунь используют всего одного сорта – Л96, в котором содержится не менее 95 процентов чистой меди и еще шесть компонентов, главным из которых является цинк.

Медь и латунь наделяют изделия следующими достоинствами:

  • Способностью сопротивляться коррозии. Срок службы медных фитингов и коммуникаций (от 80 и более лет) превышает срок службы стальных изделий (до 50 лет).

  • Отменной стойкостью к ультрафиолетовому излучению. Медные изделия служат дольше любых труб из термопластичных полимеров.
  • Широким диапазоном температур эксплуатации.

Медные коммуникации прекрасно работают и  при -200 °C и при +200 °C. Полимерным изделиям с их жалкими -15 и 140 °C такие свойства даже и не снились.

  • Высокой прочностью, сравнимой с жесткостью стальных изделий и позволяющей выдерживать давление в 5,5 МПа (около 54 атмосфер). Тогда  как полимерные коммуникации не выдерживают и 25 атмосфер.
  • Высокой ковкостью, позволяющей гнуть медные трубы практически без усилий и предварительной термообработки. Таким качеством неспособны похвастаться ни излишне жесткие стальные изделия, ни излишне мягкие полимерные изделия. Последние сгибаются без усилий,  но форму изгиба не держат.

Недостатки медных трубЕдинственным спорным качеством рассматриваемого нами конструкционного материала является высокая плотность – 8920 кг/м3, определившая вес труб из меди. Этот показатель выше, чем аналогичная характеристика стали – 7800 кг/м3, и значительно выше, чем плотность полимера – 900 кг/м3.

В итоге, медные трубы уступают стальным и полимерным конструкциям не только в цене трубопровода (медь – дороже), но и в весе (медь – тяжелее). Например, вес трубы медной 12/1 длиной в 1м равен 307 граммам, а вес аналогичного мерного отрезка  стальной трубы равен всего 271 грамму. Разница составляет почти 12 процентов от веса медных изделий.

Однако высокая пластичность меди дает возможность создать практически идеальный трубный прокат – с минимальной разницей между внутренним и внешним диаметром. Поэтому, упомянутая выше труба медная – 1/2 дюйма в диаметре – может весить и 250 грамм, при толщине стенки в 0,8 миллиметров. Следовательно, преимущество стальных изделий – сомнительно.

Ну, а труба медная 1/4 дюйма диаметром и длиной в один метр весит всего 116 грамм, а прокачивает сквозь себя такой же поток носителя, что и 16-миллиметровая труба из металлопластика, которая весит те же 115 грамм. Ведь медная труба прочнее, поэтому напор в таком трубопроводе будет, как минимум в 2,5 раза сильнее напора в пластиковом водоводе. Следовательно, у пластиковых изделий нет никаких преимуществ перед продукцией из меди.

Согласно ГОСТ труба медная и латунная изготовляется с помощью двух технологических операций – проката и прессования с последующей сваркой стыков. Трубы круглого сечения производят и одним и другим способом. Медная квадратная труба производится преимущественно методом прессования с продольной сваркой шва.

Прокатные трубы изготавливаются только методом холодного деформирования. Ведь медь очень пластичный металл, который можно прокатать между вальцами даже без предварительного нагрева. В итоге, на вальцы прокатного стана просто надевают заготовку – гильзу, которая выкатывается до нужного диаметра.

На стадии финальной обработки прокатные трубы разделяются на подвергнутые отжигу и неотожженные изделия. Последний вариант не предполагает термической обработки трубы после проката, поэтому неотожженные трубы намного прочнее обработанных аналогов. Ведь внешний и внутренний слой такого изделий будет намного плотнее обычной меди за счет деформации кристаллической решетки металла на прокатных вальцах.Оттоженная мягкая медная труба

Таким образом отжиг разделяет холоднодеформированные трубы на:

  • жесткие,
  • полужесткие,
  • мягкие.

Прессованные трубы делают на особых станках из листовой меди. Из листа вырубают мерную заготовку, подаваемую на формовочные вальцы пресса. После прессования лист принимает форму круглой, овальной или квадратной трубы, а стыковочный шов – заваривается в среде инертного газа.

На финише сварную трубу пропускают сквозь калибрующие вальцы, выравнивающие профиль изделия и исправляющие продольную деформацию.

Кроме того, на финальном этапе и прокатные, и прессованные трубы могут подвергнуться еще одному виду обработки – хромированию. В итоге, у производителя получается совершенно новый вид продукции — хромированная труба из меди, по которой можно прокачивать даже очень концентрированные кислоты.

Говоря о технологии производства, следует отметить, что от выбранного способа изготовления будет зависеть не только цена и характеристика продукта (бесшовные трубы прочнее), но и габариты конечного изделия.

Высокая ковкость меди позволяет изготовить из этого металла изделие практически любой формы. И даже устаревший нормативный документ на трубы медные – ГОСТ 617-19 – поражает воображение обилием типоразмеров. В новом ГОСТе 617 от 2006 года к сортаменту медных труб причислены около 130 единиц сортамента с оригинальными габаритами сечений.

Причем, в отличие от первого ГОСТа 20-х годов ХХ века в новом нормативном документе все размеры указаны не в дюймах, а в миллиметрах. Например, вместо такой единицы сортамента, как труба медная 3/8 дюйма появилась труба на 10 миллиметров. Кроме того, в новом ГОСТе появились и ранее невиданные размеры, например труба медная труба 1/4 дюйма была заменена сразу двумя изделиями – трубами диаметром 6 и 7 миллиметров.

Размеры медных трубКонкретные размеры медных труб зависят от способа изготовления продукции. Так круглые медные трубы, полученные в результате холодного деформирования заготовки,  имеют диаметр от 3 до 350 миллиметров. Число типоразмеров прокатных труб превышает семь десятков. И это только в том случае, если принять во внимание внешний диаметр. Толщина стенки таких изделий колеблется между 0,8 и 10 миллиметрами.

Габариты сварных изделий, к которым относятся и трубы медные прямоугольного сечения, имеют меньшие размеры. Диаметр такой продукции начинается от 30 миллиметров, и заканчивается 280 миллиметрами. Число изделий с оригинальным размером внешнего диаметра в сварном сортаменте приближается к 50. Толщина стенок в данном случае может быть более существенной: от 5 до 30 миллиметров.

Длина трубного проката  зависит от диаметра. И трубы диаметром до 18 миллиметров выпускают в виде мерных отрезков по 1-6 метров (с шагом в 0,5 метра) или бухт с общей длиной труб в 10 метров. Более габаритные трубы выпускают в виде мерных или немерных отрезков, длина которых колеблется от 1,5 до 6 метров.

Разумеется, указанные размеры характерны только для отечественной продукции, а вот труба медная KME (известная торговая марка из Германии) может иметь немного иные габариты. Ведь в Евросоюзе действуют свои стандарты качества.

Впрочем, при стыковке труб совершенно неважно, какой размер будет иметь стыкуемое изделие. Технология монтажа зависит от иных причин. И каковы эти причины вам станет понятно после изучения следующего абзаца.

К основным способам монтажа трубопроводов из меди относятся высокотемпературная пайка стыков и обжимное прессование. Причем и в том, и в другом случае используются особые фитинги для соединения медных труб.

Метод пайки применяется при возможности нагреть трубу до температуры плавления припоя – Пайка медных трубметаллической проволоки. Нагрев производится газовой горелкой, которая разогревает место контакта до температуры плавления припоя. Эту технологию способны реализовывать только опытные сварщики – котельщики, работающие со сложными металлоконструкциями, эксплуатация которых проходит в достаточно жестких условиях (высокое внутреннее давление, большая внешняя нагрузка и так далее).

Упрощенно этот процесс выглядит следующим образом: труба очищается от оксидной пленки и вставляется в фитинг, очищенный таким же образом. К месту контакта подводится работающая горелка, в пламени которой нагревается припой. После разогрева припоя его «лепят» на место стыка и, продолжая греть, оборачивают вокруг трубы.

Операция пайки требует навыков работы с газосварочным аппаратом и хорошего глазомера.

Прессование стыков является более простой операцией, которая выполняется по  следующей схеме:

  • Торец трубы подрезают под углом 90° к центральной оси трубопровода и снимают внутреннюю фаску. Внешняя сторона трубы шлифуется наждачной бумагой.
  • Далее, разбирается фитинг: от него отделяют монтажную гайку и уплотнительный пояс. Гайку и пояс надевают на трубу.
  • Трубу надевают на штуцер фитинга и фиксируют место соединения уплотнительным поясом.
  • Фитинг фиксируют в тисках или зажимают раздвижным ключом. После чего на резьбовой торец фитинга накручивают монтажную гайку.
  • Гайка спрессовывает трубу и штуцер фитинга.

Этот способ похож на монтаж труб из металлопластика. Только для его реализации нужно намного большее усилие. Основное достоинство данной операции – простота реализации. Основной недостаток – ненадежность соединения. В итоге, такой способ монтажа следует применять только в трубопроводах со слабым напором.