Confiabilidade excepcional, propriedades anticorrosivas e resistência a choques de água levam os tubos de cobre e água à posição de líder em acessórios para tubos. A operação limitada de laminação de cobre é uma consequência do alto custo dos produtos.
No entanto, os investimentos de capital no sistema de abastecimento de água são justificados e permitem que o consumidor não pense em reconstruir a rede de engenharia por décadas. Além da durabilidade, neste artigo, analisaremos outras vantagens da tubulação de cobre e observamos as desvantagens.
Também consideramos a composição, características básicas, características da marcação de tubos de cobre e as características de sua aplicação em vários campos.
Composição e características dos tubos de cobre
O abastecimento de água com cobre é uma opção bastante exclusiva para organizar um sistema de comunicação. Apesar da massa de vantagens absolutas, o cobre está sendo usado cada vez menos. O principal motivo é o aparecimento de materiais alternativos disponíveis (reforço plástico e metal-plástico).
A liga de metal M1 é caracterizada pelo maior teor de cobre. A pureza da liga fornece alta ductilidade, condutividade elétrica e térmica, além de resistência à corrosão. O material é maleável para diferentes tecnologias de processamento.
Os produtos para tubos de cobre são fabricados com diferentes graus de cobre. A composição química é normalizada por GOST 24231-80. Ligas de graus: M1, M2, M3 são aceitáveis para produção
Fração mássica dos componentes da liga M1:
- cobre e prata - 99,9;
- oxigênio - 50;
- ferro, chumbo - 5 cada;
- enxofre, zinco - 4 cada;
- estanho, antimônio, arsênico e níquel - 2 cada;
- bismuto - 1.
Em M2, a fração de massa de cobre / prata é reduzida para 99,7, o teor de níquel e oxigênio é aumentado para 200 e 70, respectivamente. A proporção de estanho e ferro é aumentada para 50. A liga primária de cobre tem características semelhantes às da liga metálica M1.
O cobre técnico (M3) é o resultado de fundição secundária ou refino de incêndio. O material possui uma fração de massa significativa de níquel (200), estanho, chumbo e arsênico (80 cada). O teor de cobre é 99,5. Os tubos de cobre de liga M3 têm boa resistência e custo acessível.
As características mecânicas de uma tubulação de cobre dependem da composição de qualidade da liga e da tecnologia de fabricação das tubulações. As propriedades dos produtos acabados são normalizadas pelo GOST 617
Características dos tubos de cobre:
- faixa de temperatura operacional - de -200 ° С a +300 ° С;
- pressão admissível - 100-200 atmosferas (para vários graus, o valor limite atinge 450 atmosferas);
- alongamento relativo na ruptura - 10-40%;
- diâmetro dos acessórios de água - 3-350 mm, espessura da parede - 0,8-10 mm;
- Vida útil estimada - mais de 70 anos.
A temperatura crítica de operação de um suprimento de água de cobre depende do método de conexão dos elementos e do tipo de solda utilizada. Falamos sobre a tecnologia de instalação da tubulação de cobre em mais detalhes aqui.
O período real de serviço excede significativamente o período declarado pelo fabricante. As comunicações de cobre mais antigas da Europa são usadas sem substituição no século II.
Pontos fortes e fracos do suprimento de água de cobre
Os tubos de cobre são semelhantes aos seus concorrentes mais próximos (comunicações em aço) em termos de características de resistência e temperatura. No entanto, o cobre é mais preferido devido às suas propriedades únicas.
As principais vantagens dos tubos de cobre
Tubos de cobre têm seus pontos positivos e negativos. Primeiro, considere os benefícios de um oleoduto de cobre.
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Os tubos mais seguros
Material ionizante de água
Vida útil mais de 50 anos
Pipelines de rendimento estável
Resistência à corrosão e ductilidade
Talvez o principal argumento a favor do encanamento de cobre seja a imunidade à ferrugem. Essa propriedade explica o tempo de atividade das redes de serviços públicos e minimiza o impacto negativo nas instalações hidráulicas.
Ao contrário dos produtos siderúrgicos, os acessórios de cobre são menos intensivos em material - não é necessário montar tubos com espessura excessiva da parede em reserva em caso de processos de corrosão
Plasticidade - essa qualidade explica várias vantagens operacionais significativas de uma tubulação de cobre:
- flexibilidade do material no processamento - os tubos podem ser dobrados para criar redes de troncos complexas usando uma ferramenta manual;
- retenção de uma determinada forma - produtos poliméricos macios não podem se orgulhar dessa propriedade;
- a possibilidade de usar acessórios de conexão;
- a probabilidade de deformação sem destruição mecânica;
- saltos de temperatura não causam alterações nos parâmetros lineares;
- manutenção de ciclos de congelamento / descongelamento com preservação da integridade.
Outro ponto é o aumento da resistência ao golpe de ariete. O indicador de pressão destrutiva permite que você não tenha medo da integridade do sistema durante os "saltos" na pressão da água.
Suavidade superficial e bactericida
Um argumento arquivístico a favor de um cano de água de cobre. A alta uniformidade do material fornece um revestimento perfeitamente uniforme, o que reduz as ligações moleculares do metal, o que significa que a formação de sais e óxidos é reduzida.
O coeficiente mínimo de atrito permite o uso de tubos de cobre de menor diâmetro em redes de água de aço do que tubos de aço ou plástico. Os depósitos não se acumulam nas paredes internas, o que significa que o rendimento não se deteriora com o tempo
A liga de cobre tem uma propriedade antibacteriana - circulando através de tubos, a água é parcialmente desinfetada. Uma vantagem adicional é que colônias de microorganismos não se reproduzem nas paredes.
Resistência a produtos químicos e raios UV
O cobre não é destruído pela interação com soluções salinas, formalina e ácidos não oxidantes diluídos. Em contato com cloro não forma óxidos perigosos para os seres humanos.
O cobre não perde suas características sob a influência da radiação UV, o que não pode ser dito sobre as comunicações de polímeros termoplásticos.
A presença de um circuito de cobre no banheiro é um elemento exclusivo de decoração e um sinal claro de prosperidade em casa. O tubo de cobre é despretensioso em manutenção e não requer pintura regular, pois as necessidades de aço ou ferro fundido
Juntamente com bons indicadores de resistência, os tubos de liga de cobre têm um peso um pouco mais leve do que os de aço. Isso facilita o transporte e a instalação. A vantagem indiscutível do oleoduto de cobre é a possibilidade de múltiplas aplicações.
Contras do tubo de cobre
O oleoduto de cobre também tem seus aspectos negativos. Vamos considerá-los com mais detalhes.
As desvantagens de um suprimento de água de cobre incluem:
- Preço Alto. Quando comparado com o custo dos análogos, os produtos de cobre perdem. Organizar uma rede de metal "amarelo" custará várias vezes mais do que instalar uma linha de plástico ou aço.
- A complexidade da instalação. Todas as tecnologias para unir acessórios de cobre (montagem em acessórios ou solda) são processos bastante complexos que exigem habilidades de trabalho.
- Intolerância a ácidos. É impossível usar tubos de cobre para transportar um meio ácido com um nível de pH superior a 9. A água com esse indicador não é adequada para beber.
- Condutividade térmica. O parâmetro é 1,7 vezes superior ao dos produtos de alumínio e quase seis vezes superior à condutividade térmica do aço. Ao transportar um meio quente, o tubo aquece - as perdas de calor aumentam, existe o risco de queimaduras. Em sistemas de água fria, forma-se condensação na tubulação.
O problema pode ser resolvido usando um revestimento de cloreto de polivinila ou polietileno. A manga externa evita a condensação, "resfria" a superfície, mantém a temperatura do meio transportado e reduz o ruído.
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Tubos de cobre macio com isolamento de polímero
Bainha de polietileno com espuma
Juntas de compressão de tubos de cobre
Instalação de isolamento após a soldagem de tubos
Tubos de cobre com isolamento térmico externo são usados apenas nos casos em que é necessário reduzir o impacto do ambiente externo na água fornecida pelo sistema. Eles também são necessários para evitar congestionamentos de gelo, o que pode atrapalhar a funcionalidade do abastecimento de água.
Os tubos de cobre não são ameaçados pelo congelamento e descongelamento subsequente. A ductilidade do cobre permite manter a estanqueidade mesmo que a tubulação precise se deformar levemente sob a influência de um tampão de gelo.
O isolamento de polietileno devido à presença de canais de ar não reduz o nível de deformação térmica do tubo - este material é melhor utilizado em áreas com um pequeno número de conexões. A "concha" espumada (espuma macia de poliuretano, borracha sintética) é adequada para aquecimento e água quente sanitária
Desvantagens adicionais do uso de cobre são a condutividade elétrica, bem como a incompatibilidade com os tubos de água de alumínio e aço. Para evitar o risco de choque elétrico durante a instalação, deve-se tomar cuidado para aterrar adequadamente o equipamento.
Uma desvantagem significativa dos tubos de cobre é a ocorrência de corrosão eletroquímica, resultante do contato do cobre com outros materiais:
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Atualização de tubulação de aço de cobre
Acessórios com juntas isolantes elétricas
Violação das regras de montagem do abastecimento de água
Corrosão em armadura de aço
Uma variedade de tubos de cobre rolando
A escolha do material para a organização de um sistema de abastecimento de água com cobre deve basear-se na avaliação de vários parâmetros: o método de fabricação, o nível de laminação e resistência, bem como as dimensões gerais. A capacidade de decifrar a marcação do sortimento o ajudará a navegar na variedade de acessórios para tubos.
Classificação # 1 - Método de Produção
A obtenção de um tubo de cobre de acordo com o GOST é realizada de acordo com uma das tecnologias: laminação a frio, prensagem seguida de soldagem. As táticas de produção afetam o desempenho do produto acabado.
Como produzir tubos rolando?
A tecnologia envolve a deformação de um tarugo de metal no processo de passagem entre os eixos rotativos de uma máquina de laminação de tubos.
A manga é simultaneamente desenrolada em dois calibres de eixos: a parte larga corresponde ao diâmetro externo da peça de trabalho e a parte estreita corresponde ao diâmetro do produto acabado
A entrada ocorre passo a passo - a cada avanço, a manga gira 90 °, garantindo um processamento uniforme e a ausência de marcas longitudinais no tubo.
Vantagens dos acessórios para laminação:
- construção sem costura fornece alta resistência;
- precisão dos parâmetros ao longo de todo o comprimento do produto.
O método de deformação a frio cria tubos de cobre para aquecimento e água que sofrem pressão significativa do interior durante o serviço.
Na fase do processamento final, os acessórios para tubos podem ser submetidos a efeitos térmicos. Isso é feito para retornar o cobre à sua elasticidade.
Durante a queima, o tubo é aquecido a +700 ° C e depois gradualmente resfriado. Como resultado, a margem de segurança diminui ligeiramente e a resistência à tração aumenta
Os tubos são:
- não recozido;
- recozido.
As seguintes características não são recozidas - “rigidez à flexão”, resistência a danos externos e golpe de aríete (limite - 450 MPa). Adequado para a montagem de tubulações de água de configuração simples.
Recozido tem os seguintes parâmetros: alta ductilidade (quando esticada ao longo de 1,5 vezes mantém a integridade), aumento de custo.
Fabricação de prensas
Os tubos são feitos de cobre - o espaço em branco da folha de metal é alimentado nos rolos de prensagem da máquina. Após a modelagem, a junta é soldada.
O estágio final é a passagem do tubo pelos rolos de calibração para alinhar o perfil e eliminar a deformação longitudinal.
Classificação # 2 - por grau de dureza
As propriedades mecânicas e o escopo são determinados pelo tipo de tubo. É habitual classificar os acessórios de cobre em três categorias, caracterizando a ductilidade e a resistência do produto.
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Na construção de tubulações de água em uma casa ou apartamento particular, são utilizados tubos de cobre macio (R 220), semi-sólido (R 250) e sólido (R 290)
Tubos semi-sólidos e sólidos são fornecidos para montagem em um objeto em hastes, tubos macios em bobinas. A resistência à tração expressa em MPa ou N / mm² é usada como critério de divisão.
Os tipos duros mantêm a pressão máxima, é 290 N / mm², semi-sólido 250 N / mm², macio 290 N / mm². Todos eles são adequados para organizar encanamentos em instalações residenciais.
Tubos de cobre macio, semi-sólido e macio, sem casca de polímero, são conectados por solda. Além disso, são utilizados métodos de crimpagem e compressão.
Os tubos de cobre de solda são divididos em temperatura alta e baixa. A alta temperatura é produzida usando um queimador de acetileno ou propano
A solda para brasagem a alta temperatura é produzida na forma de hastes com um diâmetro de até 3 mm. Na fabricação de ligas de cobre, bronze ou prata são utilizadas.
A solda com diâmetro inferior a 2 mm é fornecida em bobinas enroladas em um carretel. É usado principalmente em solda a baixa temperatura
A solda a baixa temperatura é realizada usando um maçarico convencional. Nesse caso, use solda produzida na forma de um fio fino
Tubos de cobre de grau macio para abastecimento de água
Half-pipe para comunicações domésticas
Tubos de cobre sólido
Tubos e conexões de cobre para brasagem
Soldar um tubo de cobre durante a montagem
Solda de brasagem de alta temperatura
Usando solda no formato de bobinas
Lâmpada de solda de baixa temperatura
Produtos laminados duros
Este nicho é representado por espécimes não queimados. Possível identificação de tubos sólidos: T, H, z6, F30. O material é ideal para criar canais centrais de redes de abastecimento de água onde é fornecida água de alta pressão.
Os produtos laminados duros são entregues em comprimentos medidos de 3-5 m. O tronco desse tubo não pode ser multidirecional com múltiplas dobras, a distribuição do reforço só é possível quando aquecido
Tipo de tubo semi-sólido
Opções de codificação de tubos semi-sólidos: P, NN ou z. Eles são caracterizados por características equilibradas de elasticidade e resistência. O alongamento do tubo com um diâmetro externo de 3 mm e uma espessura de parede de 0,8 mm é de 10%. O mesmo indicador para aluguel flexível de tamanho semelhante é de 38%.
As peças feitas de “filmagens” semi-sólidas suportam a distribuição da expansão do diâmetro externo em 15%. A alteração da geometria do oleoduto é realizada usando uma dobra de tubo.
Recursos de tubos macios
Marcação de tubos flexíveis - M, W, F22 ou r. Os produtos têm flexibilidade e não rasgam ao distribuir um diâmetro externo de até 25%. Os produtos para tubos são fornecidos nas baias.
O principal campo de aplicação é a instalação de redes de engenharia com uma distribuição de feixes de cabos de suprimento para dispositivos. Obter a forma desejada do tronco de pequeno diâmetro resultará pessoalmente sem equipamento especial.
As propriedades mecânicas da elasticidade e resistência dos tubos de cobre deformados a frio devem corresponder aos dados fornecidos na tabela (indicadores normalizados de acordo com GOST 617-2006)
Classificação nº 3 - por dimensões gerais
Os principais parâmetros da dimensão do tubo são o diâmetro interno, externo e a espessura da parede. A flexibilidade do cobre ao processamento permite a produção de linhas de tubos de várias formas e tamanhos. GOST 617-2006 cerca de 130 itens com indicadores transversais originais foram contabilizados na gama de acessórios de cobre, dos quais cerca de 70 eram produtos laminados.
Ao contrário de um documento anterior (GOST 617-19) na nova resolução, a dimensão é exibida em milímetros, não em polegadas. As principais dimensões são indicadas em termos fracionários. O numerador identifica o diâmetro externo, o denominador identifica a espessura da parede. Anteriormente, apenas o tamanho externo (3/8 de polegada) era indicado.
Um exemplo de decodificação da dimensão do tubo 15/1:
- diâmetro na superfície externa - 15 mm;
- seção interna - 14 mm;
- espessura da parede - 1 mm.
O comprimento dos produtos laminados para produção doméstica depende do diâmetro. Se o tamanho da seção transversal for de 18 mm, haverá bobinas de 10 m de comprimento ou seções de medição de 1 a 6 m (a etapa do medidor é de 0,5 m). Amostras maiores são produzidas em segmentos de 1,5 a 6 m.
Na organização de redes de abastecimento de água, são necessários tubos com um diâmetro de 10 a 22 mm, 32 a 42 mm para a organização de sistemas de drenagem
Tubos retangulares são usados com muito menos frequência no abastecimento de água. Os produtos são fabricados principalmente por tecnologia de prensagem, dimensões: diâmetro - 30-280 mm, espessura da parede - 5-30 mm.
Requisitos regulatórios de acordo com GOST
Parâmetros externos, características mecânicas, composição da liga, sortimento e designações de marcação são regulados por duas disposições principais: GOST 617-2006 (Tubos de cobre para uso geral) e GOST 11383-75. Produtos fabricados na Europa atendem norma EN-1057 de 2006.
Código de Requisitos:
- A superfície interna e externa do tubo não deve ter impurezas que impeçam a inspeção dos produtos. A presença de delaminações, ferrugem, rachaduras e conchas na "luva" do tubo é inaceitável.
- Dentes de até 0,25 mm de profundidade são aceitáveis. O limite de quantidade não é maior que dois por metro linear e não mais que 10% dos produtos defeituosos por lote de suprimento.
- Sem rebarbas nas extremidades dos tubos. A trança de corte normalizada para amostras com diâmetro de até 20 mm é 2 mm, para produtos com seção transversal de 20-170 mm - 3-5 mm, respectivamente, para acessórios para tubos com diâmetro de 170 mm e mais, um corte de 7 mm é permitido.
- Para baías e tubos macios, a ovalidade não é limitada.
Cada compartimento ou lote de cortes de tubos deve ser acompanhado de uma lista de embalagem e etiqueta de informações.
Dados obrigatórios do documento acompanhante: marca registrada da empresa, endereço legal do fabricante, marcação da composição e tamanho dos tubos, número do lote, data de produção, carimbo do controle técnico
Explicação das designações dos produtos de tubos
Os recursos básicos estão agrupados na marcação de tubos.
Os indicadores condicionais são prescritos de acordo com um esquema claramente definido:
- Tecnologia de manufatura: D - formado a frio, G - pressionando.
- Geometria de corte transversal: KR - forma redonda.
- Indicador de precisão de produção: N - dentro dos limites normais, P - maior precisão no que diz respeito ao diâmetro / espessura da parede, e - alta precisão no diâmetro, K - precisão máxima na parede.
- Tipo de material em ductilidade. Além das abreviaturas indicadas M / P / T (tubo macio / semissólido / duro), são utilizadas as seguintes marcações do produto: L - macio com alta elasticidade, F - semi- sólido com alta resistência, H - sólido com alta resistência.
- Dimensões - valor do diâmetro externo / espessura da parede.
- comprimento: ND e MD - tubulações não medidas e medidas, respectivamente, KD - produtos laminados de bitola múltipla, BT - entrega em baias.
- Grau de metaldeterminação da composição da liga.
- Condições especiais: B - alta precisão no comprimento, O - precisão na curvatura, norma de tração regulada por P, dureza Vickers confirmada por H, BU e BS - enrolamento ordenado e espiral da baía, respectivamente.
Em vez de dados ausentes, a designação "X" é colocada.
Exemplo de marcação: tubo DKRPM 28/3 3000 M1 GOST 617-2006. A explicação da designação é um tubo redondo deformado a frio, com maior precisão das dimensões da parede (3 mm) e diâmetro (28 mm), macio com 3 m de comprimento da liga M1. O produto está em conformidade com GOST
Escopo e restrições de uso
Tubos de cobre são usados em vários sistemas de comunicação para uso doméstico e industrial.
Rede de abastecimento de água e aquecimento
Tradicionalmente usado no arranjo de abastecimento de água de várias orientações-alvo. As características do cobre e uma extensa linha de produtos para tubos permitem equipar estradas de diferentes capacidades e medidores.
O cobre do encanamento é neutro a uma baixa concentração de cloro contida na água potável (a norma não é superior a 0,5 mg / l). O oleoduto de cobre está bem estabelecido em sistemas de drenagem de águas pluviais e sistemas de esgoto.
Na rede de aquecimento, um efeito duplo é alcançado. Por um lado, é uma longa vida útil devido à resistência à corrosão; por outro lado, protege o sistema contra alterações descontroladas na temperatura do líquido de refrigeração. Mas esses efeitos são alcançados apenas com a montagem correta do pipeline.
Em mais detalhes sobre as variedades de tubos de cobre para aquecimento e os recursos de sua instalação, escrevemos no próximo artigo.
O uso de um tubo de cobre com uma bainha isolante é justificado em sistemas de "piso quente".
Gasoduto e sistema de combustível
A conveniência da laminação de cobre é o aperto da linha. Ao transportar gás, não há oxidação e corrosão galvânica. A confiabilidade de juntas e aderências pressionadas aumenta a segurança do gasoduto em áreas com atividade sísmica.
Graças à neutralidade, os acessórios de cobre são usados em redes para bombear óleo combustível - não há risco de ignição, a formação de uma carga estática.
Os tubos de cobre estão envolvidos em trocadores de calor de aquecedores de água a gás, hidráulicos, sistemas de freio de veículos e aeronaves, circuitos de refrigeração e sistemas climáticos
Nuances e limitações de uso:
- A velocidade limite do transporte de fluido no sistema de abastecimento de água é de 2 m / s. O cumprimento da recomendação estenderá o serviço da linha "plástico".
- O cobre é um metal macio e o contato constante com um meio preenchido com partículas sólidas pode levar a uma "lixiviação" das paredes. Para evitar a formação de erosão, é desejável fornecer uma purificação preliminar da água de suspensões estranhas. É suficiente instalar um filtro de limpeza (mecânica) áspera.
- Sob condições favoráveis, um filme de óxido aparece nas paredes internas do tubo de cobre - o revestimento não prejudica a qualidade da água e protege o metal do desgaste. Requisitos para a formação de pátina: o pH da corrente de água é de 6 a 9, a dureza é de 1,42 a 3,42 mg / l. Com outros parâmetros, ocorre a destruição cíclica e a restauração do filme devido ao gasto de metal.
- A solda com chumbo não deve ser usada para a instalação de água potável - metal e seus compostos são tóxicos. A substância é capaz de se acumular no corpo, exercendo um efeito fatal gradual em vários órgãos.
É permitida a ancoragem de comunicações de cobre com um oleoduto de latão e plástico. Ao combinar tubos de cobre com elementos de aço e alumínio, a sequência de união deve ser respeitada.
Além da solda, as tecnologias de compressão e crimpagem são usadas na conexão de tubos de cobre:
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Foto de
Acoplamentos de pressão para conexões de crimpagem
Formação de juntas apertadas
Alicate de pressão para conectar tubos de cobre
Construção de um gasoduto de cobre na instalação
Rosqueado para conexões rosqueadas
Conexão de compressão para tubos de cobre
O-ring e porca de união
Válvula de esfera de tubo de cobre
Tubos de cobre de grande diâmetro são predominantemente conectados por flanges e parafusos parafusados neles, solda no soquete é permitida, métodos de compressão são usados raramente.
As revisões em vídeo complementam as informações fornecidas. Vantagens competitivas e características negativas do gasoduto de cobre, características dos trabalhos de instalação:
Tecnologia de conexão de tubos usando conexões e solda:
As vantagens de um sistema de abastecimento de água de cobre são inegáveis. Uma ampla gama de produtos laminados permite escolher o melhor material para a solução de um problema específico. Sujeito a técnicas de instalação e recomendações operacionais, um serviço ininterrupto do sistema de abastecimento de água é garantido por mais de 50 anos.
Você já pensou em comprar tubos de cobre para instalar um sistema de abastecimento de água, mas ainda duvida da viabilidade dessa solução? Faça suas perguntas em nosso artigo - nossos especialistas e proprietários de canos de água de cobre ajudarão a dissipar suas dúvidas.
Se você é o proprietário de um pipeline, escreva sua opinião sobre o uso dele, adicione fotos reais e recomendações para seleção e instalação.