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 220–250 °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 2–3 мин (в ходе соревнования до 1,5 мин). В результате медные трубопроводы в сантехнике на низкотемпературной пайке стали классическим вариантом.
