Эксплуатационные характеристики и преимущества медных труб и фитингов для водопровода

В последнее время все большей популярностью начинают пользоваться медные трубы, для изготовления которых применяется бесшовная технология. Именно технология производства, наряду с характеристиками самого материала, является основной причиной широкого распространения таких изделий.

Медные бесшовные трубы

Характеристики медных труб для систем водоснабжения

Основное достоинство, за которое особенно ценятся медные трубы для водопровода, заключается в их исключительной надежности. Если сравнивать такие изделия с аналогичными стальными, то при одинаковых параметрах (диаметр 12 мм и толщина стенки 1 мм) последние рассчитаны на давление, достигающее 100 бар при эксплуатационной температуре теплоносителя 250 градусов. Медные трубы, в свою очередь, могут успешно эксплуатироваться при давлении, достигающем 500 бар, а эксплуатационная температура может доходить до 600 градусов. Кроме того, медь, в отличие от многих других материалов, не только не становится ломкой при снижении температуры, а даже увеличивает свою пластичность и прочность.

Благодаря этому качеству медные трубы безболезненно переносят неоднократную заморозку и размораживание (до 3 раз), при этом не утрачивают своих эксплуатационных характеристик. Если на медном водопроводе происходит прорыв, то он локализован на минимальной площади, что выгодно отличает такую систему водоснабжения от стальной, прорыв в которой начинает распространяться по всей длине труб. Такое качество делает медные водопроводы более экономичными в техническом обслуживании, ликвидировать на них последствия аварий обходится значительно дешевле, чем практически полностью менять трубы в вышедшей из строя стальной системе водоснабжения.

Разводка водопровода с использованием медных труб

Отличает медные трубы также простота их монтажа и обработки различными способами: они отлично гнутся и успешно соединяются как с фитингами, так и между собой. Для того чтобы работать с такими трубами, достаточно иметь в своем арсенале традиционный набор инструментов ручного или механизированного типа и посмотреть видео на соответствующую тему.

Медные трубы и все остальные элементы для монтажа систем водоснабжения отличаются исключительной универсальностью. Трубы, изготовленные в соответствии с требованиями одного стандарта, можно без проблем использовать для монтажа коммуникаций различного назначения с помощью однотипного оборудования и инструментов.

Чаще всего для соединения медных труб применяется метод капиллярной пайки, который отличается высокой надежностью. Незначительным недостатком такого метода, позволяющего получать соединения, превосходящие по своей прочности и надежности даже сварные, является ширина спайки: она не может быть меньше 7 мм, что характерно даже для монтажа изделий небольшого диаметра. При пайке труб из меди для получения более качественного соединения может использоваться специальный эспандер (ручной или механизированный). С помощью эспандера на конце одной трубы делается раструб, в который вставляется конец второго соединительного элемента.

Пайка медного трубопровода в процессе монтажа

Преимущества капиллярной пайки становятся еще более очевидными, если сравнивать данный метод со сваркой как пластиковых, так и стальных труб. В первом случае необходимо очень аккуратно и тщательно выполнять соединение, а для сварки стали требуется громоздкое оборудование.

Для оперативного монтажа труб, изготовленных из меди (если от соединения не требуется высокая надежность), могут быть использованы специальные фитинги. Следует знать, что применять для соединения медных труб водопровода можно только комбинированные фитинги, так как нарезать на них резьбу не допускается. Такой метод соединения, наряду с оперативностью его выполнения, дает возможность получать надежные и герметичные системы водоснабжения.

Медные трубы могут замоноличиваться в стены, при этом их помещают в специальный короб или другую оболочку большего диаметра (гофро- или обычную пластиковую трубу), что необходимо для того, чтобы при температурном расширении они разрушали материал, в который вмонтированы. При открытом монтаже трубы из меди, которые выглядят очень эстетично как в крашенном, так и в естественном состоянии, необходимо размещать так, чтобы минимизировать риск случайного повреждения. К слову сказать, исключительную декоративность медных водопроводов можно оценить даже по фото или видео.

Эстетический вид сантехнических медных труб

Выбор между пластиковыми и медными трубами

Медные трубы не являются инновационной продукцией, их успешно используют уже на протяжении многих десятилетий. Однако они по своим характеристикам во многом превосходят аналогичные изделия, которые появились совсем недавно и являются результатом развития передовых технологий. К такой продукции, в частности, можно отнести трубы из пластика и металлопластика, которые значительно уступают изделиям из меди по целому ряду параметров.

• Медные трубы не пропускают дурно пахнущие и вредные вещества, в том числе и газы.
• Трубы из меди не разрушаются под воздействием хлора, содержащегося в каждой системе водоснабжения. Таким качеством не могут похвастаться современные пластиковые трубы, поставляемые преимущественно из стран Европы, где в воде содержится незначительное количество хлора. Более того, хлор способствует значительному увеличению срока службы медных труб, так как создает на их внутренней поверхности тонкую и прочную пленку – патину.

Эксплуатационные, технические характеристики и надежность изделий из меди не ухудшаются под воздействием ультрафиолетового излучения.

Внутренняя поверхность труб из меди характеризуется меньшей, чем у изделий из пластика, степенью шероховатости. При одинаковых параметрах системы водоснабжения в ней могут быть использованы трубы из меди меньшего диаметра, чем аналогичные изделия из пластика.

Медные трубы для водопровода более устойчивы к длительным тепловым нагрузкам, что значительно увеличивает срок их эксплуатации.

В отличие от пластиковых и металлопластиковых, у медных водопроводов самыми надежными местами являются участки их соединений (пайка, фитинги и др.), выполненных в процессе монтажа.

Прокладка медного водопровода под полом строящегося дома

• Выбирая трубы из меди от разных производителей, практически невозможно столкнуться с некачественной или контрафактной продукцией, чего нельзя сказать об аналогичной продукции из пластика.
• Медь (а соответственно, и трубы из нее) отличается антибактериальными свойствами. Даже при длительном сроке эксплуатации трубы из меди не покрываются биопленкой, которой зарастают пластиковые водопроводы.
• Срок службы водопроводов, которые выполнены с использованием медных труб и соответствующих фитингов, сопоставим с периодом эксплуатации самого здания, в котором они смонтированы.

Сравнение медных и стальных труб

Трубы из меди и стали обладают сопоставимыми характеристиками, но медные изделия, если сравнивать их со стальными, имеют целый ряд неоспоримых преимуществ, среди которых:

• исключительная устойчивость против образования и развития коррозии, высокая прочность на разрыв и надежность, что значительно увеличивает срок службы, который значительно (в 2–3 раза) превышает период эксплуатаций аналогичных изделий из стали;
• меньшая материалоемкость (при использовании медных труб нет необходимости выбирать толщину их стенки с запасом, учитывая дальнейшую коррозию);

• меньший, по сравнению с изделиями из стали, коэффициент трения, что позволяет использовать для монтажа систем водоснабжения медные изделия меньшего диаметра;
• надежность мест пайки и соединений с фитингами в медных водопроводах (в стальных системах такие элементы требуют постоянного внимания и регулярного обслуживания);
• возможность применения для монтажа систем водоснабжения из медных труб всех известных методов соединения;
• возможность механической обработки даже в процессе монтажа (что удобно, для этого не потребуется использования сложного и громоздкого оборудования).

Ограничения при использовании труб из меди

Несмотря на многочисленные преимущества, которыми обладают медные трубы, существуют определенные ограничения по их использованию. Обусловлены эти ограничения следующими характеристиками данного металла.

Медь является очень мягким и пластичным металлом, поэтому скорость потока жидкости по трубам, изготовленным из этого материала, не должна быть выше 2 м/с.

Если в воде, которая протекает по системам водоснабжения, содержатся твердые частицы загрязнений, механически воздействующие на стенки труб, это может вызвать постепенное вымывание металла (эрозию) и значительное сокращение срока службы водопровода. Именно поэтому для обеспечения надежной эксплуатации медных трубопроводов необходимо, чтобы вода для них проходила предварительную очистку от посторонних примесей.

Оксидная пленка, формирующаяся на внутренних стенках труб из меди и обеспечивающая им еще более надежную защиту, может образоваться лишь тогда, когда жесткость контактирующей с ними воды составляет 1,42–3,42 мг/л, а рН – 6,0–9,0. Если пренебречь этим требованием, то оксидная пленка (патина) на поверхности медных труб будет постоянно разрушаться и восстанавливаться, что приведет в итоге к постепенному уменьшению толщины их стенок и преждевременному износу.

Если вода, транспортируемая по трубам из меди, будет в дальнейшем использоваться в пищевых целях или для питья, то для их монтажа нельзя применять припои на основе свинца.

Учитывая тот факт, что средний срок эксплуатации медных водопроводов составляет 50 лет, следует проводить их монтаж таким образом, чтобы никоим образом не уменьшить его. Так, не допускается: перекручивать трубы, делать заломы при их сгибании, выполнять правку замятин на них более одного раза.

Фитинги для медных труб

• При выполнении пайки труб и медных фитингов необходимо следить за температурой их нагрева, так как перегрев может привести к снижению прочности материала и его разрыву в месте соединения.
• После пайки медных труб и выполнения монтажа фитингов необходимо удалить использованный флюс из внутренней части водопровода, для чего применяется метод промывки. Такой флюс, являясь химически агрессивным веществом, может привести к развитию коррозионных процессов в трубопроводе.
• После медных труб и соединительных фитингов (по направлению движения водного потока) в системах водоснабжения нельзя использовать элементы из цинка, стали и алюминия, это может привести к активному развитию коррозионных процессов. Если же использование таких элементов необходимо, то предотвратить их коррозию помогут пассивные аноды, присоединяемые к системе.
• Фитинги, которые применяются для соединения медной трубы с элементом водопровода из другого металла, должны быть изготовлены из латуни, бронзы или нержавеющей стали, это позволит избежать коррозии данных элементов.

Однако даже эти ограничения, которые можно считать незначительными, не снижают популярности медных труб, считающихся лучшим материалом для обустройства систем водоснабжения.

Медные трубы для водопровода – лучшее решение вопроса водоснабжения

Трубы из меди обладают рядом особенностей, обусловленных свойствами металла изготовления и бесшовной технологией их производства. Медные трубы для водопровода лишены существенных недостатков и наиболее предпочтительны для водоснабжения.

1 Медные трубы для водопровода – технологические особенности и достоинства

В первую очередь, медные трубы для водопровода привлекательны своей прочностью. Твердые изделия диаметром 12 мм, имеющие толщину стенки всего 1 мм, рассчитаны на рабочее давление 100 бар при температуре 250 °С. Медный трубопровод на фитингах, собранный методом пайки твердым припоем, выдерживает максимальные нагрузки более 500 атм и температуру до 600 °С. Многие материалы при понижении температуры становятся ломкими. Медь является исключением – прочность и пластичность этого металла с падением температуры возрастают.

Это свойство обеспечивает допустимость многократного замораживания и размораживания труб из меди (в зависимости от твердости изделий до 3 раз). Даже если происходит авария, то только в одном месте, в отличие от стальных трубопроводов, у которых порыв распространяется по всей трубе. Поэтому ликвидация последствий заморозки медных изделий не представляет большого труда, а стальную систему необходимо заменять полностью.

Медные трубы просты в механической обработке и очень технологичны на любом участке прокладки: при прохождении отверстий, огибании углов и иных препятствий, монтаже аппаратуры, монтировании отвода на уже готовом трубопроводе. Для всех работ необходим нехитрый механизированный и ручной инструмент.

Системы из меди универсальны – фитинги и трубы одного стандарта используются для всех типов инженерных коммуникаций. Это обеспечивает применение единого способа монтажа и одинакового оборудования. Наиболее распространенный и самый надежный метод соединения медных труб – капиллярная пайка. Ширина спаивания даже при маленьких диаметрах не бывает меньше 7 мм и дает прочность монтажа выше, чем у известных способов соединения, включая любые виды сварок.

Во время испытаний всегда происходил разрыв в теле трубы, и никогда не нарушалась герметичность мест соединения, в том числе обслуживаемых. Капиллярная пайка позволяет производить быстрый и простой монтаж. Ее преимущества особенно очевидны при сопоставлении со сваркой, требующей повышенной аккуратности и тщательности в работе с пластиковыми трубами, либо громоздкого оборудования в случае систем из стали.

Кроме соединений высокой долговечности и надежности (прессование, пайка, сварка), есть и не требующие специальных навыков и инструментов – с помощью фитингов для быстрого монтажа при авариях, а также в безнапорных системах (самофиксирующиеся, компрессионные и так далее). Это обеспечивает оперативность и гибкость в работе монтажника. Нарезать резьбы на трубах из меди запрещено, но комбинированные фитинги позволяют произвести простой переход на резьбу посредством прессования или пайки.

Благодаря пластичности меди, можно при помощи механизированного или ручного эспандера соединять трубы капиллярной пайкой без использования фитингов. Это дает возможность (в ряде случаев существенно) снизить затраты на систему при ее монтаже. Фитинговый способ соединения обеспечивает гарантированные стабильность параметров и надежность системы.

Медный трубопровод допустимо замоноличивать в стены и пол, если использовать изделия в изоляции, гофро-трубе, оболочке, где предусмотрено тепловое расширение, обусловленное колебаниями температуры подаваемой воды, либо смонтировать в коробе. Обслуживаемые соединения запрещается замоноличивать без обеспечения доступа к ним. При открытой прокладке медные трубы очень эстетичны, допускают окраску, но требуют такого расположения, которое предотвращает риск случайного повреждения.

2 Преимущества медных труб перед пластиковыми

Сантехническая медная труба, несмотря на очень долгую историю своего существования, успешно конкурирует с современной продукцией – пластиковыми и металлопластиковыми изделиями для водопровода. По многим параметрам она заметно их превосходит:

• Медь непроницаема для дурно пахнущих, вредных веществ и даже кислорода.
• Медная труба, в отличие от пластиковых, не подвержена разрушающему воздействию хлора, который содержится в водопроводной воде. Более стойкие к хлору пластиковые трубы поступают исключительно на рынок США, где воду хлорируют аналогично России. Стоит такая продукция не меньше медной. В Европе требования к содержанию хлора гораздо ниже, поэтому на отечественном рынке распространен пластик для низкохлорированной воды, соответствующей европейскому стандарту.
• Хлор, являясь сильным окислителем, способствует образованию на внутренней поверхности медной трубы патины – прочного, тонкого защитного слоя. Благодаря этому срок службы трубопровода значительно продлевается.
• Устойчива к ультрафиолетовому излучению. Пластик под воздействием солнечных лучей испаряется.
• Незначительный, более низкий чем у труб из пластика, коэффициент шероховатости, позволяющий при одинаковых условиях применять медные изделия меньшего диаметра. Это возможно, в том числе благодаря отсутствию зарастания стенок колониями микроорганизмов и продуктами коррозии.
• Гораздо лучше справляется с длительными тепловыми нагрузками.
• Согласно исследованиям, у пластиковых трубопроводов наименее надежны фитинги и места соединений. У медных наоборот – эти элементы системы являются самыми надежными.
• Качество меди практически стабильно и одинаково у разных производителей, что не свойственно продукции из пластика (на потребительском рынке много контрафактных изделий сомнительного качества).
• Характеризуется антибактериальными свойствами (болезнетворная флора подавляется). В пластиковых трубах выделяется низкомолекулярная органика, стенки со временем обрастают биопленкой.
• Отличается очень длительным сроком службы: не портится, не стареет, сохраняет первоначальную прочность. Трубы и фитинги из меди эксплуатируются без замены столько, сколько само здание. Пластиковые изделия, при существующих технологиях, пока не могут занять нишу долговечных и качественных трубопроводов.

3 Медь и ее преимущества перед сталью

Трубы для водоснабжения, медные и стальные, схожи по температурным и прочностным характеристикам, так как оба материала изготовления являются металлом. Изделия из меди отличают следующие преимущества:

• Обладают высокой коррозионной стойкостью, что в сочетании с прочностью соединений обеспечивает медным трубопроводам службу длительнее, чем у стальных, в 2–3 раза, при гораздо больших показателях эксплуатационной надежности.
• Стальные трубы более материалоемки, так как при их использовании приходится предусматривать запас толщины стенки на коррозию.
• Медные изделия холодной вытяжки имеют очень гладкую внутреннюю поверхность, не зарастающую продуктами коррозии – можно применять трубы с меньшим диаметром, чем из стали.
• Фитинги и соединения в медных системах герметичны и надежней самих труб. В стальных – любые не сварные соединения являются обслуживаемыми.
• В медных трубопроводах используют абсолютно все существующие способы соединений, включая самые современные. Это дает существенное технологическое преимущество во время монтажа или ремонта.
• У меди высокая пластичность, что позволяет проводить любую механическую обработку водопроводных труб прямо на месте монтажа, в том числе с использованием ручного инструмента. Нет необходимости в громоздком сварочном оборудовании.

4 Ограничения при использовании медных труб

Для меди существуют следующие эксплуатационные ограничения, обусловленные свойствами металла:

• Мягкость, обеспечивающая пластичность труб и удобство их монтажа, налагает ограничение на допустимые скорости водяного потока. Для длительной службы системы водоснабжения оптимальны значения до 2 м/с.
• Из-за мягкости меди к чистоте воды предъявляют следующие требования – в ней не должно быть механических загрязнений, что достигается установкой на вводе соответствующих фильтров. Взвешенные частицы способны вызвать эрозию (вымывание материала стенок трубы) за счет механического воздействия.
• Поверхность меди покрыта оксидной пленкой, возникающей естественным путем и являющейся защитным слоем. Хлор, присутствующий в воде, преобразует эту пленку в настоящую патину, которая обеспечивает трубе еще более высокую защиту. Это происходит только при общей жесткости водяного потока 1,42–3,1 мг/л с рН в пределах 6,0–9,0. В противном случае патина будет разрушаться, а это приведет к непрерывному ее восстановлению за счет расходования меди, что может существенно уменьшить срок эксплуатации трубопровода.
• В питьевом водоснабжении для соединения труб не допустимо использование свинцовых припоев (свинец является токсичным веществом).
• При монтаже медного трубопровода требуется проводить все операции так, чтобы не уменьшить срок службы системы с расчетных 50 лет. При сгибании труб не допустимы их заломы, так как это будет нарушать ламинарность потока воды. Нельзя допускать перекручивания трубы. В случае замятия правку проводят не более 1 раза.
• Заусенцы и образовавшийся после пайки грат подлежат удалению, так как способствуют возникновению турбулентных завихрений водяного потока с сопутствующей эрозией, что приведет к уменьшению срока службы медного трубопровода.
• Перегрев при пайке, особенно сильный, может привести к получению негерметичного соединения или потере прочности меди, вплоть до порыва.
• Флюс, используемый при пайке, должен быть обязательно удален промывкой, так как является агрессивным веществом и может способствовать коррозии трубы.
• Запрещено монтирование после медных труб по направлению водяного потока элементов из алюминия, цинка, стали для предотвращения коррозии последних. При несоблюдении этого условия требуется применение пассивных анодов (из магния, например).
• Переход с медной на трубу из других металлов рекомендуется осуществлять через латунные, бронзовые или из нержавеющей стали фитинги во избежание быстротечной коррозии последних.

Несмотря на существующие ограничения по применению, на сегодняшний день медные трубы считаются наилучшим материалом для обустройства водопроводных систем.

5 Мифы и факты о медных трубах для водоснабжения

Водопроводные медные трубы наделили рядом недостатков из разряда мифов, что обусловлено конкурентной борьбой и недостаточной информированностью.

1. Большая стоимость медного трубопровода. Это представление сформировано благодаря агрессивной рекламе труб из пластика. Действительно, медные трубы дороже пластиковых в 2–3 раза, но фитинги из меди стоят в 30–50 раз меньше, чем из полимеров. Учитывая, что методы монтажа трубопровода могут использоваться одинаковые, то и затраты на установку систем из этих материалов приблизительно равны. В результате стоимость завершенного трубопровода находится в большой зависимости от топологии системы.

Так как в жилищном строительстве присутствуют непротяженные и разветвленные сети (с использованием большого количества фитингов), то расходы на медную систему сопоставимы или даже меньше затрат на пластиковую.

В случае протяженных и неразветвленных сетей (магистральных, например) пластиковые трубопроводы значительно дешевле. При применении дорогих, хороших пластиков, которые рассчитаны на большие уровни хлорирования, но отсутствуют на российском рынке, системы из полимеров будут заведомо дороже. Медный трубопровод можно монтировать без использования фитингов, что приводит к его удешевлению. А учитывая долговечность и высокую надежность систем из меди стоимость их эксплуатации на порядок ниже, чем пластиковых. В случае утилизации отслужившего медного трубопровода потраченные средства возвращаются.

2. Медь ядовита. Совершенно не обоснованное утверждение. Ядовиты только специальные соединения меди, производимые промышленностью (красители, медный купорос, другие) и не образующиеся естественным путем в трубопроводе. Окислы этого металла, составляющие в основном защитную пленку (патину) на его поверхности, не ядовиты. Наоборот, они и сама медь оказывают мягкое бактерицидное и бактериостатическое действие, что при использовании воды из такого трубопровода обеспечивает высокую инфекционную безопасность.

3. Хлор. Это вещество в чистом виде является очень сильным окислителем, запрещенном для транспортировки по медным трубам. Воздействие соединений хлора, в том числе используемых для обеззараживания воды, медь переносит совершенно безболезненно. Напротив, взаимодействие с этими веществами ускоряет процесс образования защитной паутины на поверхности меди. Поэтому в США во время технологической промывки нового трубопровода проводят гиперхлорирование, чтобы быстрее получить защитный слой.

«Проблемы с хлором» начались у меди с появлением на сантехническом рынке пластиковых труб. Это связано с тем, что даже соединения хлора, используемые для обеззараживания воды, оказывают достаточно пагубное влияние на большинство пластиков. А золотое правило успешного маркетинга, как известно, гласит: «Перекладывай свою вину на конкурента – пусть он оправдывается».

4. Блуждающие токи. Это токи, которые протекают в земле, когда ее используют в качестве проводящей среды. Они в таком случае приводят к коррозии предметов из металла, находящихся в земле. В этой связи блуждающие токи не имеют какого-либо отношения к медным трубопроводам, которые в основном являются внутренними.

Запрещено использование систем как из меди, так и из стали в качестве основного заземляющего электрода. Если точно соблюдать это правило, то никаких электрических проблем не возникнет (включая блуждающие токи). Заземление, работающее в аварийном режиме, пропускает только кратковременный ток, который не нанесет вреда трубопроводу. Проблемы возникают исключительно при нарушении основополагающих правил устройства и эксплуатации электроустановок.