Без чего невозможна система обогрева? техника, расчет и инструкции по монтажу труб отопления разных видов

Материалы для соединения меди

Весь технологический процесс пайки медных трубок газовой горелкой можно осуществить с помощью флюса и припоя для меди, а также как с применением фитингов, так и без них.

Флюс и паяльная паста

Флюс для пайки медных труб имеет огромное значение для образования качественного соединительного шва. Он может быть низкотемпературным с активностью до 450 ℃, и высокотемпературным — более 450 ℃.

Применение флюса необходимо в случае:

• качественной очистки поверхности соединяемых труб от окислов;
• защиты места соединения от кислорода, который содержится в воздухе;
• повышения сцепления припоя с поверхностью металла;
• улучшения процесса растекания припоя.

На сегодняшнее время существуют следующие разновидности флюсов:

• активированные;
• кислотные;
• некислотные;
• антикоррозийные.

Виды припоев

Соединение меди и её сплавов можно производить как низкотемпературной, так и высокотемпературной пайкой. Имеется множество мягких и твёрдых материалов, которые способны обеспечить идеальное крепление деталей из металла.

Применение припоев с низкой температурой плавления позволяет спаять детали в условиях, мало влияющих на прочность меди, но при этом соединительный шов имеет худшие механические параметры. Припои для высокотемпературного соединения увеличивают прочность места стыковки металлов, но требует определённых навыков, чтобы исключить пережог меди.

Существует большое количество бессвинцовых припоев, которые способны обеспечить довольно высокое качество стыковочных работ. В основном это сплавы олова (95—97%) с медью, сурьмой, висмутом, серебром, селеном. Лучшими свойствами обладают серебросодержащие припои. Широкое применение получили и трёхкомпонентные виды, в состав которых входит олово, медь и серебро. Использование оловянно-свинцовых припоев ограничено из-за вредности свинца.

Изготавливают твёрдые припои в виде профильных стержней, а мягкие — в виде проволоки диаметром 2—3 мм.

Соединительные фитинги

При отсутствии специального инструмента для качественной резки и расширения места соединения, применяются технологические медные переходники (фитинги), которые имеют строго регламентированный диаметр раструба.

При всём разнообразии видов таких деталей чаще используются три основных формы: углы — способствуют изменению направления трубопровода на 90 градусов, тройники — обеспечивают ответвление от трубы и муфты — служат для соединения двух труб.

Фитинги имеют довольно высокую стоимость, поэтому многие специалисты стараются обойтись без них, обрабатывая место стыковки специальными приспособлениями.

Существуют специальные фитинги с готовым припоем, который в виде валика размещён по краям детали. Запаять трубы таким фитингом очень просто нужно только соединить поверхности и нагреть их до температуры плавления припоя.

Маркировка и стоимость

Медные трубы выпускаются двух видов: мягкие и твердые. Для отопления чаще используют твердые. Форма выпуска – линейные отрезки по 2-5м длиной или бухты, в которых скручены отрезки по 5-10м.

Трубы из меди поставляются или отрезками или бухтами

Размеры. Обозначается наружный диаметр в миллиметрах (обычно отечественного производства или из стран СНГ) или дюймах (импортные), а через дробь или «х» ставится толщина стенки: 22х1 мм (22/1мм) – наружный диаметр 22мм, толщина стенки 1мм, значит внутренний диаметр, по которому и проектируются системы отопления, составит 21мм (22-1=21). Для разводки бытовой системы отопления волне достаточно толщины стенки 0,8-1мм.

Диаметр медных труб маркируют наружный, а через дробь ставят толщину стенки

Штуцера из котла обычно выходят или медные или латунные, но в каждом случае уточняйте и помните, что напрямую другие материалы соединять с медью нельзя. Для того чтобы не возникало химической реакции использовать придется латунные или бронзовые фитинги или переходники.

Есть еще трубы отожженные и неотожженные. Неотоженные трубы имеют большой запас прочности: они выдерживают давление до 450 Мпа, но не очень хорошо гнутся: могут растянуться только на 6%. Чтобы изменить характеристики их разогревают до высоких температур, затем охлаждают. Процесс называется отжигом, а изделия, которые после него получились, отоженными. Запас прочности стал меньше – до 22Мпа, но зато увеличена эластичность: растягиваться материал может на 50-60%. Также материал стал более устойчивым к перепадам температур, переносит без проблем ультрафиолет и почти нечувствителен к высокой влажности. Потому и применяется отожженная медь не только в отоплении, но и в двигателях и приводах автомобилей.

Один из примеров пайки медных труб

Стоимость медных труб для отопления высока. Можем сравнить:

• армированные полипропиленовые трубы диаметр 16мм — от 40 руб/м;
• металлопластиковые трубы диаметр 16мм – от 47 руб/м;
• неотожженные медные диаметр 10мм — от 280руб/м;
• отожженные медные диаметр 18мм – от 400руб/м.

Примерно та же картина будет и в фитингах: медные в разы дороже даже тех, которые используются в металлопластиковых системах. В качестве примера приведены не самые дорогие ППР и МП трубы, есть дороже, причем в разы, но и медные также не самые дорогие. Так что ориентировочно разницу вы представляете.

Инструкции по монтажу труб

Установка газопровода включает 3 этапа:

• проектирование;
• подготовка труб;
• монтаж.

В конце производится пробный запуск и проверка трубопровода на герметичность.

Разберем основные способы подготовки деталей для монтажа – гибку и резку, а также два популярных способа соединения труб – прессовку и пайку.

Как производится резка и гибка меди

Перед началом монтажных работ необходимо подготовить трубы. Редко встречаются полностью прямые газопроводы, чаще они состоят из комбинаций прямых и согнутых элементов. Это значит, что трубный материал нужно разрезать, а некоторые детали – аккуратно согнуть под заданным углом, 90° или тупым.

Для резки можно использовать ножовку по металлу, дисковую электропилу, но наиболее приемлемым инструментом считается труборез.

Труборезы отличаются тем, что делают идеально ровный рез перпендикулярно направлению трубы. Резка производится быстро и аккуратно, а ровный край заготовки не требует дополнительной обработки

В процессе резки следите, чтобы труба не деформировалась – любые выпуклости, трещины или вмятины создадут угрозу герметичности газопровода.

Гибку можно проводить холодным и горячим способом. Первый используют для тонких труб, чаще применяемых в быту, диаметром до 22 мм. Горячий способ применяют для изделий с большим диаметром. Трубу нагревают, заполнив место сгиба песком. Это необходимо, чтобы не было заломов.

Для холодной гибки применяют трубогибы – специальные станки. В быту используют пружинные приспособления, в которые сначала вставляют тонкие трубы, а затем их аккуратно сгибают

Для нагрева опытные мастера используют горелку, ацетилено-кислородную или ацетилено-воздушную. Рабочая температура – от +650°С. Готовность меди определяют по оттенку: как только она становится темно-красного цвета, можно гнуть. Процедуру проводят быстро, но аккуратно.

Способы соединения: опрессовка и пайка

Если есть время, отработанные навыки и опыт, можно попробовать спаять трубы из меди самостоятельно. Этот способ более длительный, чем опрессовка, но относится к недорогим и надежным.

Производить пайку следует в определенных условиях: в проветриваемом помещении, при температуре от -10°С до +40°С, а лучше – при комнатной

Порядок действий:

1. Подготовка деталей: нарезка и гибка труб, при необходимости – развальцовка и калибровка.
2. Зачистка концов соединяемых отрезков, устранение любых дефектов.
3. Вставка конца одной трубы в расширенный конец другой.
4. Прогревание участка пайки до температуры плавления припоя.
5. Подача припоя в зазор между двумя деталями.
6. Охлаждение зоны пайки и зачистка соединения до блеска.

После выполнения пайки производят диагностику. Тестирование на герметичтость системы проводит специальная комиссия.

Соединение с использованием пресс-фитингов – надежный современный метод, главным преимуществом которого является быстрая скорость сборки газопровода.

Инструкция по соединению элементов трубопровода прессовкой:

Если рука набита, то при сборке небольшого фрагмента сначала соединяют несколько элементов с фитингами, а затем одним заходом опрессовывают их. Рекомендуется собирать внутридомовую газовую систему по частям – сначала отдельно сложные участки с большим количеством согнутых элементов, а затем уже их между собой.

В соединения медных труб используются также цанговые (обжимные) фитинги, которые практически не применяют в сборке газовых магистралей из-за не слишком высокой надежности разборного узла. Самыми надежными признаны соединения, сформированные пайкой.

Однако для реализации пайки медных труб нужен опыт и соответствующий инструмент: паяльная лампа для низкотемпературного соединения, пропановая или ацетиленовая горелка для высокотемпературного.

Особенности использования обжимных фитингов

Фитинги используются при сборке трубопроводов для создания надежных соединений, которые можно эксплуатировать долгое время без ремонта.

При покупке нужно учитывать вес детали: чем больше этот показатель, тем лучше качество изделия и дольше срок его службы

Следует обращать внимание на производителей, стараться покупать продукцию известных марок

Для изготовления фитинговых изделий применяются различные материалы:

• полимеры;
• сталь;
• медь;
• латунь.

При монтаже трубопроводов из меди лучше всего использовать латунные изделия, имеющие оптимальное соотношение цены и качества. Для повышения антикоррозионных свойств их часто покрывают хромом.

Устройство

Обжимной компрессионный фитинг состоит из трех частей:

• корпус изделия;
• обжимная гайка;
• обжимное кольцо.

В корпус изделия вставляется до упора соответствующим образом подготовленная медная труба. Гайка производит механический обжим соединения. Ее не следует закручивать как стальную, то есть с сильным натягом, во избежание срыва резьбы.

Обжимное кольцо служит для уплотнения соединения, усиливает его герметичность при воздействии внутреннего давления системы. Обычно устанавливается одно кольцо, в некоторых случаях возможен монтаж двух.

Преимущества

Для работы с обжимными соединениями не требуется дорогостоящих инструментов: газовой горелки или сварочного аппарата. Такие монтажные работы, причем в самых труднодоступных местах, может произвести своими руками любой человек без помощника.

Необходимые инструменты:

• резак по металлу;
• калибратор для правки отверстий после обрезки;
• набор гаечных ключей.

Правильно исполненное соединение медных труб обжимными фитингами прослужит очень долго, в течение нескольких десятков лет.

Недостатки

При использовании разъемных соединений возникают некоторые трудности. Все резьбовые элементы через определенные периоды эксплуатации нуждаются в подтяжке, и поэтому их нельзя бетонировать, использовать за гипсокартонными плитами и т. д. Поэтому разъемные соединения уступают по надежности паяным. По этой причине их не используют в сетях с высоким внутренним давлением.

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.

https://youtube.com/watch?v=N9QwpYEQpUw

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 необходимо следить за температурой их нагрева, так как перегрев может привести к снижению прочности материала и его разрыву в месте соединения.
• После 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.

Особенности медных фитингов под пайку

Одним из простых и наиболее прочных соединений трубопроводов из медных комплектующих является пайка.

В отличие от полимерных изделий медные фитинги, как и трубы, считаются вечными по сроку эксплуатации, они служат не менее века, не портятся под солнцем, не плавятся от высокой температуры и не трескаются на морозе, поэтому применяются там, где к герметичности и прочности трубопроводных магистралей предъявляются повышенные требования.

Популярность медных фитингов обусловлена особенными характеристиками металла:

• медь — известных антисептик, который предохраняет трубы от развития бактерий и грибков;
• монтаж коммуникаций, состоящих из медных комплектующих, проще, чем соединение трубопроводных систем из чугуна и стали;
• повредить медные трубы или фитинги можно, только под давлением более 200 атм, но такого давления в коммуникационных системах просто не может быть.

Сборка трубопровода при помощи фитингов

Соединение медных труб при помощи фитингов производится исключительно в местах, доступных для проведения контроля. Это правило обуславливается тем, что соединение получается не полностью герметичным и с течением времени могут образовываться протечки.

Преимуществом резьбового соединения является то, что в случае необходимости можно произвести ремонт без дополнительных усилий, так как полученное соединение получается разъемным.

Инструменты и материалы

Для сборки трубопровода потребуются следующие материалы и инструмент:

• медные трубы подходящего диаметра;
• соединительные обжимные или пресс-фитинги;

Специальные устройства для сборки трубопровода

Виды и количество фитингов подбирается в соответствии со схемой трубопровода.

• труборез или ножовка по металлу;
• трубогиб для медных труб. Устройство используется для организации трубопровода с меньшим количеством соединений, что повышает прочность системы;
• напильник для обработки труб после резки (перед соединением). Дополнительно можно использовать мелкую наждачную бумагу;
• ФУМ-лента для герметизации резьбы. Кроме ФУМ-ленты можно также использовать льняную нить, нить Тангит Унилок или любой иной герметизирующий материал;
• гаечный ключ.

Инструкция по сборке

Сборка медного трубопровода своими руками при помощи фитингов производится следующим способом:

1. нарезка труб для трубопровода. Длина каждой трубы должна полностью соответствовать составленной в процессе разработки системы схеме;
2. удаление изоляционного слоя. Если для обустраиваемой системы трубопровода какого-либо назначения используются трубы с изоляцией, то для прочного соединения утепляющий слой удаляется. Для этого ножом прорезается нужный участок и производится зачистка трубы;
3. обрезанный край обрабатывается напильником, наждачной бумагой до получения ровной поверхности. Если на конце трубы останутся заусенцы, выбоины или иные неровности, то соединение получится менее герметичным;

Зачистка трубы перед соединением с фитингом

1. при необходимости производится гибка труб;
2. на подготовленную трубу надевается накидная гайка и обжимное кольцо;

Установка элементов фитинга для соединения

1. труба соединяется с фитингом. Первоначально затяжка производится руками, а затем гаечным ключом. В процессе затяжки обжимное кольцо полностью герметизирует соединение, что исключает необходимость применения дополнительных герметиков. Однако при соединении медной трубы с трубой или фитингом, изготовленным из иного материала, требуется дополнительная герметизация ФУМ-лентой.

Фиксация фитинга

Важно не перетянуть резьбу, так как мягкая медь легко деформируется

Сферы применения медных труб

Монтаж медных труб в отопительных системах возможен благодаря их высокой стойкости в условиях работы с высокотемпературными жидкостями. Особенно это свойство актуально при однотрубной схеме отопления, в которой для обеспечения температуры теплоносителя в последнем радиаторе около 70ºС необходимо, чтобы в первом она была равна примерно 120ºС

Соединение труб обжимными фитингами не дает абсолютную гарантию надежности и требует постоянного контроля в процессе эксплуатации.

Максимальная температура, которую выдерживают полимеры, используемые в системах отопления, не превышает 95ºС, а по медным трубам могут транспортироваться среды температурой до 300ºС. Важным свойством трубопровода из этого металла является его способность выдерживать давление 200-400 атм, при этом паяное соединение медных труб, выполненное своими руками, остается герметичным.
В то же время металлопластиковые изделия могут выдерживать, в среднем, давление в 6 атм при возможном рабочем давлении в системе 6 — 8 атм. Трубы отопления из мягкой меди легко переносят 3-4 цикла замораживания-размораживания.

Благодаря своим антибактериальным свойствам медь способна противостоять инфильтрации загрязнений в городских водоснабжающих сетях. Сантехническая медь обладает стойкостью к воздействию хлора. Более того, хлор, являясь сильным окислителем, способствует образованию на меди защитной оксидной пленки, которая продлевает срок службы трубопровода. Однако следует помнить, что скрытая прокладка медных труб своими руками может осуществляться только при наличии на трубах полимерной оболочки, которая предохраняет медь от блуждающих токов.

Медные трубы универсальны: помимо систем водоснабжения и отопления, их применяют для передачи газов, хладагентов в холодильных системах, используют в системах кондиционирования.