Медные трубы для отопления: виды, специфика маркировки + особенности применения

Преимущества и недостатки труб из меди

Физические характеристики меди в симбиозе со способами производства предопределяют эксплуатационные особенности медного трубопроката, который устойчив к:

• Коррозии, что не только продлевает период жизни трубопровода, но и не оказывает негативного влияния на работу сантехнические приборы.
• Температурным перепадам при сохранении целостности линейных параметров.
• Гидроударам. Рабочее давление контура – от 100 до 450 атмосфер.
• Вибрации, благодаря чему медные трубопроводы активно используются в сейсмически нестабильных регионах, в том числе для обустройства газовой разводки.
• УФ-лучам (в отличие от термопластичных полимеров, разрушающихся под действием ультрафиолета). Окрашивание медного трубопровода проводится исключительно с целью его адаптации под конкретный интерьер.

Также к достоинствам труб из меди относятся:

• Широкий диапазон рабочих температур – от -200⁰С до 350⁰С (зависит от метода изготовления труб и типа соединения трубопровода).
• Абсолютно гладкая поверхность, которая препятствует образованию внутри контура наростов органического и неорганического происхождения, не снижая пропускную способность при эксплуатации, а также минимизирует трение внутри контура, что позволяет использовать трубы меньшего диаметра без потери в эффективности работы системы.
• Пластичность – гарантия устойчивости к разрыву. Коэффициент относительного удлинения (расширения) – 10-40%.
• Пластичность также облегчает монтажные работы. Трубы легко гнутся в любом направлении при помощи обычного ручного инструмента, что является неоспоримым преимуществом при создании сложноконтурных магистралей.
• При всей мягкости медная арматура превосходно держит заданную конфигурацию, чем не могут похвастаться большинство пластиковых труб.
• Меньший вес в сравнении со стальными и чугунными аналогами облегчает транспортировку, монтаж и минимизирует нагрузку на строение.
• Химическая нейтральность к солям, формальдегидам, метанолу, ряду кислот с уровнем рН не более 9 препятствует разрушению меди. Отсутствие реакции с хлором, содержащимся в водопроводной воде, не провоцирует образование вредных для человека оксидов.
• Бактерицидные свойства меди способствуют частичному обеззараживанию воды. В медных трубопроводах не только не размножаются микроорганизмы, но и погибают бактерии золотистого стафилококка и вирус гриппа группы А.
• Низкий индекс электростатичности предотвращает образование искр, что значит, что медную арматуру можно безопасно использовать в сфере огнеопасного и взрывоопасного производства.

Из недостатков следует отметить:

• Высокая стоимость, которая, впрочем, окупается длительным периодом эксплуатации.
• Повышенный коэффициент теплопроводности с одной стороны повышает КПД отопительного контура, и это несомненный плюс. С другой, трубы рискуют нагреться до такой степени, что, прикоснувшись к ним, можно получить ожог. Проблема решается за счёт использования труб в ПВХ- или ПЭ-оплётке.
• На трубах ХВС возможно образование конденсата. Проблема решается аналогично предыдущему пункту.
• Высокая электропроводимость. Однако риск поражения током нейтрализуется установкой заземления.

Преимущества

Преимущества:

1. Легко переносят нагревание в несколько сотен градусов (только при температуре в 6000 градусов происходит «отжиг», и труба начинает терять свою прочность, приобретая пластичность).
2. Способны выдерживать давление до 30 атмосфер и более.
3. Благодаря своей пластичности, не разрушаются, если внутри замерзает вода.
4. Медь обладает антикоррозийным свойством, а также не реагирует на ультрафиолетовое излучение и активные химические вещества, что увеличивает срок службы трубы до 50 лет и более.
5. Не допускают диффузии воздуха в теплоноситель через стенки.
6. Медь спокойно можно использовать на выходе из теплогенератора, ведь она, по сравнению с полимерами, имеет низкий коэффициент температурного расширения (максимум 1,5 мм на погонный метр при 900 градусах).
7. Внутренняя поверхность имеет меньшую шероховатость, по сравнению со стальными (но не с полимерными), что значительно снижает гидравлическое сопротивление в системе, поэтому можно применять менее мощные насосы. По причине отсутствия шероховатостей, внутри трубы не накапливаются ненужные отложения.
8. Из-за тонких стенок и фитингов проходное сечение в местах соединения остается неизменным, поэтому гидравлические характеристики трубопровода не ухудшаются. Вся система получается легкой и компактной. Только наружный диаметр внутреннего сечения намного больше, нежели стальной или полимерной.
9. Медь безопасна для человека. Она обладает мягкими антибактериальными свойствами.
10. Это красивый материал, который не испортит вид помещения.

Способы производства коммуникаций

ГОСТ определяет 2 технологические операции по получению медной трубы:

• прокат;
• прессование (предполагается последующая сварка стыков).

Для производства круглых труб подходят оба метода. Изделия с квадратным сечением изготавливаются преимущественно прессованием. Прокатные трубы предполагают использование метода холодного деформирования. Без предварительного нагревания пластичный металл – медь – можно прокатать между двумя вальцами. На прокатный стан просто надевается заготовка – гильза. Она и выкатывается до необходимого диаметра.

На этапе финальной обработки коммуникации делятся на неотожженные трубы и подвергнутые отжигу изделия. Первый тип прочнее, чем термически обработанные аналоги, поскольку при прокате произошло уплотнение материала путем деформации кристаллической решетки.

Прессованные изделия производятся из меди в листах на специальных станках. Из каждого листа вырубается мерная заготовка, которая подается на формовочные прессовые вальцы. После придания необходимой формы заваривается стыковочный шов.

На последнем этапе сварная труба пропускается сквозь калибровочные вальцы, которые выравнивают профиль изделия, а также исправляют продольную деформацию.

Медные трубы поставляются в бухтах или прямых отрезках — это зависит от их диаметра

Особенности медного проката

Для трубопроводов водоснабжения и отопления используют бесшовные изделия, изготовленные по трем технологиям:

• Холодная прокатка. Металл подвергается пластичному деформированию во время прохода через вращающиеся валки; температура процесса на 30% ниже температуры плавления меди. Отверстие получают способом прошивки заготовки при обработке, с последующей калибровкой до нужного размера.
• Холодное волочение. Способ позволяет получить изделие с высокой точностью в размере (по толщине). Заготовку протягивают через волочильное кольцо, после чего она вытягивается и приобретает необходимые параметры.
• Горячее прессование. Обработка меди происходит при высоких температурах и давлении, в закрытой пресс-форме. Трубный прокат получается методом экструзии (выдавливания через отверстие).

В результате на строительный рынок поступают медные трубы для отопления и водоснабжения следующего вида:

• Неотожженные (в отрезках), длиной от 1 до 6 м (с шагом в полметра).
• Отожженные. Трубы мелких сечений скатаны в бухты длиной от 10 до 50 м.

Медный прокат разного диаметраИсточник indclimat.ru

Маркировка медных труб основана на внутреннем диаметре. Для обозначения используются дюймы (в одном дюйме 25,4 мм), возможны следующие размеры:

• Диаметр варьируется от 6 до 350 мм.
• Толщина стенки зависит от диаметра и меняется в пределах от 0,5 мм до 3 мм.

На выходе производства, после формовки, штамповки или прокатки металла, получается неотожженная медная труба. Она характеризуется высокой прочностью, но плохой пластичностью; согнуть такое изделие при монтаже практически невозможно.

Благодаря отжигу медь становится пластичной. Процесс заключается в термической обработке, когда температура поднимается до +550-650°C, а затем прокат медленно остывает. В результате прочность на разрыв несколько уменьшается, но остается достаточной, чтобы с запасом выдерживать давление в системе водопровода. Зато отожженный металл приобретает ценные дополнительные качества:

• Становится более пластичным. Во время испытаний на разрыв отожженный прокат удлиняется в полтора раза, перед тем как порваться.
• Становится удобным для монтажных работ. Отожженные трубы гнутся и легко стыкуются.

Фитинги для медных трубИсточник siteapi.org

Интересно, что у трубного проката из меди стенка тоньше, чем у аналогичного стального. Поэтому при одинаковом наружном диаметре внутренний диаметр медных изделий больше, но они рассчитаны на такое же рабочее давление среды.

В производстве используется чистая медь (не менее 99,7%). Доля примесей не превышает 0,3%, но они способны оказать влияние на эксплуатационные характеристики труб. Добавки изменяют свойства металла следующим образом:

• Добавление железа, цинка, олова и свинца повышает такие важные механические свойства, как прочность, упругость, пластичность, податливость к обработке.
• Добавление серы, алюминия, сурьмы изменяет значение коэффициента теплопроводности.
• Фосфор повышает стойкость меди к коррозии. Марганец нейтрализует воздействие нежелательных примесей.
• Сочетание алюминия и бериллия увеличивает механическую стойкость и стойкость к износу.

Внутренняя разводка системы водоснабженияИсточник сантехсоюз.рф

Особенности отопления из медных труб

Для создания отопительных систем применяются трубы из меди исключительно круглого сечения. Хотя производители еще изготавливают прокат с прямоугольным и квадратным профилем. Изделия также выпускаются в толстостенном и тонкостенном исполнении.

Первый вариант трубной продукции производится с толщиной стенки от 0,8 мм до 10 мм при помощи сварки и бесшовного метода. У второго этот параметр равен 0,15-0,7 мм. При установке отопления медными трубами в основном применяется прокат, диаметр которого составляет минимум 3/8 дюйма. Независимо от размеров изделий системы отопления из меди имеют плюсы и минусы.

Преимущества

Медные элементы теплового контура здания эффективно обогревают строения с минимальными энергетическими затратами. Именно материал обеспечивает отопительным сетям существенные преимущества:

• Большой срок службы, превышающий 50 лет.
• Длительные временные периоды эксплуатации без ремонта и технического обслуживания.
• Высокая коррозионная устойчивость, потому что стенки трубопроводов не способны пропускать воздух.
• Способность выдерживать давление минимум в 30 атм.
• Устойчивость перед ультрафиолетом.
• Отсутствие взаимодействия с химическими элементами, в централизованной отопительной сети. При перемещении теплоносителя, в составе которого хлор. На внутренних медных поверхностях образуется тонкая защитная пленка, увеличивающая эксплуатацию.
• Минимальная вероятность накоплений отложений внутри трубопровода, так как его стенки не имеют явной шероховатости. Эта особенность также влияет на снижение гидравлического давления. Поэтому для создания теплового контура применяются трубопрокат меньшего диаметра и используются менее мощные насосные агрегаты.
• Не надо выполнять монтаж компенсаторов из-за небольшого коэффициента теплового расширения. Метровый отрезок трубопровода удлинится на 1 мм при увеличении температуры с 20⁰C до 90⁰C.
• Высокая степень экологической чистоты.
• Прекрасные антибактериальные свойства.
• Привлекательная внешняя поверхность, позволяющая использовать системы из медных труб в качестве дизайнерских элементов интерьеров.
• Небольшая масса благодаря минимальной толщине стенок медных труб. Метровый отрезок изделия диаметром 20 мм весит не более 0,6 кг. Небольшая толщина стенок повлияла также на увеличение внутреннего сечения. Оно больше по сравнению с аналогичными изделиями из других материалов.

Когда система создана из пластичных труб, то она способна выдерживать 6-кратное размораживание. Если же при ее монтаже использовались жесткие изделия, тогда сеть перенесет 3 цикла замерзания и оттаивания. 

Высокая теплопроводность металла позволяет устанавливать меньшее количество радиаторов, если монтаж трубопроводов выполняется открытым способом.

Монтаж отопления

Пластичность меди способствует снижению количества фитингов, потому что прокат можно согнуть на требуемый угол руками при использовании специального инструмента.

Недостатки

Система отопления из медных трубопроводов также имеет целый ряд недостатков:

• Вероятность появления коррозии на внешней поверхности.
• При монтаже в стенах и в других конструкциях требуется применять теплоизоляционные материалы, чтобы снизить потери тепла.
• На стенки трубопроводов могут негативно воздействовать блуждающие токи из-за высокой электропроводности материала.
• Большая вероятность образования электрохимической коррозии, если медный прокат соединяется с трубами из других материалов.
• Сложность монтажных работ особенно при использовании пайки.

Коррозия медиТеплоизоляция трубопровода

К трубопроводам из меди нужно бережно относиться и обеспечить для них защиту от механических воздействий. В противном случае изделия потеряют свою форму, потому что металл представляет собой мягкий материал.

Способ #2: соединение накатными канавками (Roll Groove)

Трубопроводы, создаваемые соединением с торцевыми выточками (накатными канавками), длительное время практиковались на устройстве спринклерных (оросительных) пожарных систем. Начиная с 1925 года, этот вполне надёжный метод соединения труб используется на стальных и железных магистралях отопления, вентиляции, кондиционирования воздуха и других систем.

Между тем, аналогичный способ механического соединения накатной канавкой также доступен для медных труб диаметром от 50 до 200 мм. Комплект для создания механического соединения накатной канавкой содержит:

• муфты,
• прокладки,
• разнообразные фитинги.

Система механического соединения накатными канавками предлагает практическую альтернативу пайке медных труб большего диаметра. Соответственно, способ накатной канавки не требует дополнительного нагрева (применения открытого пламени), как в случае пайки твёрдыми или мягкими припоями.

МЕХАНИЧЕСКИЙ

Накатная канавка на концевой части медной трубы – один из главных элементов способа соединения «накатными канавками». Измерением после наката определяется подходящий фитинг

Соединение способом накатных канавок основано на свойствах пластичности меди и повышенной прочности этого металла при холодной обработке. Конструкция предполагает уплотнение зажимной системы, для чего используется прокладка синтетического эластометра (EPDM — Ethylene Propylene Diene Methylene) и специально разработанный зажим. Ряд производителей по всему миру предлагают инструменты под создание соединений накатными канавками — прокладки, зажимы, фитинги.

ОБЖИМНОЙ

Разнообразные по размерам фитинги и рабочие зажимы с прокладками используются в конструкциях соединений, выполняемых методом «накатных канавок»

Подготовка и выполнение соединения накатной канавкой

Как и для других процессов соединения меди без пайки, правильная подготовка концевой части трубы имеет первичную значимость для создания прочного, герметичного шва. Правильный выбор инструмента соединения накатными канавками под каждый тип медной трубы также очевиден. Необходимо соблюдать рекомендации производителя для обеспечения безопасной, безаварийной подготовки таких видов соединений.

Таблица допустимых давлений и температур для этого типа соединений

Тип соединения	Диапазон давлений, кПа	Диапазон температур, ºC
Накатная канавка, D = 50,8 – 203,2 мм, тип K, L	0 — 2065	минус 35 / плюс 120 для K минус 30 / плюс 80 для L
Накатная канавка, D = 50,8 – 101,2 мм, D = 50,8 – 203,2 мм тип M	0 — 1725	минус 35 / плюс 120
0 — 1375	минус 30 / плюс 80

Пошаговый процесс сборки узла накатными канавками:

1. Отрезать по размеру концевые части медных труб точно перпендикулярно оси.
2. Удалить заусенцы после реза и снять фаску.
3. Накатить канавки нужных размеров, как того требует производитель фитингов.
4. Осмотреть фитинги, прокладки, зажимы, на отсутствие повреждений.
5. Смазать прокладки в соответствии с рекомендациями производителя.

Перед окончательной сборкой осмотреть зажимные поверхности на чистоту, на отсутствие строительного мусора. Собрать соединение в соответствии с рекомендациями производителя.

ДЛЯ МЕДНЫХ

Практически собранный фрагмент узла методом «накатной канавки». Эластичные прокладки зажимного кронштейна перед окончательной посадкой медных труб обрабатываются небольшим количеством смазки

Затягивать окончательно зажимные гайки следует, прилагая требуемый крутящий момент в соответствии с рекомендациями производителя. После затяжки винтов следует ещё раз осмотреть область зажима, чтобы убедиться в правильной сборке узла.

Тестирование законченной системы с накатными канавками

Испытание законченной системы трубопроводов допускается выполнять методом подачи в систему давления воздуха или воды. Также не исключается гидропневматический метод, когда применяется относительно высокое испытательное давление.

Однако следует учитывать – величина испытательного давления не должна превышать максимально допустимого рабочего давления, указанного производителем системы накатных канавок.

Каких видов бывают медные трубы

Если необходимо обустроить медный водопровод, то при выборе материала следует отталкиваться от нескольких параметров: каким методом он изготовлен, показатель прочности и пластичности, габаритные размеры. Трубная арматура сейчас широко распространена, поэтому полезным будет навык расшифровывания маркировки.

Что касается вопроса «сколько стоит», то в случае с медной арматурой цена зависит от многих факторов: технология производства, габариты, компания-производитель и так далее.

Средняя стоимость изделий:

• Для кондиционирования – от 100 рублей за метр;
• Для водопровода – от 215 рублей за трубу;
• Для отопления – от 260 рублей за метр.

Таблица стоимости

Способы изготовления

Отталкиваясь от ГОСТа, сейчас имеется два способа изготавливать медные трубы: холодный прокат и прессование со сваркой. Эксплуатационные характеристики продукции во многом зависят от технологии производства.

Прокат. Технология выглядит следующим образом: металлическая заготовка деформируется, проходя между вращающимися валами трубопрокатного станка. Обкатку делают пошагово – гильза разворачивается на 90 градусов с каждой подачей, благодаря чему обработка получается равномерной и на трубе не остаются продольные риски. «Прокатная» арматура позволяет создавать бесшовные конструкции (более прочные) с идеально точными параметрами по всей длине.

Холодная деформация как метод задействуется при необходимости создания водопроводной или отопительной трубы, испытывающей серьезные нагрузки изнутри в ходе эксплуатации. Финальная обработка может предполагать термовоздействие. Необходимо это для того, чтобы продукция оставалась эластичной.

У различных труб имеются свои особенности:

• Не отожженные – «жесткие» на изгиб, стойкие к механическим повреждениям и гидравлическим ударам (не более 450 МПа). С помощью такой арматуры собираются простые трубопроводы;
• Отожженные – характеризуются высокой пластичностью, но при этом увеличивается их стоимость.

Прессование. Для этого способа изготовления используется листовая медь –  заготовка в виде полотна размещается на прессовых формовочных вальцах оборудования. После получения необходимой формы стыковочный шов заваривается. На финишном этапе труба пропускается через калибровочные вальцы, что позволяет выровнять профиль и убрать продольные деформации.

Медный прокат

Степень пластичности

В зависимости от типа, трубы имеют разные механические свойства и область применения. По таким показателям как пластичность и прочность, медная арматура классифицируется на 3 категории:

• Твердый прокат, состоящий из не отожженных заготовок. Подходит, если нужно сделать водопровод для дома из медных труб для подачи жидкости под высоким давлением;
• Полутвердые – отличаются сбаралансированными характеристиками по таким показателям как прочность и эластичность. Изделие с наружным диаметром 3 мм и толщиной стенки 0.8 мм отличается относительным удлинением не более 10%. Аналогичного размера мягкий прокат имеет другой показатель – 38%;
• Мягкие – более эластичные образцы, поставляемые в бухтах. С их помощью монтируются инженерные сети с лучевым распределением подводов к оборудованию. При необходимости придания формы некрупной магистрали, сделать это можно собственными руками, не прибегая к помощи трубогиба.

Габаритные размеры

Размеры производимых медных труб бывают разнообразны. Определяется по внутреннему, наружному диаметру и толщине стенки. Такой материал как медь – податливый для обработки, поэтому создаются магистрали разных форм и размеров.

Новое постановление ГОСТа гласит, что габариты должны отображаться в дробном виде. В числителе указывают внешний диаметр, в знаменателе – толщину стенки. Рассмотрим пример трубы размером 15/1:

• Диаметр по внешней стороне – 15 мм;
• Внутреннее сечение – 14 мм;
• Толщина стенки – 1 мм.

Отечественные производители выпускают трубы различной длины, и диаметр здесь играет ключевую роль. Если сечение до 18 мм, то форма выпуска – 10-метровые бухты. Что касается более габаритных изделий, их изготавливают в виде отрезков длиной от 1.5 до 6 метров.

В водопроводных сетях, хоть и реже, но задействуется арматура, имеющая прямоугольное сечение. Технология производства здесь, как правило – прессование. Размеры бывают: диаметр – от 30 до 280 мм, толщина стенок – от 5 до 30 мм.

Вес у такой арматуры, например, как медная трубка, по сравнению с современной пластиковой продукцией, выше. Возьмем в качестве примера изделие длиной 5 метров, с внешним диаметром – 30 мм и толщиной стенки – 5 мм – его вес будет 17.4 кг.

В таблице представлены основные типоразмеры описываемой арматуры.

Таблица

Область применения

Сфера применения медной арматуры крайне широка. Прежде всего, это привычные всем системы холодного и горячего водоснабжения и водоотведения, газопроводы, сантехника и отопление, в том числе конвекторного типа и системы «тёплый пол». Кроме того трубы из меди активно используются в системах кондиционирования, теплообменниках газовых водонагревателей, охлаждающих контурах холодильников, топливных установках различного назначения (в автомобиле- , самолётов- и кораблестроении).

Эстетическая привлекательность медного трубопровода позволяет не прятать коммуникации внутри стен или за панелями. В свете этого медные трубки часто применяются в качестве кожуха для прокладки электропроводки, выполняя одновременно и роль изолятора и элемента декора.