Rury instalacyjne miedziane wykonuje się jako ciągnione bez szwu ze stopu miedzi odtlenionej fosforem o zawartości czystej miedzi minimum 99,9% i pozostałości fosforu w granicach 0,015-0,04%.

Rury miedziane produkuje się w trzech stanach kwalifikacyjnych różniących się twardością, a zatem własnościami mechanicznymi i użytkowymi. Do wykonywania instalacji stosuje się rury w stanie twardym w zakresie średnic DN 15-167 mm. Łączenie rur miedzianych odbywa się za pomocą lutowania miękkiego, lutowania twardego, złączek rozłącznych i zaciskania.

Złącza z lutem miękkim

Lutowanie oparte jest o proces zasysania kapilarnego i jest funkcją wielkości szczeliny między bosym końcem rury a kielichem kształtki. Dlatego tak ważne jest, by wymiary te były zachowane i brak było wszelkich zanieczyszczeń w szczelinie kapilarnej.

Lutowanie miękkie zdefiniowane jest jako proces łączenia przy temperaturze poniżej 350oC, przy zastosowaniu spoiwa (lutu), którego punkt topnienia jest niższy od jest niemetalu łączonego. Wytrzymałość takiego połączenia zależy wyłącznie od wytrzymałości spoiwa na ścinanie. Wybór spoiwa zależy od przeznaczenia instalacji. W instalacjach wody pitnej są to głównie wymagania higieniczne. W innych instalacjach niż wody pitnej przyjęto te same spoiwa, by uprościć i ograniczyć do minimum możliwość pomyłki.

Oprócz lutu w trakcie wykonywania tego połączenia stosuje się topnik. Spełnia on w procesie lutowania miękkiego rolę ochronną – ma zabezpieczać łączone powierzchnie przed utlenieniem wskutek podgrzania i zapewniać dobrą zwilżalność powierzchni stopionych spoiwem. Ponieważ topnik narusza powierzchnię elementów miedzianych (korozja), nakłada się go tuż przed lutowaniem. Dlatego ważne jest, by topnik był nakładany na długości nie większej niż głębokość kielicha i tylko na bosym końcu rury.

Normalizacji topników dokonano w Niemczech i te zalecenia przyjęto w całej Europie. Dla instalacji wody pitnej zaleca się stosowanie topników F-SW 21; F-SW 22; F-SW 25. Dwa pierwsze zawierają chlorek cynku i ewentualnie inne chlorki metali jako środki czynne (sole topnikowe). Nośnikiem są tłuszcze rozpuszczalne i dyspergujące w wodzie. Dla uproszczenia procesu lutowania miękkiego wprowadzono pasty i dyspersje lutownicze. Są to mieszaniny topnika ze sproszkowanym lutem miękkim (minimum 60% wagowo).

Oprócz połączeń lutowanych stosujemy połączenia kapilarne. Wymiary łączników do tych połączeń są ściśle określone, gdyż mają podstawowe znaczenie dla wykonania połączenia. Normatywne wymiary łączników dotyczą:

* średnicy wewnętrznej i długości kielichów,

* średnicy zewnętrznej bosych końcówek oraz ich długości.

Długość końcówki powiększa się, gdy nominalna jej średnica jest mniejsza od nominalnej średnicy tego samego łącznika.

Lutowanie twarde

Jest to proces podobny do lutowania miękkiego, przy czym temperatura wynosi powyżej 350oC. Spoiwa do lutowania twardego, podobnie jak luty miękkie, są najczęściej w postaci drutów lub ciężkich prętów.

Przy złączkach typu miedź-mosiądz miedź-brąz stosowanie topnika jest konieczne. Spoiwa te nie mogą być stosowane w złączach wszystkich instalacji gazowych oraz oleju opałowego. Dopuszczalne ciśnienie wewnętrzne medium dla złączy z lutem twardym przyjmuje się na tym samym poziomie, co dla lutów miękkich. Topniki muszą znosić wyższe temperatury, dlatego ich skład jest inny niż topniki stosowane przy lutowaniu miękkim. Topnik F-SH 1 według DIN oraz polski odpowiednik F-47A sporządzone są w postaci rzadkiej pasty na bazie fluorowo-borowej.

Przebieg operacji lutowania twardego jest identyczny jak w lutowaniu miękkim. Do lutowania twardego stosuje się palniki acetylenowo-tlenowe z końcówką do lutowania (lepszy rozkład ciepła) lub z końcówką do spawania, albo palniki acetylenowo-powietrzne. Przy mniejszej średnicy poniżej 20 mm możliwe jest stosowanie palnika na propan-butan-powietrze. W trakcie lutowania twardego należy do lutowania złączki dostarczyć dużą ilość ciepła, co wymaga znacznej wprawy. Jakość połączeń zależy w znacznym stopniu od wprawy instalatora, trzeba zwłaszcza zwracać uwagę, by nie następowało miejscowe przegrzanie złącza. Może to bowiem doprowadzić do korozji po dłuższym okresie eksploatacji.

Korozja równomierna przebiegająca na całej wewnętrznej powierzchni przewodu nie zagraża trwałości instalacji wodnej. Zagrożenie dla niej stanowi korozja wżerowa oraz erozyjna, na której pojawienie i przebieg mają wpływ: własności materiału, jakość wody, sposób wykonania instalacji i warunki jej eksploatacji. Spełnienie wymagań w powyższym zakresie daje gwarancję trwałości instalacji. Na zapoczątkowanie i rozwój korozji wżerowej mają wpływ te czynniki, które utrudniają tworzenie się warstewki tlenowej na wewnętrznej powierzchni rur (łączników) lub powodują jej uszkodzenie. Do czynników tych z punktu wykonania i rodzaju połączeń należą:

* podwyższenie temperatury ścianki rury (łącznika) powyżej 400oC, które powoduje defekty warstewki tlenowej miedzi. Dlatego też zalecane jest najszersze stosowanie lutowania miękkiego (do średnicy 28 m), rezygnowanie z gięcia rur na gorąco, wyżarzanie przy kielichowaniu;

* wycieki topnika do lutowania miękkiego na wewnętrzną powierzchnię przewodu (korozja przebiega na granicy pasm topnika);

* cząstki stałe instalacji, których obecność spowodowana jest nieprawidłowościami w wykonaniu i eksploatacji (obecność wiórów, rdzy, zgorzeliny, piasku) lub w wyniku osadów pochodzących z przewodu zasilającego. Miedź jest szczególnie podatnym materiałem na korozję erozyjną, dlatego też istotna jest właściwa prędkość przepływu wody, a także ograniczenie do minimum zakłóceń przepływu w wyniku np.: przewężeń, nadlewów lutowniczych, niewłaściwie wykonanych odgałęzień i innych.

Należy zaznaczyć, że we wszystkich instalacjach z rur miedzianych połączenia rozłączne powinny być stosowane tylko w przyłączach do armatury i urządzeń oraz do łączenia rur miedzianych z rurami z innych tworzyw.

Niedopuszczalne jest:

* stosowanie złącz zaciskowych z pierścieniem zacinającym w instalacjach wodociągowych i gazowych;

* wywijanie krawędzi rury miedzianej dla tworzenia złącza kołnierzowego.

Najbardziej rozpowszechnione są palniki na propan-butan. Kontrola wypełnienia lutem złącza polega na obserwacji krawędzi kielicha. Pojawienie się lutu na krawędzi kielicha sygnalizuje wypełnienie kielicha.

Wizualna ocena wykonania połączenia polega na sprawdzeniu współosiowości, wypływki spoiwa oraz obecności resztek topnika. Szczelność połączeń sprawdza się poprzez próbę ciśnienia z zastosowaniem zasad i przepisów jak dla instalacji tradycyjnych.

Złączki

Do łączenia rur miedzianych wykorzystuje się gotowe złączki fabryczne oraz łączniki gwintowane z mufką do lutowania. Alternatywnym sposobem łączenia rur miedzianych jest ich kielichowanie, które umożliwia łączenie dwóch rur miedzianych bez użycia fabrycznie wykonanych złączek dwukielichowych. Ogólnie kielichy winny być cylindryczne, współosiowe, a szczelina we wsunięciu rury powinna być mniejsza niż 0,02 mm. Nie może też przekraczać 0,3 mm przy średnicach do 54 mm oraz 0,4 mm przy średnicach powyżej 54 mm. Warunki te zapewniają powstanie złącza kapilarnego. Kielichowanie wykonuje się za pomocą odpowiednich narzędzi, zapewniających spełnienie powyższych wymagań. Kielichowanie rur miękkich odbywa się bez wstępnego grzania, natomiast rury twarde należy poddać wyżarzaniu zmiękczającemu. Należy unikać stosowania wszelkiego rodzaju smarów podczas kielichowania.

Zmianę kierunku instalacji możemy wykonać przy pomocy fabrycznych łączników lub gięcia rur, które umożliwia obniżenie kosztów instalacji. Podatność na gięcie jest różna dla rur miękkich i twardych i zależy od średnicy rur.

Gięcie

* Ręczne bez narzędzi

Stosowane jest do rur w stanie miękkim (rekrystalizowanym), tzn. do średnicy 22 mm. Promień gięcia na zimno uzyskiwany w ten sposób wynosi od 6 do 8 średnic zewnętrznych rury. Przy próbie gięcia mniejszym promieniem często występuje złamanie rury. Zaletą ręcznego gięcia jest szybkość oraz możliwość korygowania kształtu, zaś wadą jest niepowtarzalność.

* Przy użyciu narzędzi

Rury o większych średnicach powyżej 20 mm można giąć na gorąco lub na zimno po uprzednim wyżarzeniu zmiękczającym. Przy gięciu na gorąco wypełniamy rurę suchym piaskiem i gniemy giętarką. Drugi sposób wymaga użycia specjalnej giętarki z tzw. wleczonym rdzeniem, kalibrującym przekrój rury. Promień gięcia przy obydwu metodach wynosi 4-5 średnic zewnętrznych rury.

Trójniki

Trójniki jako odgałęzienia instalacji są dość drogie. Można je zastąpić, stosując tak zwane wyoblenie bocznika dla rur o różnej średnicy. Dozwolone jest ono według norm europejskich tylko w instalacjach zimnej i ciepłej wody oraz grzewczych. Wyoblenie wykonujemy tylko wtedy, gdy średnica odgałęzienia jest mniejsza niż średnica przelotu. W każdym przypadku złącza w odgałęzieniu powinny być wykonane lutem twardym.

Kształtki z uszczelkami elastomerowymi

System tych kształtek znalazł zastosowanie do łączenia rur miedzianych. Sposób łączenia opiera się na zaciśnięciu nasuniętej kształtki na bosym końcu rury przy pomocy elektronarzędzia ze specjalną głowicą. Szczęki głowicy, zaciskając się, wykonują dwa rzędy wgnieceń regularnie rozmieszczonych po obu stronach uszczelki.

Złączki wykonane są z miedzi, mosiądzu i brązu z uszczelką elastomerową umieszczoną w rowku w kielichu. Wykonanie połączenia polega na wsunięciu rury do oporu i zaciśnięciu za pomocą zaciskarki elektrycznej z odpowiednią głowicą. Głowice produkowane są w rozmiarach odpowiednich dla danej średnicy.

Złączki rozłączne

Stosuje się je do połączeń rur miedzianych w instalacjach grzewczych i sanitarnych. Złączki Fast nadają się do demontażu i powtórnego użycia, gdyż żaden z elementów tych złączek nie ulega trwałemu odkształceniu. Korpus złączki, nakrętki, pierścień i podkładka wykonane są z mosiądzu, a uszczelka z nitrylu. Szczelność połączenia zapewniana jest przez uszczelkę typu o-ring. Należy uważać, by jej nie uszkodzić. Wykonanie połączenia polega na założeniu w odpowiedniej kolejności na bosy koniec rury elementów kształtki i skręceniu ich kluczem.

Wskazania dotyczące prowadzenia przewodów miedzianych, wynikające głównie z ich dużego współczynnika rozszerzalności cieplnej, są następujące:

* przy układaniu przewodów na wierzchu ścian należy zwrócić szczególną uwagę na wyznaczenie trasy prowadzenia przewodu, określenie ilości, położenia i konstrukcji uchwytów przesuwnych i stałych oraz kompensatorów;

* przewody układane pod tynkiem powinny być na całej długości owinięte elastyczną otuliną umożliwiającą ich termiczne ruchy;

* przewody układane w bruzdach powinny być zabezpieczone przed tarciem o ich ścianki przez owinięcie otuliną;

* przy prowadzeniu przewodów pionowych w kanałach instalacyjnych należy zwrócić szczególną uwagę na właściwe mocowanie przewodów oraz prawidłowe wykonanie i wbudowanie kompensatorów;

* wszystkie przejścia przewodów przez przegrody budowlane (ściany, stropy) wykonuje się w tulejach ochronnych umożliwiających swobodne przemieszczanie przewodu w przegrodzie.

Bez lutowania

Trwałość i szczelność instalacji w systemie zaciskowym uzyskiwana jest dzięki łączeniu kształtek i rur na zimno. Ta technologia łączenia nie wymaga stosowania otwartego płomienia niezbędnego w procesie lutowania lub spawania. Dzięki temu podczas modernizacji lub naprawy instalacji nie ma potrzeby zapewnienia dodatkowych środków ochrony.

dr inż. Florian Grzegorz Piechurski

Fot. z arch. Viega.

Prenumerata Magazynu Instalatora

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *

Ta strona korzysta z ciasteczek (cookies) Więcej informacji

Ustawienia plików cookie na tej stronie są włączone na "zezwalaj na pliki cookie", aby umożliwić najlepszy z możliwych sposób przeglądania. Jeśli w dalszym ciągu chcesz korzystać z tej strony, bez zmiany ustawienia plików cookie lub kliknięciu przycisku "Akceptuję", a następnie użytkownik wyraża zgodę na to.

Zamknij