Podstawa materiałowa i obowiązujące standardy
Rury miedziane produkowane są w postaci rur bez szwu z miedzi-odtlenionej fosforem, oznaczonej jako C12200 i określonej jako Cu-DHP, o zawartości miedzi wynoszącej co najmniej 99,90% i zawartości fosforu resztkowego w zakresie od 0,015% do 0,040%. Obowiązujące specyfikacje to ASTM B88 dla rur wodnych, EN 1057 dla wody i gazu w instalacjach sanitarnych i grzewczych oraz GB/T 18033 dla domowych rur miedzianych bez szwu. Rury ze stali węglowej są wykonane zgodnie z normą ASTM A106 dla wyrobów bez szwu i ASTM A53 dla produktów spawanych, zgodnie z GB/T 8163 dla mediów i API 5L dla rur przewodowych, przy zawartości węgla zwykle wynoszącej 0,30% lub poniżej. Obie rodziny różnią się nie tylko zawartością stopów, ale także sposobem ich korozji, sposobem łączenia oraz akceptowalnym zakresem ciśnienia i temperatury.
Przewodność cieplna i przenoszenie ciepła
Komercyjnie czysta rura miedziana ma moc od około 340 do 400 W/(mK), w zależności od stanu i poziomu odtleniania, podczas gdy stal węglowa ma od około 45 do 55 W/(mK), więc miedź przewodzi ciepło około osiem razy szybciej. Ta różnica wpływa na wybór miedzi na skraplacze, parowniki, absorbery słoneczne,-obwody klimatyzacyjne i chłodnicze, gdzie wymagana jest niewielka powierzchnia wymiany ciepła. Ta sama właściwość ma znaczenie również podczas montażu, ponieważ ciepło z palnika lutowniczego jest odprowadzane ze złącza znacznie szybciej niż w rurociągu stalowym, oraz podczas eksploatacji, ponieważ miedziana cewka szybko reaguje na zmiany obciążenia w pętli sterującej.
Zachowanie korozji i chemia wody
Miedź chroni się, tworząc cienką, przylegającą warstwę tlenku i węglanu i niezawodnie sprawdza się w wodzie pitnej, grzewczej i chłodzącej w zakresie pH typowym dla tych systemów. Folia jest wrażliwa na agresywne właściwości chemiczne wody: wysoka zawartość chlorków lub siarczanów, niskie pH, podwyższony poziom rozpuszczonego tlenu i utrzymująca się wysoka prędkość przepływu mogą uniemożliwić stabilizację folii, a erozja-pojawia się w miejscach przekroczenia ograniczeń prędkości, szczególnie na zakrętach i za złączkami. Stal węglowa w tej samej wodzie koroduje równomiernie, tworząc objętościowy tlenek, który jest usuwany i ponownie osadzany w dalszej części procesu, dlatego zwykle stosuje się ją z wewnętrznymi lub zewnętrznymi powłokami, inhibitorami lub ochroną katodową. Tam, gdzie te dwa materiały się spotykają, należy unikać bezpośredniego kontaktu, ponieważ miedź jest katodowa ze stalą i przyspiesza korozję stali na złączu.
Ciśnienie, temperatura i rozmiar koperty
Miedziane rury wodne produkowane są w typach K, L i M, które różnią się raczej grubością ścianki niż średnicą zewnętrzną, więc cieńsza ścianka zapewnia większy otwór wewnętrzny i niższe ciśnienie znamionowe przy tym samym rozmiarze nominalnym. Stan-twardego ciągnienia zapewnia najwyższą odporność na ciśnienie, a miedź traci znaczną część swojej wytrzymałości powyżej około 200 stopni Celsjusza, co ogranicza zastosowanie w procesach parowych i gorących. Rury ze stali węglowej wytrzymują wyższe projektowe ciśnienia i temperatury, są dostępne w znacznie większych średnicach i stanowią standardowy wybór w przypadku linii technologicznych wykorzystujących parę wodną, węglowodory i-wysokociśnieniowe. Różnią się także serie grubości ścianek: rury stalowe dostarczane są zgodnie z harmonogramem lub według nominalnej tabeli ściennej, natomiast rury miedziane zamawiane są według rodzaju i stanu technicznego wraz ze standardowym wymiarem.
Matryca łączenia, instalacji i wyboru
| Praca | Preferowany materiał | Powód |
|---|---|---|
| Woda pitna, woda grzewcza i woda lodowa | Miedziana rurka | Powłoka korozyjna, niskie straty tarcia, zwarte połączenia |
| Obwody czynnika chłodniczego i klimatyzacji- | Miedziana rurka | Wysoka przewodność cieplna, połączenia lutowane, czystość |
| Gaz medyczny i laboratoryjny | Miedziana rurka | Czysty otwór, kontrola czystości podczas montażu |
| Sprężone powietrze i gaz obojętny | Rura miedziana lub stal powlekana | Miedź zapobiega powstawaniu produktów korozji wewnętrznej |
| Para i kondensat | Rura ze stali węglowej | Możliwość pomiaru temperatury i ciśnienia |
| Linie technologiczne węglowodorowe i chemiczne | Rura ze stali węglowej | Koszt, dostępność, spawalność, akceptacja kodu |
| Ochrona przeciwpożarowa i sieć wodociągowa o dużych-przewodach | Rura ze stali węglowej | Zakres średnic, wytrzymałość mechaniczna |
Rurę miedzianą łączy się za pomocą lutowania kapilarnego, lutowania twardego lub złączek wciskowych, a jej niewielka waga zmniejsza odstępy między podporami i wysiłek związany z obsługą. Rury ze stali węglowej są spawane, gwintowane lub rowkowane, wymagają cięższych podpór, a w instalacjach otwartych wymagają systemu malowania lub powłok z okresową konserwacją. Instalacja miedzi jest szybsza w sieciach dystrybucyjnych-o małych średnicach, podczas gdy stal jest bardziej ekonomiczna w przypadku-dużych odwiertów.
Kontrola jakości i koszt posiadania
Rury miedziane są akceptowane po sprawdzeniu wymiarów średnicy zewnętrznej i grubości ścianki, weryfikacji twardości oraz badaniu-prądami wirowymi lub próbie hydrostatycznej zgodnie z wymogami normy ASTM B88 lub równoważnej klauzuli normy EN 1057. Otwór musi być czysty i suchy, a rura jest dostarczana z zakrytymi końcami lub w atmosferze azotu, jeśli określono wymagania dotyczące chłodzenia lub gazu medycznego. Rury ze stali węglowej są akceptowane na podstawie wyników badań chemicznych i rozciągania, badań hydrostatycznych lub ultradźwiękowych oraz kontroli powłoki, jeśli ma to zastosowanie, wraz z certyfikatem próby walcowniczej zgodnie z EN 10204 3.1 w obu przypadkach. Biorąc pod uwagę{{6}cykl życia, miedź kosztuje więcej w przeliczeniu na metr, ale często jest konkurencyjna, jeśli uwzględni się naddatek na korozję, konserwację powłoki, energię pompowania i oczekiwaną żywotność systemu stalowego, podczas gdy stal węglowa wygrywa, gdy temperatura lub ciśnienie robocze przekraczają powłokę miedzi.
Często zadawane pytania
P: Dlaczego rura miedziana przewodzi więcej ciepła niż rura ze stali węglowej?
Odp.: Przewodność cieplna miedzi wynosząca około 340 do 400 W/(mK) jest około ośmiokrotnie większa niż w przypadku stali węglowej przy 45 do 55 W/(mK), zatem powierzchnia miedzi przenosi ciepło przy znacznie mniejszej różnicy temperatur na tym samym obszarze.
P: Czy rury miedziane i ze stali węglowej można podłączyć bezpośrednio?
O: Nie bez izolacji. Miedź jest katodowa ze stalą, więc bezpośrednie połączenie w obecności elektrolitu przyspiesza korozję stali. Na przejściu stosowana jest złączka dielektryczna lub kołnierz izolacyjny.
P: Która rura jest lepsza do obsługi pary?
Odp.: Rura ze stali węglowej. Miedź traci znaczną wytrzymałość powyżej około 200 stopni Celsjusza i nie jest używana do normalnej dystrybucji pary, podczas gdy stal węglowa zachowuje swoją wytrzymałość projektową znacznie powyżej tej temperatury.
P: Co decyduje o ciśnieniu znamionowym rury miedzianej?
Odp.: rodzaj grubości ścianki i temperament. Typy K, L i M mają tę samą średnicę zewnętrzną i różnią się ścianką, a-twarde ciągnienie ma wyższą wartość znamionową niż wyżarzana rura tego samego typu.
P: Czy rura miedziana wymaga konserwacji?
Odp.: Miedź zwykle nie wymaga wewnętrznej powłoki ani inhibitora w łagodnej wodzie i nie wymaga okresowego malowania, gdy jest ukryta. Tam, gdzie poziom chlorków lub prędkość przepływu są agresywne, konieczna jest kontrola uzdatniania wody, aby utrzymać nienaruszoną warstwę ochronną.
P: Jakie dokumenty towarzyszą przesyłce rur?
Odp.: Certyfikat testu walcowniczego zgodnie z EN 10204 3.1 obejmujący liczbę cieplną, analizę chemiczną i wyniki mechaniczne, a także zapisy wymiarowe i wyniki testu hydrostatycznego lub-prądów wirowych przeprowadzonych na rurach.
