Исключительная надежность, антикоррозийные качества и стойкость к гидроударам выводят водопроводные медные трубы на позицию лидера трубной арматуры. Ограниченность эксплуатации медного проката – следствие дороговизны изделий. Тем не менее, капитальные инвестиции в систему водообеспечения вполне оправданы и позволяют потребителю не задумываться о реконструкции инженерной сети десятки лет.

Медные трубы: состав и характеристики материала

Медный водопровод – достаточно эксклюзивный вариант обустройства коммуникационной системы. Несмотря на массу абсолютных преимуществ к использованию меди прибегают все реже и реже. Основная причина – появление доступных альтернативных материалов (пластиковая и металлопластиковая арматура).

Металлосплав М1 характеризуется наивысшим содержанием меди. Чистота сплава обеспечивает высокую пластичность, электро- и теплопроводимость, а также коррозийную стойкость. Материал податлив к разным технологиям обработки.

Медная трубная продукция изготавливается из разных марок меди. Химический состав нормирован положением ГОСТа 24231-80. К производству допустимы сплавы марок: М1, М2, М3

Массовая доля компонентов сплава М1:

• медь и серебро – 99,9;
• кислород – 50;
• железо, свинец – по 5;
• сера, цинк – по 4;
• олово, сурьма, мышьяк и никель – по 2;
• висмут – 1.

В составе М2 массовая часть меди/серебра снижена до 99,7, содержание никеля и кислорода увеличено до 200 и 70 соответственно. Повышена доля олова и железа до 50. Сплав первичной меди обладает схожими характеристиками с металлосплавом М1.

Техническая медь (М3) – результат вторичной переплавки или огневого рафинирования. Материал отличается значительной массовой долей никеля (200), олова, свинца и мышьяка (по 80). Содержание меди – 99,5. Медные трубы из сплава М3 обладают хорошей прочностью и доступной стоимостью.

Механические характеристики трубопровода из меди зависят от качественного состава сплава и технологии изготовления труб. Свойства готовой продукции нормированы ГОСТом 617

Характеристики медных труб:

• диапазон рабочих температур – от -200°С до +300°С;
• допустимое давление – 100-200 атмосфер (для ряда марок предельное значение достигает 450 атмосфер);
• относительное удлинение на разрыв – 10-40%;
• диаметр водопроводной арматуры – 3-350 мм, толщина стенок – 0,8-10 мм;
• расчетный срок службы – более 70 лет.

Критическая температура эксплуатации медного водопровода зависит от метода соединения элементов и типа использованного припоя. Реальный период службы существенно превышает срок, заявленный производителем. Старейшие медные коммуникации в Европе используются без замены второе столетие.

Сильные и слабые стороны медного водопровода

Трубы из меди схожи со своими ближайшими конкурентами (стальными коммуникациями) по прочностным и температурным характеристикам. Однако медь более предпочтительна за счет уникальных свойств.

Коррозийная стойкость. Пожалуй, главный аргумент в пользу медного водопровода – иммунитет к появлению ржавчины. Это свойство объясняет длительность бесперебойной работы инженерных сетей и минимизирует негативное воздействие на сантехнические приборы.

В отличие от стальных изделий, медная арматура менее материалоемка – нет необходимости монтировать трубы с завышенной толщиной стенки про запас на случай коррозийных процессов

Пластичность. Это качество объясняет ряд значимых эксплуатационных преимуществ трубопровода из меди:

• податливость материала в обработке – трубы можно сгибать для создания сложных магистральных сетей с использованием ручного инструмента;
• удержание заданной формы – этим свойством не могут похвастаться мягкие полимерные изделия;
• возможность применения соединительных фитингов;
• повышенная стойкость к гидроударам – показатель разрушающего давления позволяет не бояться за целостность системы при «скачках» водонапора;
• вероятность деформаций без механической деструкции;
• скачки температуры не вызывают изменений линейных параметров;
• выдерживание циклов заморозки/разморозки с сохранением целостности.

Гладкость поверхности. Архиважный аргумент в пользу водопровода из меди. Высокая однородность материала обеспечивает идеально ровное покрытие, что снижает молекулярные связи металла, а значит, сокращается образование солей и оксидов.

Минимальный коэффициент трения позволяет задействовать в сетях водоснабжения медные трубы меньшего диаметра, чем стальные или пластиковые. На внутренних стенах не скапливаются отложения, а значит, пропускная способность с течением времени не ухудшается

Стойкость к химическим реагентам. Медь не разрушается при взаимодействии с солевыми растворами, формалионом и разбавленными неокисляющими кислотами. При контакте с хлором не образует оксидов, опасных для человека.

Бактерициднось. Медный сплав обладает антибактериальным свойством – циркулируя по трубам, вода частично обеззараживается. Дополнительный плюс – на стенках не размножаются колонии микроорганизмов.

Невосприимчивость к УФ-лучам. Медь не теряет своих характеристик под действием УФ-излучения, чего не скажешь о коммуникациях из термопластичных полимеров.

Наличие медного контура в санузле – эксклюзивный элемент декора и верный признак достатка дома. Металлический трубопровод неприхотлив в уходе и не требует регулярного окрашивания

Наравне с хорошими показателями прочности, трубы из сплава меди несколько легче по весу стальных собратьев. Это облегчает их транспортировку и монтаж. Бесспорное преимущество медного трубопровода – возможность многократного применения.

К числу недостатков водопровода из меди относятся:

1. Высокая цена. При сравнении со стоимостью аналогов медные изделия проигрывают. Обустройство сети из «желтого» металла обойдется в несколько раз дороже установки пластиковой или стальной магистрали.
2. Трудоемкость монтажа. Технологии стыковки медной арматуры (сборка на фитингах или пайка) – достаточно сложные процессы, требующие навыков работы.
3. Непереносимость кислот. Использовать медные трубы для транспортировки кислой среды с уровнем рН более 9 нельзя. Вода с таким показателем непригодна для питья.
4. Теплопроводность. Параметр в 1,7 раз больше показателя алюминиевых изделий и почти в шесть раз превышает теплопроводность стали. При транспортировке горячей среды труба нагревается – возрастают тепловые потери, есть риск получения ожога. В системах холодного водоснабжения на трубопроводе образуется конденсат.

Разрешить проблему можно за счет использования покрытия из поливинилхлорида или полиэтилена. Наружный рукав предотвращает появление конденсата, «остужает» поверхность, сохраняет температуру транспортируемой среды и снижает шум.

Полиэтиленовая изоляция за счет наличия воздушных каналов несколько понижает уровень температурной деформации трубы – такой материал лучше применять на участках с небольшим количеством соединений. Вспененная «оболочка» (мягкий пенополиуретан, синтетический каучук) подходит для отопления и сетей ГВС

Дополнительными минусами использования медного проката считаются электропроводимость, а также несовместимость с алюминиевыми и стальными элементами водопровода. Для предотвращения риска поражения током на стадии монтажа следует позаботиться о правильном заземлении оборудования.

Разнообразие медной трубной арматуры

Выбор материала для обустройства медного водопровода должен основываться на оценке ряда параметров: способе изготовления, уровне пластинчатости и прочности, а также габаритных размерах. Умение расшифровать маркировку сортамента поможет сориентироваться в многообразии трубной арматуры.

Методы производства: прокат и прессование

Получение медной трубы согласно ГОСТу выполняется по одной из технологий: холодный прокат, прессование с последующей сваркой. Тактика производства влияет на эксплуатационные качества готового изделия.

Прокат. Технология подразумевает деформацию металлической заготовки в процессе прохождения ее между вращающимися валами трубопрокатного станка.

Гильза одновременно раскатывается двумя калибрами валов: широкая часть соответствует внешнему диаметру заготовки, а узкая – диаметру готового изделия

Обкатка происходит пошагово – с каждой подачей гильза разворачивается на 90°, обеспечивая равномерность обработки и отсутствие продольных рисок на трубе. Преимущества «прокатной» арматуры:

• безшовность конструкции обеспечивает высокую прочность;
• точность параметров по все длине изделия.

Методом холодной деформации создаются водопроводные и отопительные медные трубы, испытывающие значительное давление изнутри в процессе службы. На этапе финальной обработки трубная арматура может подвергаться термовоздействию. Это делается с целью возврата меди ее эластичности.

В ходе обжига трубу нагревают до +700°С, а потом постепенно охлаждают. В результате запас прочности несколько понижается, а стойкость к растяжению увеличивается

Особенности разных труб:

1. Неотожженные: «жесткость» на изгиб, стойкость к внешним повреждениям и гидроударам (предел – 450 МПа). Подходят для сборки водопровода простой конфигурации.
2. Отожженные: высокая пластичность (при растяжении по длине в 1,5 раза сохраняют целостность), повышение стоимости.

Прессование. Трубы производятся из листовой меди – заготовка металлического полотна подается на прессовые формовочные вальцы станка. После придания формы стыковочный шов заваривается. Финишный этап – проход трубы через калибровочные вальцы для выравнивания профиля и устранения продольной деформации.

Виды по степени пластинчатости

Механические свойства и сфера применения определяются типом трубы. Медную арматуру принято классифицировать на три категории, характеризующие пластинчатость и прочность изделия.

Твердый прокат. Эту нишу представляют неотожженые экземпляры. Возможная маркировка твердых труб: Т, Н, z6, F30. Материал оптимален для создания центральных каналов сетей водоснабжения, где осуществляется подача воды под высоким давлением.

Твердый прокат поставляется мерными отрезками длиной 3-5 м. Магистраль из такой трубы не может быть разнонаправленной с многократными загибами, раздача арматуры возможна только при нагреве

Полутвердые трубы. Варианты кодировки: П, НН или z. Отличаются сбалансированными характеристиками эластичности и прочности. Относительное удлинение трубы с наружным диаметром 3 мм, толщиной стенки 0,8 мм составляет 10%. Этот же показатель для мягкого проката аналогичного типоразмера равен 38%.

Детали из полутвердого «метража» выдерживают раздачу при расширении наружного диаметра на 15%. Изменение геометрии трубопровода проводится с помощью трубогиба.

Мягкие образцы. Маркировка труб – М, W, F22 или r. Изделия эластичны и не разрываются при раздаче наружного диаметра до 25%. Трубная продукция поставляется в бухтах. Основная сфера применения – монтаж инженерных сетей с лучевым распределением подводов к приборам. Придать нужную форму магистрали малого диаметра получится собственноручно без спецоборудования.

Механические свойства эластичности и прочности холоднодеформированных медных труб должны соответствовать данным, приведенным в таблице (нормированные показатели по ГОСТ 617-2006)

Ассортимент габаритных размеров

Основные параметры размерности труб – внутренний, наружный диаметр и толщина стенки. Податливость меди к обработке позволяет производить трубные магистрали различной формы и габаритов. ГОСТ 617-2006 к сортаменту медной арматуры причислил порядка 130 позиций с оригинальными показателями сечения, из них порядка 70-ти – прокатные изделия.

В отличие от ранее действующего документа (ГОСТ 617-19) в новом постановлении размерность выведена в миллиметрах, а не в дюймах. Основные габариты указываются в дробном выражении. Числитель идентифицирует диаметр внешний, знаменатель – толщину стенки. Ранее указывался только внешний размер (3/8 дюйма).

Пример расшифровки размерности трубы 15/1:

• диаметр по внешней поверхности – 15 мм;
• внутреннее сечение – 14 мм;
• толщина стенки – 1 мм.

Длина трубного проката отечественного производства зависит от диаметра. При размере сечения в пределах 18 мм – бухты по 10 м длиной или мерные отрезки в 1-6 м (шаг сортамента – 0,5 м). Более габаритные экземпляры производятся отрезками по 1,5-6 м.

При организации сетей водной подачи спросом пользуются трубы диаметром 10-22 мм, для обустройства систем слива – 32-42 мм

Значительно реже в водоснабжении применяются трубы прямоугольного сечения. Продукция изготавливается преимущественно по технологии прессования, габариты: диаметр – 30-280 мм, стенка толщиной – 5-30 мм.

Нормативные требования согласно ГОСТ

Внешние параметры, механические характеристики, состав сплава, сортамент и обозначения маркировки регламентируются двумя основными положениями: ГОСТ 617-2006 (Трубы медные общего назначения) и ГОСТ 11383-75. Продукция европейского производства отвечает стандарту EN-1057 от 2006 года.

Свод требований:

1. Внутренняя и наружная поверхность трубы не должна иметь загрязнений, препятствующих осмотру изделий. Недопустимо наличие расслоений, ржавчин, трещин и раковин на трубном «рукаве».
2. Допустимо наличие вмятины глубиною до 0,25 мм. Ограничение по количеству – не больше двух на погонный метр и не более 10% дефектных изделий на одну партию поставки.
3. Отсутствие заусенец на торцах труб. Нормированная косина реза для экземпляров диаметром до 20 мм – 2 мм, для изделий сечением 20-170 мм – 3-5 мм соответственно, для трубной арматуры диаметром от 170 мм допустима косина в 7 мм.
4. Для бухт и мягких труб овальность не лимитирована.

Каждая бухта или партия трубных отрезов должна сопровождаться упаковочным листом и информационным ярлыком.

Обязательные данные из сопроводительного документа: товарный знак предприятия, юридический адрес изготовителя, маркировка состава и размерности труб, номер партии, дата производства, штамп технического контроля

Расшифровка обозначений трубной продукции

Базовые характеристики сгруппированы в маркировке труб. Условные показатели прописываются по четко обозначенной схеме:

1. Технология изготовления: Д – холоднодеформированная, Г – прессовка.
2. Геометрия поперечного среза: КР – круглая форма.
3. Показатель точности производства: Н – в пределах нормы, П – повышенная точность относительно диаметра/толщины стенки, И – высокая точность по диаметру, К – максимальная точность по стенке.
4. Тип материала по пластичности. Кроме обозначенных аббревиатур М/П/Т (мягкая/полутвердая/твердая труба) применяются следующие маркировки изделий: Л – мягкие с высокой эластичностью, Ф – полутвердые повышенной прочности, Ч – твердые высокой прочности.
5. Размеры – значение наружного диаметра/толщины стенки.
6. Длина: НД и МД – немерный и мерный трубопровод соответственно, КД – прокат кратный мерному, БТ – поставка в бухтах.
7. Марка металла, определяющая состав сплава.
8. Особые условия: Б – высокая точность по длине, О – точность по кривизне, Р – регламентированная норма на растяжение, Н – подтвержденная твердость по Виккерсу, БУ и БС – упорядоченная и спиральная намотка бухты соответственно.

Вместо отсутствующих данных ставится обозначение «Х».

Пример маркировки: Труба ДКРПМ 28/3 3000 М1 ГОСТ 617-2006. Расшифровка обозначения – круглая холоднодеформированная труба с повышенной точностью габаритов стенки (3 мм) и диаметра (28 мм), мягкая длиной 3 м из сплава М1. Продукт соответствует нормам ГОСТа

Сфера применения и ограничения использования

Трубы медного проката задействованы в разных коммуникационных системах бытового и промышленного назначения.

>Водопровод. Традиционно используются при обустройстве водоснабжения различной целевой направленности. Характеристики меди и обширная линейка трубного проката позволяют обустраивать магистрали разной мощности и метража.

Сантехническая медь нейтральна к малой концентрации хлора, содержащегося в питьевой воде (норма – не больше 0,5 мг/л). Медный трубопровод хорошо зарекомендовал себя в ливнеотводах и системах канализации >Отопительная сеть. Достигается двойной эффект. С одной стороны – долговечность эксплуатации благодаря коррозийной стойкости, с другой – защита системы от нерегулируемых скачков температуры теплоносителя. Применение медного трубопровода с изоляционной оболочкой оправдано в системах «теплый пол».>Газопровод. Удобство медного проката заключается в герметичности магистрали. При транспортировке газа отсутствует окисление и гальваническая коррозия. Надежность запрессованных соединений и спаек повышает безопасность газопровода в местностях с сейсмической активностью.>Топливная система. Благодаря нейтральности медная арматура используется в сетях для прокачки мазута – отсутствует риск воспламенения, образования статического заряда.

Медные трубки задействованы в теплообменниках газовых водонагревателей, гидравлических, тормозных системах автотранспорта и самолетов, контурах охлаждения холодильников и климатических комплексах

Нюансы и ограничения применения:

1. Граничная скорость транспортировки жидкости в водопроводе – 2 м/с. Соблюдение рекомендации продлит службу «пластичной» магистрали.
2. Медь – мягкий металл и постоянный контакт со средой, наполненной твердыми частицами, может привести к «вымыванию» стенок. Для предупреждения образования эрозии желательно обеспечить предварительную чистку воды от посторонних взвесей. Достаточно установить фильтр грубой (механической) очистки.
3. На внутренних стенах медной магистрали при благоприятных условиях появляется оксидная пленка – покрытие не ухудшает качество воды и защищает металл от износа. Требования для формирования патины: кислотность водного потока pH – 6-9, жесткость – 1,42-3,42 мг/л. При прочих параметрах происходит цикличное разрушение и восстановление пленки за счет расходования металла.
4. Для монтажа питьевого водопровода нельзя применять свинцовый припой – металл и его соединения токсичны. Вещество способно аккумулироваться в организме, оказывая постепенное губительное воздействие на разные органы.

Допустима стыковка медных коммуникаций с трубопроводом из латуни и пластика. При сочетании труб из меди со стальными и алюминиевыми элементами надо придерживаться последовательности стыковки.

Правило соединения: участки из других металлов должны размещаться перед медными трубами по направлению циркуляции теплоносителя. При обратном порядке расположения возникает электрохимическая коррозия

Видео: особенности трубного проката из меди

Видео-обзоры дополнят изложенную информацию. Конкурентные преимущества и отрицательные характеристики медного трубопровода, особенности монтажных работ:

Технология соединения труб с использованием фитингов и методом пайки:

Достоинства медного водопровода неоспоримы. Широкий сортамент трубного проката позволяет выбрать оптимальный материал под решение определенной задачи. При соблюдении техники монтажа и эксплуатационных рекомендаций гарантирована бесперебойная служба водопровода свыше 50-ти лет.