Соединение медных труб: инструкции и сравнение различных монтажных технологий

Особенности разных методов соединения

Монтаж узлов на медных трубопроводах выполняется следующими способами:

• сварной – с нагревом до температуры, близкой к температуре плавления,
• капиллярный – пайка при невысокой температуре,
• резьбовый – скручивание на резьбу,
• обжимной – с применением компрессионных фитингов,
• опрессовочный – с помощью пресс-фитингов и пресс-клещей.

Каждый из методов имеет нюансы проведения монтажных работ и особенности получаемых узлов. Сварка и пайка позволяют образовать надежные неразъемные узлы, но для их выполнения необходимо сварочное оборудование, а его применение не всегда возможно. Остальные способы можно применять для монтажа медных трубопроводов в помещениях, где проведены отделочные работы, в непосредственной близости от других коммуникаций, в том числе рядом с газовыми трубами.

Сварное соединение медных труб

Сварка трубной продукции из меди производится только встык.

Работы выполняются в следующем порядке:

1. Под соединяемые элементы прокладывают асбестоцементные листы, чтобы снизить потери тепла и ускорить нагревание трубы и фитинга.
2. Торцы фитинга и трубы нагревают газовой горелкой, работающей на высокой мощности.
3. Стыкуют оплавленные срезы и плотно прижимают их друг к другу, избегая перекосов.
4. Остывший шов проковывают, чтобы снизить зернистость образовавшегося грата.

Капиллярное соединение или пайка

Более популярным, чем сварка, методом монтажа медных узлов является пайка. Во-первых, этот метод не требует сильного нагревания соединяемых деталей и последующей проковки шва. Во-вторых, нет ограничений по времени работ, так как нагревать нужно не трубы и фитинги, а припой – тонкую проволоку из технической меди.

Выполняется соединение в несколько шагов:

• Вставляют трубу в раструб фитинга.
• Нагревают место соединения, нанося припой на трубу вдоль края надетого на нее раструба.
• Расплавленный припой поднимается по зазору между медными элементами, равномерно заполняя его.
• Дают образованному узлу остыть.
• После остывания очищают наружную часть соединения от остатков припоя при помощи чистящего средства. Внутренности трубопровода с этой же целью промывают водой сразу или по окончании монтажа всех узлов.

Использование резьбовых фитингов

Самым простым является соединение на резьбу, выполняемое, если нужно образовать разъемный узел. Чаще всего для этого способа применяются стальные и латунные фитинги, которые могут иметь внутреннюю или внешнюю резьбу.

Выполняется монтаж следующим образом:

• Наматывают на внешнюю резьбу фитинга или трубы ФУМ-ленту.
• Вкручивают элемент с внешней резьбой внутрь элемента, имеющего внутреннюю, вручную.
• Завинчивают фитинг до упора при помощи гаечного ключа.

Обжимные фитинги

Компрессионная арматура состоит из корпуса с внешней резьбой на штуцерах, обжимной гайки и одного или двух обжимных колец. Суть метода соединения заключается в том, что торцевую часть трубы зажимают между штуцером фитинга и обжимной гайкой. Удобен этот способ тем, что проводится без нагрева, без специальных инструментов – достаточно разводного ключа, этим же ключом при необходимости можно демонтировать узел. При этом надежность компрессионного узла гораздо выше, чем у резьбового. Обжимные фитинги производят из различных материалов, но для соединения медных труб применяются только те, у которых обжимные кольца изготовлены из меди.

Соединение выполняется в следующем порядке:

1. Снимают с фитинга и надевают на трубу обжимную гайку, сдвигают ее в сторону от края.
2. Поочередно выполняют эти же действия с обжимными кольцами.
3. Вставляют в трубу штуцер фитинга.
4. Поочередно сдвигают к корпусу фитинга кольца и навинчивают гайку.
5. Затягивают обжимную гайку ключом.

Особенности применения пресс-фитингов

Опрессовка напоминает обжимной метод соединения, но для выполнения опрессовочного узла необходим пресс-фитинг и пресс-клещи.

Фитинг для опрессовки состоит из корпуса с гладким или ребристым штуцером, фиксирующего кольца и пресс-кольца.

Порядок монтажа узла:

1. Надевают на трубу пресс-кольцо и фиксирующее кольцо, сдвигают их в сторону от среза.
2. Устанавливают штуцер в трубу.
3. Сдвигают поочередно кольца к корпусу фитинга.
4. Затягивают пресс-кольцо пресс-клещами.

Получаемое соединение является неразборным и по надежности не уступает сварному и капиллярному.

Монтаж медных труб для систем водоснабжения и отопления своими руками

1. Перед монтажом необходимо порезать трубы на отрезки необходимой длины.
2. Резать трубы для отопления лучше труборезом или ножовкой по металлу.
3. Внутренняя поверхность трубопроводов должна быть очищена от заусениц и металлической стружки. Для выполнения этой задачи потребуется напильник и шабер.
4. Место отреза необходимо выровнять, особенно в тех случаях, когда резка осуществлялась ножовкой по металлу, что немного деформирует трубу.
5. Гнуть трубное изделие можно вручную или с использованием специального инструмента.
6. Если в системе отопления предусмотрены изогнутые участки особенно сложной формы, рекомендуется использовать трубогиб. Такой изгиб убережет материал от нежелательного залома, который впоследствии может стать местом образования коррозии.
7. Гнуть изделия следует с минимально допустимым радиусом.
8. Радиус изгиба при выполнении работы труборезом должен составлять не менее 3, 5 диаметра трубопровода. Если гнуть трубы вручную, следует выполнять радиус изгиба не менее 8 диаметров.

Система отопления с медными трубами

Соединение элементов системы отопления из меди осуществляется двумя уже известными способами:

• Обжимными фитингами;
• Методом пайки.

Благодаря тому, что медь можно легко гнуть, монтаж выполнять несложно и потребуется небольшое количество фитингов. Однако необходимо помнить о некоторых правилах комбинирования материалов в системе отопления.

Если использования алюминиевых радиаторов невозможно избежать, необходимо выполнять переход через стальную трубу. Это поможет избежать начала образования коррозии при стыковке меди и алюминия. Что касается радиаторов из других материалов, к примеру, стальных или чугунных, подобных проблем не возникает.

Монтаж медных труб — это процесс, который может осуществляться по-разному. Существует несколько вариантов соединения таких изделий, которые включают в себя сборку, сварку и пайку. Разрешается применение фитингов других производителей, что может в определенных случаях уменьшить финансовые затраты.

Подсчет фитингов

Для того чтобы осуществить монтаж медных трубопроводов обязательно применяются фитинги. Они могут быть либо обжимными, либо паечными. В первом случае соединение будет разъемным, во втором — неразъемным.

Выбор фитингов будет также оказывать влияние на крепление всех элементов.

Сборка

После подсчета нужного количества фитингов начинается сборка труб. Для начала края изделий покрываются тонким слоем флюса. Процедура необходима для того, чтобы предотвратить процесс окисления, который обязательно возникает в момент нагревания элементов. Этот способ обработки предотвращает оседание на соединении посторонних веществ, негативно влияющих на прочность.

Обжатые фитингами концы труб при помощи специальных клещей зажимаются. Именно это давление осуществляет фиксацию.

Нюансы работы с медными трубами

Для выполнения монтажа внутренних трубопроводов в доме можно выбрать трубу из пластика, металлопластика либо нержавеющей стали. Но только аналог из меди способен прослужить без проблем и капремонта больше полувека.

Правильно смонтированные медные трубопроводные системы на практике исправно работают на протяжении всего срока эксплуатации, что отведен коттеджу или многоквартирному дому.

Трубам из меди не страшны длительные тепловые нагрузки, хлор и ультрафиолет. При промерзании они не трескаются, а при изменении температуры внутренней среды (воды, стоков, газа) не меняют своей геометрии. В отличие от пластиковых аналогов, медные трубопроводы не провисают. Это пластик подвержен расширению при высоких температурах, с медью подобного не происходит по определению.

У трубных медных изделий есть два недостатка – высокая цена и мягкость металла. Однако дороговизна материала окупается долгим сроком эксплуатации. А чтобы стенки труб не оказались повреждены изнутри эрозией, в системе обязательно должны устанавливаться фильтры. Если в воде не будет загрязнений в виде твердых частиц, то и проблем с разрушением трубопроводов не возникнет.

Требования к обработке и сварке труб

При работе с медными трубами необходимо соблюдать следующие правила:

1. Монтируя пайкой водопровод ХВС или ГВС, следует исключить использование свинцового припоя – свинец слишком токсичен.
2. Скорость потока воды должна быть не выше 2 м/с, иначе мельчайшие частицы песка или иного твердого вещества постепенно начнут разрушать стенки трубы.
3. При использовании флюсов после завершения монтажа трубопроводная система в обязательном порядке подлежит промывке – флюс является агрессивным веществом и будет способствовать коррозии трубных стенок из меди.
4. При пайке нельзя допускать перегрева места соединения – это может привести не только к формированию негерметичного стыка, но и потере прочности медного изделия.
5. Переходы труб с меди на другие металлы (сталь и алюминий) рекомендуется выполнять посредством латунных либо бронзовых фитингов-переходников – в противном случае стальные и алюминиевые трубы быстро начнут коррозировать.
6. Грат (наплывы металла) и заусенцы в местах резки подлежат обязательному удалению – их наличие приводит к образованию в водяном потоке турбулентных завихрений, что способствует эрозии и уменьшению эксплуатационного срока трубопровода из меди.
7. При подготовке медных труб к соединению категорически запрещается применять абразивы – их оставшиеся после монтажа внутри частицы приведут к повреждению металла и образованию свища.

Если в системе водопровода либо отопления в доме помимо медных есть также трубы или элементы из иных металлов, то водяной поток должен идти от них к меди, а не наоборот. Ток воды от меди к стали, цинку либо алюминию приведет быстрой электрохимической коррозии участков трубопровода из последних.

Благодаря пластичности и прочности металла медные трубы без проблем подвергаются резке и сгибанию. Поворот трубопровода можно выполнить как путем использования трубогиба, так и с помощью фитингов. А для устройства разветвлений и соединений с различными приборами существует множество деталей из термостойких пластмасс, латуни, нержавейки и бронзы.

О взаимодействии меди с другими металлами

В большинстве частных домов бытовые водопроводы собраны из стальных и алюминиевых труб. В отопительных системах также присутствуют радиаторы из стали или алюминия. Неправильная врезка в подобную разводку труб из меди чревата немалыми проблемами.

Самый оптимальный вариант монтажа – это применение труб и приборов исключительно из меди и ее сплавов. Сейчас без проблем можно найти биметаллические алюминиево-медные радиаторы, а также соответствующие фитинги и запорную арматуру. Совмещать разные металлы стоит только в крайних случаях.

Если совмещение неизбежно, то медь должна быть замыкающей в цепочке элементов трубопровода. Избавить ее от способности проводить электроток невозможно. А при наличии даже слабого тока этот металл создает со сталью, алюминием и цинком гальванические пары, что неизбежно ведет к преждевременной их коррозии. При монтаже водопровода между ними обязательно нужно вставлять переходники из бронзы.

Еще она потенциальная проблема – кислород в воде. Чем больше его содержание, тем быстрее коррозируют трубы. Это касается трубопроводов как из одного металла, так и сделанных из разных.

Нередко владельцы коттеджей допускают серьезную ошибку, часто меняя теплоноситель в отопительной системе. Это только приводит к добавлению совершенно ненужных порций кислорода. Лучше всего воду не менять полностью, а доливать ее, когда возникает необходимость.

Соединение труб при помощи пайки

Рассмотрим соединение медных трубок фитингами с последующей пайкой, которая бывает низко- и высокотемпературной. При первом методе пайка осуществляется при температуре 300 ºC. Второй метод используется при обустройстве систем с высокими нагрузками в промышленных целях.

В качестве соединителей для медных труб выступают муфты, дополнительно нужен оловянно-свинцовый припой и флюс.

Технология пайки труб будет следующей:

• В первую очередь отрезают трубу определенных размеров. Процесс этот должен производиться аккуратно, с учетом размеров имеющихся фитингов.
• Концы труб должны быть осмотрены – не должно быть каких-либо дефектов, таких как сколы, трещины или заусенцы. Если их не устранить, то будут проблемы с герметичностью соединения после выполнения всех работ.
• После того, как убедились, что торцы очищены, можно начинать соединение. В связи с тем, что соединяться будет несколько труб, и они могут быть с различными сечениями, то и фитинги должны быть подобраны соответствующим образом.
• Далее окончание трубы и внутренние стенки муфт следует обработать флюсом, который обезжирит поверхности для получения максимально качественного соединения.
• Теперь конец трубы продевают в соединитель медных трубок и нагревают. Его нужно подобрать так, чтобы сечение было больше сечения трубы на 1-1,5 см. Прогревают трубы газовой горелкой. Зазор между трубой и соединительной муфтой заполняют расплавленным припоем. В настоящее время на рынке можно найти любой тип припоя под свои нужды, так что с выбором не должно возникнуть каких-либо проблем.
• После равномерного распределения припоя по окружности, стыкуемые детали нужно оставить, пока он полностью не затвердеет.

На финишном этапе нужно проверить соединители для медных труб и всю систему, запустив в нее воду. В этот момент проверится не только система, но и выполнится очистка ее от остатков флюса, который со временем может становиться причиной коррозии металла.

Какие фитинги представлены на рынке?

Медные трубопроводы достаточно просты и удобны в монтаже. Это обусловлено наличием большого количества типов соединений и фитингов для них, что дает возможность выполнять системы сложной конфигурации. При проведении монтажных работ не требуется громоздкое специальное оборудование. Соединения в трубопроводах из меди считаются самыми надежными элементами. В зависимости от используемого способа соединения различают несколько видов фитингов.

Вариант #1 — компрессионные элементы

Детали оснащены специальным обжимным кольцом, которое обеспечивает герметичность соединения и закрепляет фитинг на трубе. Элемент затягивается вручную с помощью соединительной гайки и гаечного ключа. Главное достоинство компрессионных деталей – простота монтажа. Специальное оборудование и разогрев не потребуются. Таким методом можно монтировать трубопровод в самых труднодоступных местах. Трудозатраты на установку невелики, а полученная система достаточно долговечна и герметична. У обжимных фитингов есть и недостатки. Они не рассчитаны на высокое давление, их нужно периодически контролировать и подтягивать. Бетонировать такие детали нельзя.

Теоретически компрессионные элементы обеспечивают разборное соединение. Однако практика показывает, что после первой разборки и сборки надежность узла резко уменьшается и его приходится менять. Различаются два типа обжимных фитингов. Они маркируются литерами А и В.

• Детали А применяются для наземных трубопроводов, выполненных из полутвердых сортов меди.
• Детали В используются для обустройства наземных и подземных коммуникаций из труб, произведенных из полутвердых и мягких сортов металла.

Монтаж деталей обоих типов проводится по похожей схеме.

На схеме представлено устройство компрессионного фитинга. Он прост в монтаже, но дает недостаточно прочное соединение, нуждающееся в регулярном контроле

Вариант #2 — капиллярные фитинги

Капиллярными называют медные фитинги под пайку. Они соединяют трубы при помощи припоя, то есть медной, оловянной или серебряной проволочки, находящейся под внутренней резьбой детали. В процессе монтажа фитинг надевается на трубу, которая предварительно покрывается флюсом. Участок соединения нагревают с помощью горелки до тех пор, пока металлический припой не расплавится и не заполнит небольшую щель между фитингом и трубой. После чего детали дают возможность остыть. После чего осуществляется внешняя чистка с использованием специального средства. Труба готова к эксплуатации.

Процесс пайки фитинга предполагает использование припоя, который расплавляясь заполняет щель между деталями

Преимуществом такого способа соединения можно считать высокую надежность. Максимальное рабочее давление узла составляет 40 бар при температуре системы 150°С. Капиллярный метод дает очень ровный и аккуратный шов, в ходе работы используется минимальное количество припоя, стоимость монтажных работ вполне демократична. К относительным недостаткам метода можно отнести обязательное наличие горелки и необходимость наличия определенной квалификации и опыта у человека, который будет заниматься монтажом.

Вариант #3 — пресс-фитинги

Принцип действия деталей основан на использовании пластичности меди и ее восприимчивости к деформациям, которые создаются при механических воздействиях. Чтобы получить такое соединение трубу, которая предварительно вставляется в пресс-фитинг, обжимают пресс-клещами. Минимальная сила деформации обжима 32 кН. Это позволяет создать неразъемное прочное соединение. По контуру пресс-фитинга уложено уплотнительное кольцо, обеспечивающее соединению герметичность. Соединительная деталь может поворачиваться, герметичность и прочность от этого не страдает. Конструктивно пресс-фитинги различаются на детали с двойным и одинарным контуром деформационного обжатия.

Основное достоинство этих элементов – возможность быстрого монтажа без использования электронагревателей или открытого пламени. Они устанавливаются на объектах, где запрещено применение горелок с открытым пламенем, а так же внутри различных цистерн, баков и емкостей. Получившееся соединение более прочное, чем выполненное при помощи компрессионных деталей. К недостаткам элементов можно отнести более высокую стоимость, чем у фитингов под пайку, и необходимость использовать при монтаже специальное оборудование – гидравлические или электрические прессы с набором клещей разных профилей и диаметров.

Для установки пресс-фитингов потребуется использование электрического или гидравлического пресса с набором клещей разных диаметров и форм

Недопустимые ошибки

Причиной некачественного соединения двух деталей чаще всего становится спешка, поэтому нужно не забывать контролировать кромки изделия на отсутствие посторонних мелких предметов, которые могут образоваться после резки.

При нанесении флюса важно стараться не пропустить ни одного малейшего участка поверхности, ведь любой дефект может стать причиной плохого контакта. Если какой-нибудь участок поверхности будет слабо прогрет, это приведёт к слабому сплавлению двух металлов

Перегрев может привести к сгоранию флюса и образованию окалины или окиси на месте пайки, что влияет на её надёжность

Если какой-нибудь участок поверхности будет слабо прогрет, это приведёт к слабому сплавлению двух металлов. Перегрев может привести к сгоранию флюса и образованию окалины или окиси на месте пайки, что влияет на её надёжность.

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.

Разновидности медных изделий

Существует несколько классификаций медных труб. Рассмотрим некоторые из них. По способу изготовления различают изделия:

• Неотожженные. Производятся из чистого металла методом штамповки или проката. Характеризуются высокой разрывной прочностью, которая составляет порядка 450 Мпа. При этом пластичность металла уменьшается, что создает определенные ограничения при использовании деталей.
• Отожженные. Отличаются особой технологией обработки. Трубы прогревают до 700С после чего постепенно охлаждают. В результате изделия несколько теряют свою прочность, но становятся более пластичными. Такие трубы прекрасно тянутся, непосредственно перед разрывом длина элемента может увеличиться в полтора раза. Отожженные изделия более мягкие, что упрощает их монтаж.

По форме сечения различаются круглые и прямоугольные элементы. Последние отличаются более высокой стоимостью, которая обусловлена сложностью их изготовления. Используются для производства проводников в статорных обмотках электрического оборудования, охлаждающихся жидкостным способом. Типоразмеры не изолированных медных изделий по внешнему диаметру варьируются от 12 до 267 мм. При этом каждый из типоразмеров может иметь разное значение толщины стенки, которое находится в диапазоне от 0,6 до 3 мм. Для газоснабжения используются изделия с минимальной толщиной от 1 мм. В сантехнике чаще всего используются типоразмеры 22, 18, 15, 12 на 1 мм, 52 на 2 мм и 42, 35, 28 на 1,5 мм.

Отожженые медные трубы несколько теряют в прочности, зато приобретают особую пластичность и мягкость, что облегчает процесс их монтажа

ГОСТ 52318-2005 регламентирует изготовление медных деталей в трех видах, различающихся степенью твердости, эксплуатационными и механическими свойствами:

• Мягкие. Обозначаются М или W, устаревшее r или F22. Выдерживают раздачу без трещин и разрывов в процессе увеличения наружного диаметра на 25%. Могут подвергаться гибке и бесфитинговому соединению «на холодную». Изделия применяются для обустройства систем отопления и водоснабжения с лучевым распределением подводки к отопительным и сантехническим приборам, а так же для тепловых насосов, напольного, а так же панельного отопления.
• Полутвердые. Маркировка П или НН, устаревший вариант z. Детали выдерживают раздачу в процессе увеличения диаметра трубы на 15%. Меньшая, чем у мягких изделий, пластичность требует использования нагрева для бесфитингового соединения. Для гибки потребуется трубогиб.
• Твердые. Обозначение Т или Н, устаревшее z6 или F30. При монтаже раздача трубы происходит только в процессе нагрева. Чтобы согнуть деталь используется трубогиб. Твердые, как и полутвердые, элементы применяются для обустройства магистралей без частого изменения направления движения и поворотов. Кроме того такие изделия используются для трубопроводов для которых требуется повышенная механическая прочность.

Некоторые производители выпускают специальные трубы с дополнительными опциями, которые востребованы для систем отопления и водоснабжения:

• С изоляцией полиэтиленовой тонкостенной оболочкой, толщина которой 2-2,5 мм. Материал устойчив к химическим и к механическим воздействиям, наносится на трубы, диаметр которых от 12 до 54 мм. Оболочка снижает теплопотери, присутствующие в системах отопления, и предупреждает возникновение конденсата на трубах холодного водоснабжения.
• С защитной изоляцией толщиной от 2,5 до 3 мм. Внутренняя сторона оболочки из полиэтилена оснащается мелкими продольными зубцами, образующими воздушные каналы. Таким образом, улучшаются теплоизоляционные характеристики, и появляется возможность осуществления теплового расширения замоноличенной трубы при колебаниях температуры.
• С теплоизоляционной оболочкой из вспененных материалов: синтетического каучука, пенополиэтилена, мягкого пенополиуретана и т.п. Ширина изоляционного слоя может превышать 30 мм. Оболочка используется для снижения высокой теплоотдачи в системах горячего водоснабжения и отопления.

При необходимости можно приобрести специальные детали для укрытия и теплоизоляции смонтированных трубопроводов.

Для соединения медных деталей используются фитинги. Их ассортимент очень широк. Они различаются формой и предназначены для осуществления различных типов соединений

Опубликовано 02.06.2020 Обновлено 13.06.2020 Пользователем admin