Miedziane rury grzewcze: rodzaje, specyfika oznakowania + cechy zastosowania

W montażu obiegów grzewczych rury miedziane nie są używane zbyt często. Ich cena nie przyciąga zbytnio właścicieli domów jednorodzinnych i mieszkańców mieszkań. Jednak jeśli montaż zostanie wykonany prawidłowo, wysoka cena miedzianego rurociągu zwróci się wieloma latami eksploatacji bez kosztów napraw.

Opowiemy, jak prawidłowo dobrać miedziane rury do ogrzewania. W prezentowanym przez nas artykule przedstawiono specyfikę oznakowania, opisano sposoby łączenia komponentów. Samodzielni właściciele znajdą u nas instrukcje montażu systemów grzewczych.

Rodzaje rur miedzianych

Istnieją dwie duże grupy rur miedzianych: grubościenne i cienkościenne. Rury należące do pierwszej grupy mają podwyższone właściwości wytrzymałościowe. Produkowane są metodą bezszwową i spawaną.

Rury drugiej grupy znalazły zastosowanie w przemyśle okrętowym, samochodowym, lotniczym, czyli tam, gdzie systemy komunikacji muszą mieć małą wagę i dużą wytrzymałość. Przekrój rur miedzianych może być okrągły, prostokątny lub kwadratowy. W systemach grzewczych rury profilowe zazwyczaj nie są stosowane.

Rury grubościenne mają przekrój okrągły, grubość ścianki waha się w zakresie 0,8–10 mm. Do ich produkcji używa się różnych gatunków miedzi: M1, Mr3, Mr1 i innych. Indeks liczbowy oznacza tutaj stopień czystości stopu. Nie ma to wpływu na charakterystykę samej rury. Rury cienkościenne mają grubość ścianki od 0,15 do 0,7 mm.

Norma państwowa dopuszcza pomiar rur miedzianych zarówno w systemie metrycznym, jak i w calach. W oznaczeniu pierwszych podaje się średnicę zewnętrzną, a drugich – wewnętrzną. Oznaczenia rur stosowanych przy montażu systemów grzewczych wykonywane są w calach.

Tutaj wszystkie istniejące średnice rur miedzianych zestawiono w tabeli. Korzystając z tych danych, można łatwo dobrać komponenty do montażu magistrali grzewczej.

Do wykonywania wewnętrznych wymienników ciepła stosuje się rury miedziane o średnicy do 10 mm. Taka średnica w połączeniu z wysoko efektywnym przekazywaniem energii gwarantuje maksymalną wydajność funkcjonowania tego urządzenia.

Rury 3/8 cala i większe są stosowane w samych systemach grzewczych. Zapewniają one efektywne ogrzewanie przy niewielkich kosztach energii.

Specyfika odczytywania oznakowania

Dokumentem normatywnym określającym standardy rur miedzianych używanych do ogrzewania jest GOST 617-2006. Określa on wymagania dotyczące gatunku miedzi, zakresu przekrojów i grubości ścianki.

Wyroby miedziane posiadają swoje własne oznaczenia, po odczytaniu których można poznać charakterystykę rury:

1. Sposób wytwarzania. Oznaczany literami D i G. Pierwsza oznacza, że rura jest walcowana na zimno (ciągniona). Produkowana w długościach od 1,5 do 6 m. Druga – wyrób wykonany metodą prasowania. Zgodnie z wymogami normatywnymi, produkowana w długościach od 1 do 6 m.
2. Geometria przekroju rury. KR – przekrój w kształcie koła.
3. Dokładność wykonania. Litery N i P. N – normalna, P – podwyższona.
4. Stan. M, P, T, L, R, Cz. Wskaźniki te oznaczają odpowiednio: rurę miękką, półtwardą, twardą, miękką o zwiększonej plastyczności, półtwardą o zwiększonej wytrzymałości, twardą o zwiększonej wytrzymałości.
5. Długość. ND – wskaźnik oznacza, że rura jest niemiarowa, MD – oznacza rurę miarową, KD – krotną miarową, BT – w zwojach.
6. Warunki specjalne. U – długość rury w zwoju zwiększona, B – rura ma podwyższoną dokładność względem długości, K – rura ma podwyższoną dokładność co do krzywizny.

Dla zobrazowania przykład: załóżmy, że na rurze znajduje się oznaczenie w postaci DKRNM 32 x 3 x 3000 M2 B.

Można to rozszyfrować następująco: rura zimnoformowana o okrągłym przekroju, dokładności normalnej, wykonana z miedzi miękkiej, o średnicy zewnętrznej 32 mm i grubości ścianki 3 mm. Jest to odcinek miarowy o długości 3000 mm, wyprodukowany z miedzi gatunku M2.

Do ogrzewania stosuje się głównie rury twarde. Rury w miękkim wykonaniu warto używać do układania ogrzewania podłogowego, gdzie wymagane jest wykonanie wielu zakrętów.

W procesie produkcji rury miedziane mogą być poddawane obróbce termicznej i wtedy nazywane są wyżarzonymi. Gdy ten etap jest pomijany w procesie technologicznym, na wyjściu uzyskuje się rury niewyżarzone.

Wszystkie trzy rodzaje rur miedzianych nadają się do wyposażenia domów prywatnych, ponieważ ciśnienie w obiegach grzewczych nigdy nie przekracza wartości podanych nawet dla miękkich gatunków.

Oznaczenie wygląda następująco:

Umiejąc prawidłowo odczytywać oznaczenia rur, nigdy nie nabędzie Pan/Pani do urządzenia ogrzewania produktów przeznaczonych do montażu wodociągu.

W pierwszym przypadku wyroby nabierają plastyczności, ale tracą odporność na odkształcenia. Rury wykonane bez wyżarzania mają podwyższone właściwości wytrzymałościowe, ale zgięcie ich jest praktycznie niemożliwe.

Zalety rurociągów miedzianych

Wszystkie zalety rur miedzianych wynikają z unikalnych właściwości tego materiału, wyroby z którego:

1. Są nieszkodliwe i posiadają właściwości bakteriobójcze.
2. Długo się nie starzeją i nie tracą swoich właściwości eksploatacyjnych.
3. Są odporne na korozję i promieniowanie UV. Działają w szerokim zakresie temperatur – od -200 do +350°C.
4. Są niewrażliwe na działanie chloru znajdującego się w wodzie wodociągowej.
5. Mają wysoką przewodność cieplną, co zwiększa sprawność systemu grzewczego.
6. Na powierzchni rur miedzianych, o niskim współczynniku chropowatości, nie tworzy się osad.
7. Są odporne na zamarzanie. Rurociąg nie ulega zniszczeniu i nie traci swoich pierwotnych właściwości, poddawany zamrażaniu do czterech razy.
8. Są w stanie zachować właściwości wytrzymałościowe pod wpływem ciśnienia sięgającego 200–400 atmosfer.
9. Wytrzymałe na wibracje.
10. Posiadają szeroki asortyment.
11. Podlegają recyklingowi w 100%.

Wielu często powstrzymuje się od wyboru miedzianych rur do ogrzewania ze względu na wysoką cenę zarówno samego rurociągu, jak i materiałów eksploatacyjnych.

Instalacja grzewcza z rur miedzianych wiąże się z zakupem różnorodnych elementów mocujących, łączników i armatury. Koszt tego wszystkiego stanowi około 30% kwoty wydanej na rury.

Miedziane rury mają niewielką wagę, można je ciąć, giąć i lutować. Najbardziej popularną metodą łączenia miedzianego rurociągu jest lutowanie w wysokich temperaturach z użyciem srebrno-brązowego lutu. Szybszy montaż wykonuje się za pomocą łączników.

Cechy wyboru do ogrzewania

Miedź ma swoje indywidualne cechy, które nakładają zarówno eksploatacyjne, jak i techniczne ograniczenia na ich użycie. Te kwestie należy koniecznie uwzględnić podczas montażu systemu grzewczego.

Chociaż rury miedziane słyną ze swojej wytrzymałości, spokojnie znosząc skoki ciśnienia, zmiany temperatury, wielokrotne zamarzanie, słabo opierają się oddziaływaniom mechanicznym. Dlatego układając rurociąg, należy przewidzieć ochronę przed uderzeniami.

Taki nośnik ciepła jak woda zawiera piasek i inne zawieszone cząstki. Efektem ich oddziaływania na miękką miedź jest erozja. Aby uniknąć tego zjawiska, w systemie należy zamontować filtry do oczyszczania wody.

Na okres eksploatacji rur wpływa również twardość wody. Wartość tego wskaźnika w miligramach poniżej 1,42 i powyżej 3,1 znacznie skraca ich żywotność. Wyjaśnia się to tym, że chlor rozpuszczony w wodzie reaguje z warstwą tlenku obecną na ściankach rury. W rezultacie powstaje wytrzymały pancerz ochronny.

Gdy wskaźniki twardości wody nie odpowiadają normom, ta warstwa ochronna zaczyna się niszczyć, a następnie dzięki obecności chloru następuje jej regeneracja. Jeśli proces ten powtarza się wielokrotnie, zasoby miedzi ulegają wyczerpaniu.

Łącząc rurociąg metodą lutowania, należy unikać przegrzania, które negatywnie wpływa na wytrzymałość. Topnik pozostający po lutowaniu należy koniecznie usunąć, ponieważ może powodować korozję.

Jeśli wymagane jest wygięcie miedzianej rury, należy w tym celu użyć specjalnego narzędzia. Źle wygiętą rurę można raz poprawić, a potem pozostaje jedynie usunąć zgnieciony odcinek.

Idealnym rozwiązaniem jest montaż systemu grzewczego z tych samych rur. Jeśli z pewnych powodów nie jest to możliwe, należy zastosować łączniki przejściowe – mosiężne lub brązowe. Przejściówki z innych materiałów nie mogą zapewnić zgodności elektrochemicznej.

Rury miedziane można montować nawet przy bardzo niskiej temperaturze, dlatego taki system grzewczy jest racjonalnym rozwiązaniem dla regionów, gdzie zimna pogoda jest normalnym zjawiskiem.

Aby rury z innych materiałów nie korodowały pod wpływem miedzi, potrzebna jest określona kolejność łączenia takiego kombinowanego rurociągu względem wektora przepływu wody. Rury miedziane należy montować po elementach wykonanych z innych metali.

Jeśli planowane jest urządzenie systemu grzewczego z układaniem rur wewnątrz ściany, należy użyć rur miedzianych w plastikowej osłonie. Będzie ona pełnić nie tylko rolę izolacji termicznej, ale także ochroni metal przed zniszczeniem. Szkodliwy wpływ na rury miedziane mają również prądy błądzące.

Łączenie rur miedzianych

Łączenie rur miedzianych wykonuje się różnymi metodami. Najpopularniejsze są 2 podejścia: lutowanie oraz montaż z użyciem złączek kompresyjnych lub zaciskowych. Wykonuje się głównie połączenia nierozłączne i warunkowo rozłączne.

W takim rurociągu praktycznie nie ma dodatkowych części, oprócz elementów, za pomocą których do rurociągu podłącza się urządzenia. Do montażu systemu tą metodą potrzebne są specjalne narzędzia. Bez odpowiednich kwalifikacji wykonanie połączenia przez spawanie lub lutowanie jest trudne.

Zastosowanie złączek ułatwia montaż, wymaga mniej wysiłku i skraca czas składania rurociągu. Połączenie tego typu może być rozłączne i nierozłączne.

Połączenie rozłączne uzyskuje się za pomocą złączek samozaciskowych, gwintowanych i kompresyjnych. Ta metoda komplikuje konstrukcję, połączenia trzeba okresowo sprawdzać, ale montaż może wykonać nawet osoba bez doświadczenia.

Nierozłączne połączenia zaciskowe

Aby połączyć rury miedziane, producenci wytwarzają specjalne złączki, które różnią się przeznaczeniem, sposobami montażu i materiałem, z którego są wykonane.

W zależności od przeznaczenia istnieją następujące złączki:

1. Kolana, które są potrzebne do łączenia rur o różnych przekrojach przy połączeniach kątowych.
2. Krzyżaki, zwane również trójnikami, używane przy montażu odgałęzień od głównego rurociągu.
3. Złączki stosowane na prostych odcinkach do łączenia miedzianych rur o różnych średnicach.
4. Złączki zaciskowe stosowane przy montażu automatyki w systemie grzewczym.

Do miedzianych rur najczęściej wybiera się złączki zaciskowe z miedzi, mosiądzu, brązu. Czasami złączki mosiężne są pokrywane niklem w celu nadania im dodatkowej wytrzymałości.

Elementy mosiężne do łączenia rur miedzianych są tańsze niż miedziane, a pod względem wytrzymałości nie ustępują stali nierdzewnej. Wszystkie złączki, niezależnie od producenta, mają wymiary regulowane normami międzynarodowymi i są wymienne.

Połączenie nierozłączne to połączenie metodą prasowania. Ponieważ miedź jest bardzo plastyczna, montaż wykonuje się za pomocą złączy prasowanych i tulei zaciskowych. Pod względem szczelności i wytrzymałości takie połączenie można porównać do lutowania i jest ono mocniejsze niż połączenie kompresyjne.

Wizualnie złączki prasowane są podobne do złączek do lutowania kapilarnego. Różnica polega na obecności pierścienia uszczelniającego z wysokiej jakości polimeru.

Aby połączyć rury za pomocą złącza prasowanego, tnie się je na odcinki o odpowiedniej długości, oczyszcza końce, kalibruje. Następnie końce wsuwa się do złączki i zaciska połączenie za pomocą specjalnych szczypiec.

Podczas montażu systemu grzewczego z użyciem rur miedzianych o małych i średnich średnicach stosuje się głównie lutowanie niskotemperaturowe. Spawanie stosuje się, gdy używa się rur o dużym przekroju. Metoda prasowania jest popularna przy układaniu podłóg grzewczych.

Połączenia kompresyjne rozłączne

Do montażu złączek kompresyjnych nie potrzeba specjalistycznego sprzętu ani otwartego ognia. Wystarczą klucze, kalibrator i obcinak. Do wykonania takich połączeń potrzebne są złączki zaciskowe lub tulejowe.

Występują 2 typy złączek kompresyjnych – jedne, z indeksem A, łączą rury twarde i półtwarde, drugie, oznaczone indeksem B, wykonują połączenia rur miękkich i półtwardych. W skład złączki wchodzi korpus, nakrętka zaciskowa, miedziany pierścień zaciskowy, który pod wpływem nacisku ulega spłaszczeniu.

W ten sposób połączenie staje się szczelne i odporne na zmęczenie wibracyjne. Połączenie wykonuje się według tego samego schematu, co przy montażu złączek prasowanych.

Łączone końce odcinków rur miedzianych są oczyszczane, za pomocą kalibratora sprawdza się geometrię przekroju, nakłada się pierścień zaciskowy, wprowadza końce rury do złączki aż do oporu. Nakrętkę najpierw dokręca się ręcznie, a gdy rura stanie się nieruchoma względem złączki, bierze się narzędzie i dokonuje dociągnięcia.

Złączki zaciskowe typu A są czasami stosowane nie tylko do łączenia rur wykonanych z twardej miedzi, ale także do wyrobów z miękkiej miedzi. W tym ostatnim przypadku wewnątrz umieszcza się tuleję podporową, aby uniknąć deformacji końców rury.

Na wytrzymałość połączeń miedzianych rur za pomocą złączek osłabiająco działają niestabilność temperaturowa i skoki ciśnienia. Po pewnym czasie następuje zużycie uszczelek. Aby monitorować to słabe ogniwo systemu, należy umieścić złączki w taki sposób, aby mieć do nich łatwy dostęp.

Nie można nakładać gwintu na rury miedziane. Do ich łączenia z elementami gwintowanymi produkuje się specjalne przejściówki. W ich konstrukcji przewidziano obecność kielicha, łączącego złączkę z rurą metodą zaciskania lub lutowania oraz gwintu po przeciwnej stronie.

Sytuacje awaryjne w systemie grzewczym złożonym z miedzianych rur są zjawiskiem niezwykle rzadkim, ale jeśli tak się zdarzy, rury o równej średnicy łączy się tymczasowo za pomocą złączek ściągających. Należy wiedzieć, że wszystkie typy połączeń nie obniżają parametrów wytrzymałościowych systemu grzewczego.

Złączki zwiększają grubość ścianek rury, a w miejscu spawania z biegiem czasu połączenie staje się bardziej wytrzymałe, przewyższając wytrzymałość samego rurociągu.

Miedziane złączki do lutowania

Takie złączki nazywa się kapilarnymi. Połączenie za ich pomocą wymaga obecności lutu. Kluczowym momentem jest prawidłowy dobór złączki do rury miedzianej. Jej wewnętrzny przekrój powinien być o 0,1 – 0,15 mm większy niż średnica zewnętrzna rury.

Technologia jest nieskomplikowana:

• odcina się wymagany odcinek rury;
• oczyszcza się;
• usuwa się fazę za pomocą fazownicy – z zewnątrz i wewnątrz;
• oczyszcza się rurę oraz wewnętrzną część złączki ponownie, aż do uzyskania matowego połysku;
• pokrywa się koniec rury. Przeznaczony do umieszczenia w złączce oraz samą złączkę od wewnątrz specjalną pastą;
• wkłada się rurę do elementu łączącego, obraca;
• wyciera się wystającą pastę, w przeciwnym razie wejdzie ona w interakcję z metalem;
• podgrzewa się połączenie za pomocą palnika gazowego lub opalarki budowlanej;
• przykłada się lut do szczeliny po tym, jak topnik zacznie się topić i jaśnieć;
• kończy się proces, gdy lut przepłynie po całej powierzchni i równomiernie wypełni szczelinę.

Aby nie zużywać nadmiaru lutu, można owinąć nim rurę jeszcze przed lutowaniem, a nadmiar odciąć. Po zakończeniu lutowania miedzianych rur połączenie pozostawia się do ostygnięcia w temperaturze pokojowej.

Po zamontowaniu całego systemu grzewczego wykonuje się jego płukanie przy użyciu gorącej wody. Zabieg ten pomoże wypłukać z rur pozostałości pasty. Na zewnętrznej części rurociągu sprawdza się miejsca łączeń. Jeśli gdzieś pozostał topnik lub lut, usuwa się go za pomocą wilgotnej ściereczki.

Z wytycznymi doboru rur miedzianych do budowy instalacji wodociągowej zapozna następny artykuł, poświęcony ich parametrom technicznym i specyfice oznakowania.

Podsumowanie i przydatny film na ten temat

Wideo #1. O zaletach i wadach rur miedzianych:

Wideo #2. Nauka pracy z rurami miedzianymi:

Jeśli porównać rury miedziane z polimerowymi i stalowymi, to te pierwsze charakteryzują się wyższą jakością i niezawodnością. Pomimo wyższej ceny, znajdują swoich nabywców, a ich popularność rośnie.

Najważniejsze to prawidłowo dobrać materiały eksploatacyjne, a w przypadku samodzielnego montażu system grzewczy z rur miedzianych będzie znacznie tańszy.

Czy chce Pan/Pani opowiedzieć, jak kupował Pan/Pani rury miedziane do budowy obiegu grzewczego? Czy zna Pan/Pani technologiczne niuanse montażu miedzianych rurociągów, nie poruszone w artykule? Proszę napisać komentarz w bloku poniżej, opublikować zdjęcia związane z tematem artykułu i zadać pytania.