Области применения
Чаще всего трубы из меди применяют для транспортировки газа и в качестве водопроводов. Производство газового оборудования, тормозных и гидравлических систем, автокондиционеров и теплообменников невозможно представить без медного трубопроката.
Тот факт, что медные трубы можно надежно соединить, не используя при этом сварку, делает их привлекательным вариантом для создания транспортных магистралей для вязких горючих сред. При этом речь идет не только о бытовых системах. К примеру, из меди довольно часто изготовляются топливопроводы для автомобилей.
Медь очень удобна для обустройства водопроводов, так как она не боится коррозии при постоянном контакте с влагой. Для подобных систем характерна значительная продолжительность срока службы, без необходимости ремонтных мероприятий.
Также следует отметить стойкость труб из меди к повышенному давлению (до 230 атм.), по сравнению с изделиями из пластика или стали. Особенно ценится их способность хорошо переносить замерзание. Изделия хорошо переносят воздействие хлора и обладают антисептическими свойствами.
Особенности соединения газовых труб
Долгое время газопровод состоял исключительно из металлических труб разного диаметра. Материал ценился за возможность создания бесшовной магистрали, способной сохранять абсолютную герметичность под высоким давлением.
Соединения проржавевших металлических труб – источник повышенной опасности, так как именно в местах стыков стальной сплав разрушается особенно быстро
Заняться поиском других вариантов заставил весомый недостаток металлического сплава – под воздействием влаги, по прошествии нескольких лет эксплуатации он начинал ржаветь, ставя под угрозу целостность трубопровода.
Тогда стали появляться трубы из других материалов:
- Меди, плюсом которой считается устойчивость к коррозии, минусом – способность сохранять целостность при низком давлении, не превышающем 5 кПа.
- Низкоуглеродистой стали, не подверженной воздействию ржавчины. Ее недостаток – сложность в обработке и высокая стоимость. Поэтому для обустройства газопроводов применяются трубы из ПВХ со стальной внешней оплеткой.
- Полиэтилена. Эластичный и легкий, этот материал не проводит электричество, обходится дешевле других аналогов и выдерживает сильные трансформации без утери целостности.
Подробнее о различный видах газовых труб и особенностях их выбора можно прочесть в этом материале.
Элементы, соединяющие магистраль и отводку, ведущую к потребителю, стали делать из резины. Для таких соединений выбирается термоустойчивая резина, не склонная с рассыханию при избыточной инсоляции.
При монтаже резиновых соединений используется готовая заводская продукция. Гибкие подводки, изготовленные в кустарных условиях, не соответствуют правилам ТБ
Выбор материала обусловлен давлением в газопроводе, требуемой пропускной способностью и рассчитывается специалистами.
То же касается соединений. Только профессионал может определить подходящий вид крепления, правильно соотнести его с материалом трубы, техническими условиями эксплуатации.
Методы соединения
Для коммутации медных труб между собой могут применяться несколько способов, зависящих от места проведения работы и требований к трубопроводу (он может быть монолитным или разборным).
Варианты монтажа соединений:
- сварка;
- пайка;
- фитинги.
Сварка медных труб осуществляется при помощи графитовых, вольфрамовых, медных или угольных электродов. Для организации соответствующих условий потребуется наличие азота, аргона или гелия. Работа проводится сварочным аппаратом постоянного тока или специальной горелкой. Этот метод имеет один серьезный недостаток, который заключается в значительном различии характеристик сварочного соединения и материала трубы. Это касается как химического состава и молекулярной структуры, так и способности проводить электричество и тепло. Доверять такую работу нужно только квалифицированному специалисту, так как любая ошибка может привести к расхождению шва.
Вместо довольно сложной для реализации сварки в обычных условиях практикуется пайка медных труб. Для этого используется газовая горелка или паяльная лампа. Существует низкотемпературная и высокотемпературная спайка, которые различаются типом припоя и режимом реализации.
Для создания неразъемного соединения медных труб используются также пресс-муфты и обжимные фитинги. Припой здесь заменен переходным кольцом. В первом случае для обжима применяются специальные клещи, во втором – накидные гайки (их зажимают с помощью ключа). Во время закручивания гаек необходимо добиться состыковки торцов медных трубок между собой. Благодаря притиранию металла достигается создание плотного и прочного соединения. Если надеть муфту правильно, соединение не будет протекать длительное время.
Особенности процесса пайки меди
Суть пайки заключается в герметичном соединении двух элементов медного трубопровода с помощью нагревания и расплавления связующего материала – припоя.
Оловянный сплав после остывания образует надежную, неразборную конструкцию, которая в дальнейшем будет использоваться для транспортировки теплоносителя, холодной воды, хладагента.
Процесс пайки медных трубок при монтаже водонагревательного оборудования. Нагревание выполняется ручной газовой горелкой, в качестве припоя – оловянная проволока
В быту обычно применяют низкотемпературную или, другими словами, мягкую пайку, при которой температура пламени от газовой горелки не превышает 450 °С. Для нее используют легкоплавкий припой, а максимальный диаметр труб – не более 110 мм.
Мягкая капиллярная пайка подходит для оборудования систем водоснабжения и отопления, но для транспортировки газа не применяется.
Подробнее о капиллярной пайке
Чаще всего в бытовых условиях медные трубопроводы организовываются с помощью капиллярной пайки. Сутью этого метода выступает так называемый капиллярный эффект, предусматривающий возможность поднятия жидкости (жидкого припоя) при помощи адгезии. Главным условием является то, чтобы смоченные стенки были разделены небольшим расстоянием.
Организация стыковочного узла для медных труб в бытовых условиях осуществляется с помощью специальных фитингов для пайки или раструбных утолщений. Раструбный способ считается более надежным, так как речь в таком случае идет о создании всего одного стыка. Исходя из этого, если есть возможность, вместо фитингов рекомендуется использовать раструбные соединения.
Порядок подготовки раструбов
Обрезка труб по размеру осуществляется вальцовочным труборезом. Важно добиться строгой перпендикулярности торцевых срезов по отношению к центральной оси.
Далее снимают фаску с обоих концов. Для этого потребуется наличие особенного приспособления – фаскоснимателя. Дальнейшая зачистка внутренних и наружных поверхностей соединяемых труб реализуется медной щеткой.
Вставив один из отрезков трубы в тиски, производят его развальцовку, чтобы добиться свободного погружения в него второго отрезка. Для этой цели используется специальный труборасширитель соответствующего диаметра.
Результатом развальцовки является обустройство раструба на одном из концов медной трубы. Тестирование уровня его готовности по ходу процедуры проводится периодическим погружением другого, гладкого конца.
Применение паяльного аппарата
Кроме уже упомянутого трубореза, фаскомнимателя и расширителя труб, для проведения пайки медных труб потребуются и некоторые другие инструменты. Речь, прежде всего, идет о паяльнике. Благодаря этому аппарату на соединяемом участке создается высокотемпературная зона для разогрева труб и припоя.
Как правило, функция паяльника выполняется специальной газовой горелкой.
Для процедуры, где используется мягкий припой, вполне сгодится компактное ручное приспособление, работающее на пропане. Как правило, такие аппараты комплектуются газовыми баллонами одноразового типа, прикрепленными на рукоятку. Несмотря на небольшие габариты, горелки данного типа способны обеспечивать нагревание до +1100 градусов: для работы с мягким припоем этого вполне достаточно. При покупке рекомендуется выбирать модели с пьезорозжигом, что заметно упрощает проведение пайки.
Держатели газовых горелок ручного типа оснащаются регулировочным вентилем, позволяющим корректировать длину пламени. Этот же вентиль позволяет прекращать подачу газа по окончанию работы. Назначением обратного клапана является перекрывание подачи топлива, если пламя затухнет.
Другие необходимые материалы
Припой реализуется прутками или проволокой с более низкой температурой плавления по сравнению с медью. Это дает возможность соединять медные трубы методом плавления.
Для пайки потребуется щетка со стальным ворсом. С ее помощью трубы и фитинги зачищают для последующего соединения. Щетку можно заменить мелкозернистой наждачной бумагой.
Не обойтись без флюса для пайки и кисти (чтобы наносить флюс). Еще потребуется огнеупорная прокладка, молоток, тиски, рулетка.
Пошаговая инструкция пайки газовой горелкой
Резка и очистка имеют решающее значение. Отрезать трубу рекомендуется ровно и под прямым углом. Чтобы смоделировать прочность связи, стоит учесть, что конец трубы вставляется до упора (плеча) фитинга.
Процедура определения месторасположения фитинга на медной трубе, разметка для визуального контроля и обрезка медной трубки посредством специального устройства — трубореза
Настоятельно рекомендуется применять резак для труб, а не ножовку по металлу для выполнения отрезной вставной части трубы под фитинг. После процедуры отреза конец трубы зачищается — удаляются заусенцы, оставленные труборезом.
Очистке подлежит не только труба, но также фитинг. Делается очистка для того, чтобы удалить оксидную плёнку с поверхности меди. Оксидная плёнка препятствует качественной спайке медных деталей, препятствует равномерному разливу припоя.
Поэтому необходимо отполировать наружную поверхность медной трубы наждачной бумагой и вычистить внутреннюю часть фитинга проволочной кистью. Очистку проводят до состояния, когда обе поверхности приобретают чистый золотистый вид.
Процессы зачистки поверхности медных деталей, предназначенных для спайки бессвинцовым припоем. Поверхность трубки зачищается наждачной бумагой, а внутренняя область фитинга специальной проволочной щёточкой
Далее наносят флюс на области зачищенного металла. Покрытие флюсом выполняют равномерно по всей площади зачистки. Флюс дополнительно удаляет мельчайшие следы оксидной плёнки и вытравливает неглубоко слой меди, что необходимо для повышения адгезии с припоем.
При работе нужно следить, чтобы в тубу с флюсом не попадали загрязнения. После каждой операции с флюсом следует плотно закрывать крышку тубы. Щётку для флюса следует хранить в полиэтиленовом пакете.
Нанесение на детали спайки специальной пасты – флюса, благодаря которой припой ровно растекается и охватывает всю спаечную область. Для обработки флюсом используется мягкая кисть
Мощная и безопасная газовая горелка
Современные бессвинцовые припои требуют более высокой температуры, чем способны выдавать пропановые газовые горелки. Профессиональные мастера часто пользуются мощными установками на ацетилене.
Но ацетиленовые горелки оцениваются дорого и характеризуются инструментом с повышенной взрывоопасностью. Поэтому для неискушённых пользователей лучшей альтернативой видится МАПП (MAPP) газ.
MАПП газ (комбинация ацетилена и пропана) горит с достаточной температурой, чтобы иметь возможность спаять 19 мм трубки. Популярный MAPP газ торгуется заполненным в одноразовых баллонах, подобных тем, что используются для пропана.
Примеры наборов, куда входит баллон с МАПП газом и газовая горелка. Продаются также наборы, укомплектованные паяльной пастой – флюсом и рулоном бессвинцового припоя
Баллон с MAPP газом удобно крепится к высококачественной самовоспламеняющейся горелке (например, модели SureFire T655). Механизм крепления баллона обеспечивает безопасную и удобную работу.
Нажатием кнопки газовая горелка самовоспламеняется. Также легко пламя регулировать и гасить. Все операции выполняются без необходимости лишний раз действовать руками, чтобы управлять искровым воспламенителем или регулятором подачи газа.
Технология нагрева места спайки медных деталей
Область пламени синего свечения следует направлять на фитинг. Конкретно пламя направляют, как правило, на среднюю часть фитинга.
Чтобы обеспечить равномерное нагревание, следует работать пламенем дуговыми движениями по окружности фитинга. Самая жаркая часть пламени (внутренний синий конус) должна касаться меди.
Здесь показано оптимальное расположение сопла газовой горелки, при котором достигается качественная пайка. Область пламени синего цвета контактирует с поверхностью медного фитинга
Цвет и расплав флюса укажут на время пайки. Необходимо продолжать нагревать до того момента, когда флюс начнёт плавиться, а медь приобретёт блестящий, переливающийся вид.
На этом этапе прикоснуться кончиком прутка припоя к месту стыка медных деталей. При достаточном нагреве припой самостоятельно зальётся по всей окружности фитинга. Нужно дождаться момента полного заполнения, но не перелива и на этом завершить процесс.
Выполняется пайка газовой горелкой от нижней части к верхней. Сначала припаивается нижний конец фитинга, затем верхний, потому что верхняя часть дольше сохраняет температуру за счёт перехода части тепла от нижней части.
Процедура пайки – заполнение бессвинцовым припоем зазора между стенкой медной трубки и стенкой медного фитинга. При достаточном нагреве припой самопроизвольно растекается по всей области пайки
Следует убедиться в достаточном количестве припоя на месте пайки, прежде чем переносить газовую горелку к следующему соединению. Если фитинг охладился, достаточно кончика пламени над медью, чтобы повысить температуру без перегрева.
Флюсы и припои
Хорошее качество коммутации можно обеспечить как мягкими, так и твердыми припоями для медных труб.
При использовании низкотемпературных материалов прочность соединительных швов несколько снижается, зато используемый при этом температурный режим не нарушает целостности меди. Как правило, на 95% эти припои состоят из олова. Особенно востребованы вещества, содержащие определенную долю серебра.
Высокотемпературную пайку осуществляют с помощью твердого медно-фосфорного припоя (доля фосфора составляет примерно 6%), поступающего в продажу в виде прутков.
Под флюсом понимается специальный состав в виде жидкости или пасты, благодаря которому расплавленный материал затекает внутрь соединения. Это достигается за счет улучшения адгезии припоя к трубе и созданию защиты для соединительного шва от проникновения в него воздушных пузырьков. В данном случае разрешается использование любого флюса для меди. Они обычно изготовляются на основании хлорида цинка или буры.
Техника безопасности
Выполняя паяльные работы, следует строго придерживаться техники безопасности. При проведении работ применяются высокие температуры и химические составы, которые при расщеплении выделяют опасные пары.
Для проведения работ необходимо:
- Для предохранения рук от ожогов требуется надевать защитные перчатки;
- При проверке спаянного соединения следует убедиться в том, что оно остыло. Медная труба нагревается до высоких температур и остывает медленно.
- Спайку медных труб следует выполнять только в проветриваемых помещениях.
- При высокотемпературной пайке твердым припоем проводится травление медных деталей растворами кислот и щелочей. Для безопасности следует облачаться в кислостойкую одежду и резиновые перчатки.
Особенности работы с мягким припоем
С помощью низкотемпературного метода производят монтаж водопроводов и систем отопления, а также пайку трубок кондиционеров и холодильников, температура среды которых не превышает +130 градусов. Таким способом можно соединять трубы сечением не более 10 см. По ходу работы медные изделия вальцуют, зачищают, обрабатывают флюсом и вставляют друг в друга. Соединительный участок необходимо разогреть до +200-250 градусов, с дальнейшим нанесение припоя на стыковочные кромки.
Используя горелку, важно не переусердствовать, так как ее температура иногда поднимается до +1000 градусов. Поэтому разогрев скрепляемых поверхностей рекомендуется проводить сериями по 15-20 секунд, постоянно перемещая пламя. Ориентиром для уровня нагрева обычно выступает цвет флюса (он должен потемнеть). Далее мягкий припой вводится в рабочую зону: при контакте с медной основой происходит плавление и затекание олова по флюсу в шов. Необходимо добиться полного заполнения разогретым материалом пространства от раструба до трубы.
Работа с твердым припоем
Спаивать медные коммуникации твердым припоем рекомендуется в тех случаях, если их планируется применять для работы в температурном режиме более +110 градусов. В таком случае для создания температуры выше +700 градусов подходит газопламенный метод. При этом необходимо провести отжиг меди, чтобы ее размягчить.
Благодаря использованию медно-фосфорного припоя флюс можно не применять: главное, добиться равномерности нагрева коммутируемых кромок. Что касается этапов работы, то они такие же, как и при работе с мягким припоем.
На что обратить внимание
Проводя пайку медных труб своими руками, следует помнить о типичных ошибках, допускаемых начинающими мастерами:
- слабый прогрев трубы или припоя. Результатом этого будет недостаток размягчения проволоки припоя, из-за чего она прилипнет к флюсу лишь фрагментарно. Первое же включение трубопровода может спровоцировать растекание шва;
- недостаточная накладка флюса. Намазывать пасту нужно очень внимательно, не оставляя пропусков. В противном случае припой или вообще не прилипнет, или отпадет после набора жесткости;
- перегревание трубы. Это приводит к выгоранию флюса.
По ходу пайки в домашних условиях необходимо тщательно соблюдать правила техники безопасности, так как речь идет об использовании открытого пламени и химреактивов. Работать нужно в очках, рукавицах и фартуке. Желательно, чтобы рабочее место было оснащено хорошей вытяжкой.
Как правильно выбрать припой?
Верно подобранный припой поможет без особых усилий организовать коммуникационную систему любой сложности. Если речь идет о работе в домашних условиях, стоит воспользоваться материалом, расплавляющимся при низких температурах.
Применение высокотемпературных твердоплавких элементов в быту проблематично, так как требует разогрева рабочего сплава до 600-900 градусов. Добиться этого без специального оборудования достаточно сложно.
Спайку пищевой меди можно проводить особыми припоями, не содержащими в составе токсичных, ядовитых и агрессивных элементов, способных навредить здоровью
Использование металлов и их производных, плавящихся при высоких температурах, связано с некоторым риском. В процессе обработки они могут повредить или даже прожечь медную трубу с тонкой стенкой.
Чтобы этого не случилось, есть смысл взять прочный, но низкоплавкий мягкий припой, а твердый вариант оставить для толстостенных медных коммуникаций.
Когда на систему не ожидается больших нагрузок, совсем не обязательно использовать тугоплавкий припой, если это не обусловлено иными требованиями. В основных бытовых комплексах для создания надежного соединения вполне хватит мягких легкосплавных припоев
Для соединения медных труб в газовых сетях стоит выбирать серебросодержащие припои. Они обеспечивают максимальную прочность шва, нейтральность к вибрациям и высокую устойчивость к внешнему и внутреннему воздействию.
Заплатить за серебро придется немного дороже, но безопасность, надежность и долговечность системы со временем окупят все финансовые затраты.
