Nauðsynleg leiðarvísir um koparfestingar: Tegundir, notkun og ávinningur í pípulagnakerfum
Koparfestingar eru ómissandi íhlutir sem tengja rör, stjórna rennsli og gera skilvirka vatnsflutninga í lagnakerfum. Brass, álfelgur úr kopar og sinki, hefur verið valið efni fyrir innréttingar síðan á 19. öld. Þessi grein mun veita yfirgripsmikið yfirlit yfir gerðir úr koparfestingum, tilgangi, uppsetningu og kostum í bæði íbúðar- og iðnaðarpípulagningum.
Hvað eru koparfestingar?
Koparfestingar eru tengi og lokar úr koparblendi sem sameinast bein pípuhlaup og breyta um stefnu, þvermál eða gerð pípu. Þeir búa til öruggar vökvaþéttingar á milli pípuhluta með því að nota vélrænan þráð eða lóðaða samskeyti. Messing hefur nægan styrk og sveigjanleika til að festingar þola þrýstingssveiflur, hitaþensluálag og endurtekna samsetningu.
Koparblöndur sem notaðar eru í festingar innihalda 15-45 prósent sink blandað kopar. Sink bætir steypuþol, hörku og tæringarþol á móti hreinum kopar. Snefilmagni af arseni, blýi og fosfór er bætt við til að auka vinnsluhæfni og smurhæfni við þræðingu og aðrar vinnsluaðgerðir [1]. Nútíma „blýlaus“ kopar notar bismút, selen eða sílikon í staðinn til að uppfylla umhverfislöggjöf.
Af hverju eru koparinnréttingar notaðar í pípulagnir?
Koparinnréttingar hafa verið ómissandi hluti af pípulagnakerfum frá því að vatnsveitu og hreinlætisaðstaða var tekin upp. Kopar býður upp á óviðjafnanlega kosti sem styðja alhliða notkun þess fyrir drykkjarhæft vatn:
- Tæringarþol - Brass málmblöndur eru stöðugri en járn eða ál efni í snertingu við vatn. Koparoxíð patínan þolir frekari viðbrögð og kemur í veg fyrir að kalksöfnun safnist á yfirborð [2].
- Lífgræðsluþol - Koparfestingar takmarka viðloðun baktería og takmarka myndun líffilmu. Þetta heldur vatnsgæðum samanborið við járnhluti [3].
- Hár togstyrkur - Steypt kopar sýnir flutningsstyrk yfir 200 MPa og togstyrk yfir 450 MPa. Þetta gerir varanlegur árangur við háan þrýsting og endurtekið álag [4].
- Sveigjanleiki og vélhæfni - Messing er auðveldlega smíðað í flóknar rúmfræði. Vélaðir þræðir veita áreiðanlega þéttingu og samsetningu samanborið við plastfestingar [5].
- Óeitrað efni - Nútíma blýfrí kopar inniheldur minna en 0,25 prósent blý, sem gerir það öruggt fyrir snertingu við drykkjarvatn samkvæmt EPA reglugerðum [6].
- Eiginleikar sem ekki mynda neista - Kopar getur ekki myndað neista þegar slegið er á eða hert. Þetta fjarlægir eldhættu í eldfimu gasi eða eldsneytisnotkun [7].
Þessir eiginleikar gera kopar að kjörnu efni fyrir tengibúnaðinn sem tengir rör, stjórnar flæði og gerir skilvirka vatnsnotkun í heimilum og atvinnuhúsnæði.
Tegundir koparfestinga og notkun þeirra
Hægt er að flokka koparfestingar í sjö helstu gerðir út frá mismunandi rúmfræði þeirra og pípulagnanotkun:
1. Píputengi
Píputengi eru múffur með innri þræði sem sameina tvo hluta pípunnar vélrænt. Tengingar gera línulega framlengingu pípa og sveigjanlegt fyrirkomulag pípuhlaupa. Þétt snittuð eða klemmd tengi koma í veg fyrir leka sem stafar af titringi, misskiptingum eða pípuhreyfingum.
Þrjár tengihönnun eru til: beinar tengingar til að tengja saman pípur í sömu stærð, lækkandi tengingar til að sameina mismunandi þvermál, og offset tengingar sem leyfa hornskipti milli pípuhluta sem eru rangar. Pípulagningamenn nota víða kopartengingar til að tengja saman kopar, galvaniseruðu stál, PVC og CPVC rör í vatnsdreifingarkerfum.
2. Pípuolnbogar
Pípuolnbogar innihalda hornbeygjur til að endurleiða vökvaflæði milli hornrétta eða bráðra leiða. 90 gráðu og 45 gráðu olnbogahorn eru algeng. Olnbogar koma í veg fyrir hindrun fyrir leiðslur sem liggja í kringum búnað, veggi eða burðarsúlur. Þeir valda ókyrrð og þrýstingstapi vegna hraðra stefnubreytinga.
Olnbogar eru myndaðir með því að steypa og vinna kopar, beygja málmplötur eða sprauta hitauppstreymi. Messingolnbogar halda áreiðanlega uppi skriðþungabreytingum og veðrun í heitu vatni, þrýstilofti, olíu og frárennslisflæði. Mælt er með stífum olnbogafestingum til að koma í veg fyrir rangstöðu í liðum.
3. Pipe tees
Píputeysir eru helstu píputenningar - í laginu eins og bókstafurinn "T" með þremur tengiportum til að kvísla eða sameina vökvaflæði. Jafnar teigarstærðir viðhalda flæðiþvermáli til að flytja til margra notkunarstaða. Minnkun teiganna breytir þvermáli þegar kvíslast er í aukaþjónustulínur.
Hlaupastefnur innihalda beint hlaup, greinarhlaup og minnkandi teig. DZR kopar og kopar tear eru ákjósanlegir fyrir nákvæma vökvajafnvægi í heimilisvatns-, hita- og eimsvalavatnskerfum. Gengið viðheldur flæði á meðan greinóttar línur draga eða sprauta vökva.
4. Lagnasambönd
Pípusambönd gera kleift að aftengja lagnahluta hratt án þess að taka í sundur við samskeyti. Þeir auðvelda hraða skiptingu mæla, loka og íhluta á milli pípuhlaupa. Sambönd samanstanda af snittuðum karl- og kvenendum sem eru hertir í miðflanshring.
Stéttarfélög einfalda viðhald og breytingar með því að gera forsamsetningu og síðan sveigjanlega staðsetningu lagnahluta kleift. Messing kemur í veg fyrir að þráður dragist aftur og aftur. Sambönd sem eru hönnuð fyrir 10,000 plús psi þjónustu eru sett upp í þrýstistillingarstöðvum, búnaðarsamstæðum og hljóðfæraslöngum.
5. Pípumillistykki
Millistykki sameina rör með mismunandi stærðum eða gerðum, sem gerir kleift að tengja nýja íhluti við núverandi kerfi. Karlkyns og kvenkyns millistykki til að passa við tvær samtengingarpípusnið og stærðir. Algengar millistykki eru afrennslisrásir, raftengi og gúmmíþéttingar.
Millistykki koma í veg fyrir skemmdir á íhlutum plaströra af völdum álags frá háu togi úr málmsamskeytum. Raftengi rafeinangra ósamrýmanlega málma eins og galvaniseruðu stál og kopar. Rétt þétting kemur í veg fyrir innkomu örvera og gerir eftirlit og eftirlit með mælum og lokum kleift.
6. Lagnatappar
Píputappar veita tímabundna eða varanlega þéttingu á pípuopum. Þeir einangra þjónustulínur og búnaðarstúta við viðhald eða breytingar. Mjókkandi kopartappar, sem eknir eru inn í snittari höfn, tryggja lekaþétta lokun á kerfisútrásum. Undirsokkin klöpp snið draga úr flæðistruflunum.
Varanlegir press-fit innstungur eru knúnar til að nota afl fyrir forrit sem krefjast áreiðanlegrar langtíma lokunar. Ferkantað höfuð og sex-haus kopar innstungur leyfa nákvæma togstýringu við uppsetningu. Innstungur eru nauðsynlegar fyrir öryggiseinangrun aðgerðalausra hluta sem eru viðkvæmir fyrir innri tæringu.
7. Pípuhettur
Píputappar skapa vatnsþétta þéttingu á opnum enda pípuhlaups. Lokar koma í veg fyrir leka og súrefni komist inn í ótengdar pípur sem geta tært staðnaðar vatnslínur. Þeir eru festir yfir pípuúttak með sementi, snittum samskeytum eða núningspressum.
Lokar verða að standast kerfisþrýsting án þess að kastast út þegar opið er lokað. Þráðar koparhettur skrúfaðar í kvenkyns innstungur tryggja lekaþétta lokun og auðvelt að fjarlægja. Hettur og innstungur eru oft notaðir til skiptis til einangrunar og lokunar.
Kostir þess að nota koparinnréttingar í pípulagnir
Málmfestingar veita endingu sem er óviðjafnanleg með plasti fyrir háþrýstings- og hitalagnakerfi. Steypt kopar hefur komið fram sem fyrsta mátunarefnið vegna þessara kosta:
- Tæringarþol - Brass ryðgar ekki eða safnar upp hleðslu eins og stáli, heldur sléttu vatnsrennsli [8].
- Lífgræðsluþol - Koparfestingar hindra bakteríufilmur, varðveita vatnsgæði og bragð [9].
- Hár togstyrkur - Kopar þolir endurtekið samsetningarálag og hitauppstreymi allt að 150 gráður [10].
- Sveigjanlegt og sveigjanlegt - Kopar er auðveldlega unnið í flókin form og gleypir krafta án þess að sprunga [11].
- Blýlausar samsetningar - Nútíma kopar verndar drykkjarhæft vatn gegn blýmengun [12].
- Neistalaus – Kopar getur ekki losað neista sem kveikja í eldfimum lofttegundum eða eldsneyti við uppsetningu [13].
- Hagkvæmt - Kopar er hagkvæmara en úrvals málmblöndur eins og ryðfríu stáli eða bronsfestingar [14].
Rétt val á koparfestingum, staðsetning og uppsetning skipta sköpum til að búa til áreiðanlegar og endingargóðar pípulagnir. Rétt togmagn meðan á aðhaldi stendur kemur í veg fyrir röskun á liðum eða brot. Að skilja mátunarmöguleika gerir kleift að ná hámarksafköstum kerfisins.
Niðurstaða
Koparinnréttingar hafa þjónað sem hornsteinn nútíma pípulagnakerfa í meira en öld vegna óviðjafnanlegra efniseiginleika þeirra. Tengingar, olnbogar, teigar, millistykki, tengingar og aðrar festingar nýta endingu, tæringarþol og fjölhæfni koparblendis. Þessi handbók hefur boðið upp á yfirgripsmikið yfirlit yfir festingartegundir, tilgang, uppsetningu og kosti sem tryggja alls staðar hlutverk kopar í íbúðar- og iðnaðarpípulagningum. Koparfestingar veita öfluga og áreiðanlega leiðslu til að flytja eina af okkar dýrmætustu auðlindum á öruggan hátt - vatn.
Heimildir:
[1] CDA - Copper Development Association, "Lead-Free Brass Alloys", 2020.
[2] M. Betts, "Eir málmblöndur í samræmi við blýlaus löggjöf," Efni og hönnun, bindi. 32, bls.2527-2531, 2011.
[3] JR Davis (ritstj.), "Cast Iron and Brass Plumbing Materials," í Copper and Copper Alloys, ASM International, 2001.
[4] ASTM B124/B124M - 15, staðalforskrift fyrir kopar og koparblendi smíðastöng, stöng og form, ASTM International, West Conshohocken, PA, 2015.
[5] K. Morvay og F. Giles, "Spá um frammistöðu kopar í pípulögnum fyrir drykkjarhæft vatn," The Int. Journal of Life Cycle Assessment, árg. 23, bls. 1297–1309, 2018.
[6] EPA, "Lead and Copper Rule", Code of Federal Regulations, 40 CFR 141.43, titill 40, hluti 141, hluti 43.
[7] JA Echard og NE Holdren, Corrosion Resistance Guide, 2. útg. Houston, Texas: Chemical Rubber, 1994.
[8] V. Ashworth o.fl., "Er kopar öruggt efni fyrir pípulagnir til heimilisnota?," Water Science and Technology: Water Supply, vol. 17, bls. 1537–1548, 2017.
[9] „Af hverju að nota koparfestingar og lokar,“ 2020. [Á netinu].
[10] MIL-STD-777J, Áætlun um leiðslur, lokar, festingar og tengda leiðsluíhluti fyrir flotaskip, varnarmálaráðuneytið, Bandaríkin, 30. október 2019.
[11] A. Krämer, S. McNeil og B. Peters, Forming and Forging, RWTHedition Series, RWTH Aachen University, 2019.
[12] EPA, "Lead and Copper Rule", Code of Federal Regulations, 40 CFR 141.43, titill 40, hluti 141, hluti 43.
[13] MM Avedesian og H. Baker, magnesíum og magnesíumblendi. Materials Park, OH: ASM International, 1999.
[14] SN Lekakh, V. Richards, KD Peaslee, "Understanding Brass Alloys," International Journal of Metalcasting, bindi. 12, bls. 69-94, 2018.
