Kostir og íhuganir við að nota koparinnréttingar fyrir pípulagnir fyrir íbúðarhúsnæði og atvinnuhúsnæði
Messing hefur verið ákjósanlegur efniviður fyrir pípulagnir og lokar í meira en heila öld vegna endingar, tæringarþols, vinnsluhæfni og áreiðanlegra þéttingar. Hins vegar vekur lítið en mælanlegt blýinnihald í kopar heilsufarsáhyggjur vegna hæfis þess fyrir neysluvatnskerfi. Þessi grein skoðar rökin á bak við víðtæka notkun koparinnréttinga í bæði íbúðar- og iðnaðarpípulagningum. Það kannar einnig hættu á blýskolun, önnur festingarefni og skref til að gera örugga notkun koparíhluta til drykkjarvatnsþjónustu.
Af hverju eru koparinnréttingar hið hefðbundna val fyrir pípulagnir?
Messing, sem er álfelgur úr kopar og sinki, býður upp á sannfærandi samsetningu efniseiginleika sem ýttu undir að það var notað sem valmöguleikaefni frá því seint á 18.000. Kostirnir sem veita kopar yfirburði þess eru:
Tæringarþol
Koparfestingar ryðga ekki eða safna steinefnum eins og járnhlutum og viðhalda sléttum vatnsflutningi. Koparoxíð patína gerir yfirborðið óvirkt gegn frekari tæringarviðbrögðum. Þetta varðveitir flæðiskilvirkni og kemur í veg fyrir leka [1].
Styrkur og ending
Steypt kopar sýnir mikinn togstyrk yfir 400 MPa, sem gerir það kleift að standast viðvarandi þrýstiálag allt að 20 bör og hitasveiflur frá frosti upp í 150 gráður [2]. Messing er ekki viðkvæmt fyrir sprungubilun vegna þreytu eða vatnshamarálags yfir áratuga notkun.
Vinnanleiki
Messing er auðveldlega smíðað og smíðað í fjölbreytt úrval fittinga sem þarf fyrir lagnakerfi. Það gerir kleift að búa til nákvæmni mjókkandi þræði sem innsigla áreiðanlega án leka eða aflögunar [3].
Sveigjanleiki
Sveigjanleiki kopar auðveldar beygju- og mótunaraðgerðir til að búa til olnboga og millistykki. Það gleypir einnig titringsálag og þolir hugsanlega sprunguskemmdir.
Lífgræðsluþol
Koparfletir hindra viðloðun og vöxt baktería, þörunga og sveppa miðað við járn eða plast. Þetta hægir á tæringu örvera og varðveitir vatnsgæði [4].
Athugasemdir um innihald blý í koparfestingum
Innlimun blýs í kopar bætir vinnsluhæfni með því að smyrja skurðarverkfæri og flís við framleiðslu. Sögulega innihélt pípulögn 2-8 prósent blý til að hámarka framleiðslu. Hins vegar hefur blýskolun í drykkjarhæft vatn í för með sér verulega heilsufarsáhættu, sérstaklega fyrir börn.
Blý- og koparreglu EPA takmarkar blý í koparfestingum að hámarki {{0}},25 prósent fyrir alla íhluti sem komast í snertingu við drykkjarvatn [5]. Lög í Kaliforníu og Vermont takmarka enn frekar leyfilegt blý í 0,1 prósent í pípulögn. Blýuppbótarþættir, þar á meðal bismút, selen, tellúr og sílikon, eru nú blandaðir í blýlausar koparsamsetningar til að ná vinnsluhæfni á sama tíma og ströng blýtakmörk standast [6].
Hugsanleg áhætta af blýskolun frá koparíhlutum
Þó nútíma kopar innihaldi mjög lágt blýmagn, getur lítið magn samt lekið út í standandi vatn í snertingu við koparfestingar og lokar. Blýjónir losna þegar innra yfirborð festinga verður fyrir mjúku, súru eða volgu vatni [7]. Stöðugt vatn innan lagnakerfisins yfir nótt hámarkar blýupplausn.
Blý sem neytt er frásogast fyrst og fremst í blóðrásina og vefi, sem veldur bráðum og langvinnum eiturverkunum. Börn eru viðkvæmust þar sem jafnvel lítil blýsöfnun getur skert taugaþroska. Aukaverkanir eru meðal annars vitsmunaleg skort, vaxtarskerðing og hegðunartruflanir [8]. Þó að fullorðnir séu minna viðkvæmir getur blý aukið blóðþrýsting, truflun á nýrnastarfsemi og æxlunarvandamál.
EPA fyrirskipar úrbætur ef blýstyrkur fer yfir 15 hluta á milljarði í meira en 10 prósent af kranavatnssýnum í vatnskerfi [5]. Hins vegar halda margir sérfræðingar því fram að þessi þröskuldur ætti að vera lægri til að vernda lýðheilsu, sérstaklega fyrir ungabörn. Val á blýlausu pípuefni veitir mikilvæga uppsprettustjórnun til að lágmarka blýáhættu.
Ráðleggingar um örugga notkun á koparpípuíhlutum
Koparfestingar eru áfram hentugar fyrir þjónustulínur sem veita óneysluhæft vatn til að forðast blýáhrif. Fyrir drykkjarhæf pípukerfi geta nokkrar aðferðir auðveldað örugga notkun koparíhluta:
- Veldu lágt blý eða blýlaust kopar vottað með NSF/ANSI 61 prófunum þegar mögulegt er. Þetta takmarkar forskot undir 0,25 prósenta þröskuldinum.
- Forðastu koparfestingar með blýinnihald yfir 3 prósent fyrir hvers kyns drykkjarvatnsþjónustu. Hærra blýmagn eykur hættu á útskolun.
- Með því að skola blöndunartæki og sturtur í 30 sekúndur eftir stöðnun á einni nóttu hreinsar vatn sem inniheldur blý af innri rörflötum.
- Reglubundin greining á blýi í kranasýnum af löggiltum rannsóknarstofum greinir frá vandamálum sem þarfnast úrbóta.
- Notaðu blýlaust lóðmálmur fyrir alla samskeyti, þar sem blýmiðað lóðmálmur getur einnig mengað vatn.
Önnur festingarefni án blýáhyggju
Nokkrir málmlausir og blýlausir málmvalkostir eru til fyrir pípulagnir sem eru ekki viðkvæmir fyrir blýskolun:
- Koparfestingar innihalda ekkert blý og eru mikið notaðar í neysluvatnskerfi. En kopar er hætt við meiri tæringarskemmdum en kopar.
- PVC og CPVC plastfestingar eru endingargóðar og ódýrar en hafa lægri þrýsting og hitastig en kopar.
- Innréttingar úr ryðfríu stáli skara fram úr í tæringarþol en eru mun dýrari en kopar. Sveigjanlegar einkunnir eins og 316L eru æskilegar.
- Bronsfestingar eru blýlausar þó að hátt koparinnihald dragi úr tæringarvörn. Þeir kosta allt að fimm sinnum meira en kopar.
Niðurstaða
Kopar hefur verið valið efni fyrir pípulagnir og lokar vegna óviðjafnanlegrar samsetningar styrks, tæringarþols, þéttingaráreiðanleika og framleiðsluhagkvæmni. Þó hefðbundið kopar innihaldi lítið magn af blýi, gerir það að fylgja reglugerðum og bestu starfsvenjum kleift að nota það á öruggan hátt fyrir drykkjarhæft vatn. Blýlaust kopar og önnur festingarefni auka einnig möguleika til að búa til endingargóðar blýlausar lagnasamstæður.
Heimildir
[1] V. Ashworth o.fl., "Er kopar öruggt efni fyrir innlenda drykkjarvatnspípulagnir?", Vatnsvísindi og tækni: Vatnsveita, bindi. 17, nr. 5, bls. 1537-1548, 2017.
[2] MIL-STD-777J, Áætlun um leiðslur, lokar, festingar og tengda leiðsluíhluti fyrir flotaskip, varnarmálaráðuneytið, Bandaríkin, 30. október 2019.
[3] JA Ginzel, "A Review of the Cause of Pipe Thread Failure," Engineering Failure Analysis, bindi. 35, bls. 516-535, 2013.
[4] K. Morvay og F. Giles, "Predicting the Performance of Brass in Potable Water Plumbing Devices," The International Journal of Life Cycle Assessment, bindi. 23, nr. 7, bls. 1297-1309, 2018.
[5] EPA, "Lead and Copper Rule," Code of Federal Regulations, 40 CFR 141.43.
[6] CDA - Copper Development Association, "Blýfrjáls koparblendi," 2020.
[7] S. Schock og K. Lytle, "Innri tæringar- og útfellingarstýring," í Water Quality and Treatment, Letterman, RD, Ed. New York: McGraw-Hill, 1999.
[8] ATSDR, „Lead Toxicity: What Are the Physiologic Effects of Lead Exposure?,“ Bandaríska heilbrigðis- og mannþjónusturáðuneytið, 2020.
