Instalacje Wodne - Żeliwne, studia, materiałoznawstwo
[ Pobierz całość w formacie PDF ]
R
APORT
18
Instalacje żeliwne, stalowe, miedziane
ciœnienia zewnêtrznego. Jednym z nie-
licznych nadal aktualnych zastosowañ ru-
roci¹gów ¿eliwnych s¹ pomieszczenia
o szczególnym zagro¿eniu po¿arowym,
jak np. gara¿. Wykorzystuje siê wtedy ru-
ry i kszta³tki ¿eliwne o œrednicy we-
wnêtrznej od 50 do 150 mm. Kielichowe
po³¹czenia uszczelnia siê tradycyjnie,
smo³owanym sznurem konopnym
fot. Slovrur
Stal
Do niedawna stal by³a podstawowym
materia³em, z którego wykonywa³o siê in-
stalacje wodne. Ma bowiem wiele zalet.
Jedn¹ z nich jest bardzo du¿a wytrzyma-
³oœæ mechaniczna. Sprawnie dzia³aj¹ce
instalacje uzyskuje siê nawet przy zasto-
sowaniu niewielu punktów mocowania
rur do pod³o¿a.
Instalacja ze stali jest odporna na wy-
sokie temperatury, nie ma ograniczeñ
w jej stosowaniu do wody gor¹cej. Odzna-
cza siê wzglêdnie ma³¹ rozszerzalnoœci¹
ciepln¹. Niewielkie s¹ wiêc wymagania co
do kompensacji wyd³u¿eñ.
Stal ma tak¿e doœæ istotne wady. Jedn¹
z najwa¿niejszych jest du¿y ciê¿ar. Zwiêk-
sza to koszty transportu i robocizny.
Stal jest podatna na korozjê. Wysoka
przewodnoœæ cieplna sprawia, ¿e woda
ciep³a szybko w niej stygnie, a zimna po-
woduje powstawanie rosy na powierzch-
niach zewnêtrznych. Sprê¿ystoœæ, sk¹d-
in¹d stanowi¹ca zaletê, sprawia jednak, ¿e
rury dobrze przenosz¹ dŸwiêki. Chropo-
watoœæ powierzchni wewnêtrznej sprzyja
odk³adaniu osadów i szybkiemu zmniej-
szeniu wewnêtrznego przekroju rur. Zja-
wisko to nosi nazwê zarastania instalacji.
W instalacjach domowych stosuje siê
dwa rodzaje rur: niezabezpieczone przed
korozj¹ (tzw. czarne) oraz ocynkowane.
Ich w³aœciwoœci u¿ytkowe kwalifikuj¹ je
do konkretnych typów instalacji, wyklu-
czaj¹c zarazem stosowanie w innych.
Rury czarne
daj¹ siê obrabiaæ na go-
r¹co: mo¿na je spawaæ oraz gi¹æ po roz-
grzaniu palnikiem. Znacznie upraszcza to
prowadzenie instalacji i pozwala ograni-
czyæ liczbê z³¹czek. Dziêki temu maleje
opór przep³ywu wody co ma szczególne
znaczenie w instalacjach grzewczych,
zw³aszcza tradycyjnych (bezciœnienio-
wych)
METALOWA
TRADYCJA
W ruroci¹gach domowych instalacji wodnych mo¿-
na spotkaæ trzy rodzaje metalu: ¿eliwo, stal i miedŸ.
W niektórych rozwi¹zaniach znajduje siê tak¿e alumi-
nium – jednak nie jako materia³ samodzielny, tylko
jako uzupe³nienie konstrukcji z tworzyw sztucznych
(tzw. rury warstwowe). Dlatego w tym przegl¹dzie
zostanie ono pominiête. Pominiête te¿ zostan¹
mosi¹dz i br¹z, szeroko stosowane w urz¹dzeniach
czerpalnych (np. bateriach) i innych elementach
armatury (np. zaworach).
Alina Kwapisz i Stanis³aw Stupkiewicz
¯eliwo
Jedynym obszarem zastosowania ¿eli-
wa s¹ (a raczej by³y) instalacje odp³ywo-
we. Materia³ ten zosta³ niemal ca³kowicie
wyparty przez tworzywa sztuczne – l¿ej-
sze, ³atwiejsze w obróbce i o du¿ej g³ad-
koœci œcianek. Ma to szczególne znaczenie
w przewodach, w których przep³yw wody
nastêpuje pod wp³ywem jej ciê¿aru, bez
i w nich siê te rury stosuje.
154
2004
5
Dom
.
Z bia³ego ¿eliwa ci¹gliwego produku-
je siê gwintowane ³¹czniki w instalacjach
z rur stalowych.
budujemy
turê. Oczywiœcie mo¿na z nich uk³adaæ
instalacjê grzewcz¹, jednak trzeba siê li-
czyæ ze zwiêkszonymi oporami przep³ywu
wody.
zalet¹ takiej instalacji jest wysoka trwa-
³oœæ.
Podobnie bezzasadne jest przekona-
nie, ¿e woda z polskich sieci wodoci¹go-
wych jest dla miedzi zbyt agresywna ko-
rozyjnie. Owszem, powinna spe³niaæ pew-
ne wymagania jakoœciowe: odczyn nie-
kwaœny, zawartoœæ dwutlenku wêgla
mniejsza ni¿ 44 mg/m
3
, brak jonów siar-
czanowych, zwi¹zków manganu i amonia-
ku. Wskazana jest te¿ pewna minimalna
twardoœæ, ale to ze wzglêdów nie korozyj-
nych, lecz higienicznych: woda miêkka
mo¿e wyp³ukaæ wiêcej jonów miedzi, ni¿
dopuszczaj¹ zalecenia Œwiatowej Organi-
zacji Zdrowia (do 2 mg/l). Ogólnie mo¿na
stwierdziæ, ¿e do stosowania w instala-
cjach z miedzi nadaje siê wiêkszoœæ wód
w Polsce.
Du¿a odpornoœæ na korozjê to nie je-
dyna zaleta tego materia³u. Odporny na
promieniowanie ultrafioletowe, nie ulega
procesowi starzenia. Wykazuje wysok¹
wytrzyma³oœæ na temperaturê i ciœnienie.
Rury stawiaj¹ znikomy opór hydraulicz-
ny, mog¹ wiêc mieæ ma³¹ œrednicê zew-
nêtrzn¹, co daje oszczêdnoœæ materia³u
i miejsca. £atwo umieszcza siê instalacjê
pod tynkiem. W odró¿nieniu od niektó-
rych tworzyw nie dochodzi do przenika-
nia (dyfuzji) tlenu. Monta¿ jest prosty
i szybki, stanowisko pracy niewielkie. In-
stalacja nie zarasta kamieniem.
Cena materia³u wprawdzie o 40%
przewy¿sza cenê stali, ale trwa³oœæ jest co
najmniej czterokrotnie wiêksza, przy na-
wet o 30% ni¿szym koszcie robocizny.
Do nielicznych wad przewodów mie-
dzianych nale¿y ich rozszerzalnoœæ ciepl-
Po³¹czenie ¿eliwnych rur kanalizacyjnych,
uszczelnione sznurem smo³owanym; zaprawa
cementowa s³u¿y do jego ochrony
Œrednice rur podaje siê w calach lub –
coraz czêœciej – w milimetrach. Obie miary
maj¹ charakter umowny. Zilustrujmy to na
przyk³adzie. Stalowa rura ocynkowana ze
szwem, wed³ug Polskiej Normy oznaczana
jako 15 mm lub 1/2", ma w rzeczywistoœci
œrednicê zewnêtrzn¹ 21,3 mm, wewnêtrzn¹
zaœ 16 mm; czyli œcianka ma gruboœæ (21,3
– 16) : 2 = 2,65 mm. To, ¿e ¿aden z tych wy-
miarów nie pasuje do metrycznego 15 mm
widaæ od razu. Je¿eli zaœ 1 cal (2,54 mm) po-
dzieliæ na 2, wyjdzie 12,7 mm, czyli od rze-
czywistego wymiaru wewnêtrznego odbiega
jeszcze bardziej.
Rury czarne, z powodu podatnoœci na
korozjê, nie nadaj¹ siê do wody u¿ytko-
wej. Proces destrukcji metalu wystarcza,
by jego produkty, a zw³aszcza zwi¹zki ¿e-
laza i cynku, zanieczyszcza³y wodê
w stopniu dyskwalifikuj¹cym j¹ do kon-
taktu z ludzkim cia³em, a tym bardziej –
w wypadku z.w.u. – do picia lub spo¿ywa-
nia w innej formie.
Rur cynkowanych
nie wolno spawaæ
ani gi¹æ na gor¹co. Ju¿ w temperaturze
powy¿ej 60°C ochronna warstwa cynku
traci swoje w³aœciwoœci i ulega uszkodze-
niu. Stal zaœ staje siê bardziej podatna na
korozjê ni¿ odmiana czarna.
£¹czenie i formowanie przewodów
odbywa siê z u¿yciem kszta³tek gwinto-
wanych. Wymaga to wiêkszego nak³adu
pracy i – jak napisaliœmy – jest mniej ko-
rzystne w instalacjach z przep³ywem kon-
wekcyjnym. Tote¿ rur stalowych ocynko-
wanych u¿ywa siê do wykonywania insta-
lacji wodoci¹gowych. Do instalacji wody
ciep³ej stosuje siê rury o zwiêkszonej gru-
boœci pow³oki cynkowej, s¹ bowiem bar-
dziej odporne na podwy¿szon¹ tempera-
.
Stal jest o kilkadziesi¹t procent tañ-
sza, ni¿ nowoczesne materia³y alterna-
tywne. To jednak dotyczy tylko kosztu za-
kupu. Potem ju¿ wszystko zaczyna byæ
dro¿sze. Przede wszystkim chodzi o nie-
wielk¹ trwa³oœæ. Zdarza³o siê, ¿e do awarii
spowodowanych skorodowaniem instala-
cji dochodzi³o ju¿ po kilku latach u¿ytko-
wania. Bywa³o, ¿e ca³kowitej wymiany
trzeba by³o dokonaæ ju¿ po dziesiêciu la-
tach. Tak wiêc w d³u¿szym okresie stal
okazuje siê kosztowna. Zw³aszcza ¿e wo-
bec ciê¿aru oraz trudnoœci, jakie sprawia
obróbka, robocizna w tym przypadku jest
prawie pó³torakrotnie dro¿sza, ni¿ przy
innych materia³ach.
Wykorzystanie rury stalowej do oddzielenia
kot³a grzewczego od instalacji z tworzywa
sztucznego
£¹czenie i zmiana kierunku przep³ywu przy
rurach ze stali czarnej (po lewej) i cynkowanej
MiedŸ
W Europie Zachodniej z miedzi wy-
konuje siê wiêkszoœæ instalacji: w Niem-
czech 70%, w Anglii nawet 95%. W Pol-
sce nieliczne instalacje miedziane, jakie
siê pojawi³y w latach 80., wykonano
z materia³ów niew³aœciwych i bez zacho-
wania wymogów technicznych. St¹d pow-
sta³a opinia, ¿e miedŸ koroduje. Tymcza-
sem akurat podstawow¹, niepodwa¿aln¹
Dom
5
2004
155
Dziœ w instalacjach wewnêtrznych,
zw³aszcza w domach jednorodzinnych,
stal zdecydowanie wychodzi z u¿ycia.
Jednym z nielicznych, nadal aktualnych
zastosowañ jest oddzielenie przewodów
z tworzyw sztucznych od Ÿróde³ ciep³a
(np. pieca c.o.). Przy temperaturze wody
do 60°C stalowy odcinek buforowy musi
mieæ d³ugoœæ co najmniej 50 cm, przy
wy¿szej – co najmniej 2 m
budujemy
R
APORT
18
Instalacje żeliwne, stalowe, miedziane
na, pó³torakrotnie wiêksza ni¿ w przypad-
ku stali. Trzeba wiêc przewidzieæ odpo-
wiednio sprawniejsze kompensatory.
Inna niedogodnoœæ wynika z tego, ¿e
miedŸ przyœpiesza korozjê metali mniej
szlachetnych stykaj¹cych siê z ni¹ w in-
stalacji: stali (tak¿e ocynkowanej), alumi-
nium. Jest to tzw. korozja elektroche-
miczna. Czêœciowo mo¿na jej zapobiec,
oddzielaj¹c miedziane i mniej szlachetne
fragmenty instalacji przek³adkami izola-
cyjnymi. Najlepiej jednak, gdy wszystkie
elementy instalacji z miedzi (wymiennik
ciep³a w kotle, grzejniki) s¹ wykonane
z tego metalu lub jego stopów – mosi¹dzu,
br¹zu, miedzioniklu. Nieszkodliwe jest
tak¿e ³¹czenie jej ze stal¹ kwasoodporn¹,
z której czêsto s¹ wykonywane wymienni-
ki ciep³a w kot³ach. Rzecz jasna, elektro-
korozji nie ulegaj¹ tworzywa sztuczne.
.
Oferowane s¹ równie¿ gotowe pêtle kom-
pensacyjne.
Podstawowym sposobem ³¹czenia
rur jest lutowanie.
Rozró¿nia siê przy
tym lut twardy, topi¹cy siê przy tempera-
turze powy¿ej 450°C, i miêkki – przy 220-
240°C. Lutowanie twarde nale¿y w miarê
mo¿noœci ograniczaæ. Konieczne przy
nim podgrzewanie palnikiem mo¿e spo-
wodowaæ naruszenie struktury warstwy
ochronnej na wewnêtrznych powierzch-
niach rur i z³¹czek. Z podobnych wzglê-
dów trzeba do niezbêdnego minimum
Budowa z³¹czki miedzianej z lutem inte-
gralnym
Bardzo wa¿ne
MiedŸ hamuje rozwój silnie chorobotwórczych bakterii legionella i glonów.
£¹cznik zaciskowy: przy skrêcaniu pierœcie-
nie gumowe (o-ringi) zostaj¹ œciœniête miêdzy
nakrêtkami i korpusem oraz dociœniête do ³¹-
czonych odcinków rur
Rury miedziane s¹ ma³o odporne na
zarysowania. Dlatego instalacjê nale¿y
dobrze chroniæ przed przedostaniem siê
do niej drobnych cz¹stek sta³ych, jak pia-
sek, zaprawa murarska, drobiny rdzy. Na
wejœciu do instalacji (czy jej czêœci wyko-
nanej z miedzi) nale¿y za³o¿yæ filtr siat-
kowy o oczkach nie wiêkszych ni¿ 80 µm
(0,08 mm). Po¿ytecznym rozwi¹zaniem
jest zabezpieczenie rur zaœlepkami na czas
transportu. Instalacjê nale¿y projektowaæ
tak, by przep³yw wody nie przekracza³
0,5 m/s w przewodach obiegowych, 1 m/s
w pionach i 2 m/s w ga³¹zkach. Niedo-
puszczalne s¹ zawirowania wody i inne
formy jej burzliwego przep³ywu. Mo¿e do
nich dochodziæ w miejscach zmiany kie-
runku przep³ywu, w przewê¿eniach,
w bruzdach powsta³ych w wyniku niew³a-
œciwego ³¹czenia elementów.
Obecnie na rynku krajowym s¹ do-
stêpne wszystkie elementy instalacji
miedzianych, zarówno importowane,
jak i produkcji krajowej: trzy rodzaje
miedzianych rur instalacyjnych: miêk-
kie, oznaczane R220, F22 lub r; pó³-
twarde, oznaczane R250 lub z4; twarde,
oznaczane R290, FSO, F37 lub z6.
Pierwsze dostarcza siê w zwojach 50-
metrowych, pozosta³e w odcinkach pro-
stych d³ugoœci 3 i 5 m. Nominaln¹ œred-
nic¹ rur jest œrednica zewnêtrzna; do-
ograniczaæ giêcie rur oraz ich kielichowa-
nie na gor¹co. Po³¹czenia uzyskuje siê na
dwa sposoby. Jeden to wsuniêcie obu
koñców w z³¹czkê (mufê) odpowiednio
wiêkszej œrednicy. Drugi polega na me-
chanicznym rozszerzeniu koñcówki rury,
czyli jej rozkielichowaniu. Niektóre wy-
roby s¹ zaopatrzone fabrycznie w takie
zakoñczenie. Jeœli go brak (bo np. tniemy
rurê ze zwoju), mo¿na je uformowaæ przy
u¿yciu odpowiedniego przyrz¹du. Rury
twarde trzeba przed kielichowaniem
poddaæ zmiêkczaj¹cemu wy¿arzaniu, co
jednak, jak wspomnieliœmy, nie jest zale-
cane.
Lut najczêœciej ma postaæ drutu lub
prêtów (lasek). Dostêpny jest równie¿ sys-
tem z³¹czek z lutem integralnym
W niektórych punktach instalacji,
g³ównie przy pod³¹czeniach do urz¹dzeñ
czerpalnych, stosuje siê tak¿e po³¹czenia
gwintowane. £¹czniki zaciskowe s¹ bar-
dzo ³atwe w stosowaniu nawet dla niefa-
chowca. W niewielkich instalacjach,
gdzie wy¿sza cena nie ma istotnego zna-
czenia, mo¿na je zastosowaæ do wszyst-
kich po³aczeñ
.
Obróbka rur miedzianych jest ³atwa,
ale wymaga specjalnych przyrz¹dów: do
ciêcia i wyginania. Do mocowania rur
stosuje siê równie¿ gotowe uchwyty, naj-
czêœciej w formie stopki z otworami pod
œruby mocuj¹ce. Baterie czy inne elemen-
ty armatury trzeba mocowaæ w osobnych
uchwytach; nie mo¿na nimi obci¹¿aæ nie-
zbyt wytrzyma³ych przewodów miedzia-
nych.
Jak widaæ, miedŸ to materia³ wymaga-
j¹cy. Ma jednak niezaprzeczaln¹ zaletê:
trwa³oœæ. O instalacjach z tworzyw mówi
siê triumfalnie, ¿e wytrzymaj¹ co naj-
mniej pó³ wieku. Tymczasem w przypad-
ku miedzi mówienie o trwa³oœci stuletniej
mo¿na potraktowaæ jako nadmiern¹
ostro¿noœæ. Co przy tym wa¿ne: instalacjê
z tego materia³u mo¿na wykonaæ (byle
zgodnie ze sztuk¹) i... zapomnieæ o niej.
Nie wymaga ¿adnej konserwacji, ¿adnych
remontów. Tego nie sposób nie doceniæ.
Przyk³ady kszta³tek miedzianych
156
2004
5
Dom
datkowo w oznaczeniu podaje siê gru-
boœæ œcianki.
Szeroka jest oferta ³¹czników. I tak
np. oprócz zwyk³ych kolanek wytwarza
siê ³uki, o ³agodniejszym przejœciu miê-
dzy ramionami, dziêki czemu przep³yw
wody za³amuje siê mniej gwa³townie
, czyli
fabrycznie umieszczonej porcji spoiwa
w wydr¹¿eniu wewnêtrznej œcianki z³¹cz-
ki, tzw. gnieŸdzie kapilarnym. W tym
przypadku wystarczy w z³¹czkê wsun¹æ
koniec rury i podgrzaæ ca³oœæ z zewn¹trz.
budujemy
[ Pobierz całość w formacie PDF ]