Метални тръби за отопление

Избор на тръби за отоплителната система

Как да изберем стоманени тръби за отоплителната система? Когато избирате, имайте предвид следните параметри:

• материал, използван за производството на тръби;
• метод на производство на тръби;
• технически характеристики на тръбите.

Избор на тръби в зависимост от материала на производство

За производството на стоманени тръби могат да се използват:

• въглеродна стомана (черна);
• неръждаема стомана.

Тръбите, изработени от въглеродна (черна) стомана (снимката по-горе) имат следните предимства:

• нисък коефициент на разширение при излагане на висока температура на преминаващата течност;
• нечувствителност към механични влияния;
• ниска цена.

Недостатъкът на този тип материал е високото ниво на податливост на корозия. За да се сведе до минимум образуването на корозивни отлагания, тръбите са поцинковани.

Стоманени тръби с цинково покритие

Неръждаемата стомана, за разлика от въглеродната стомана, е по-малко податлива на корозия. Неръждаемата стомана също е различна:

• устойчивост на механично натоварване;
• нисък коефициент на разширение;
• естетичен външен вид, който избягва необходимостта от покриване на тръби с различни декоративни елементи.

Въпреки това, цената на тръбите от неръждаема стомана е много по-висока.

Стоманени тръби от неръждаема стомана

Избор на тръби в зависимост от метода на производство

Тръбите за отоплителната система могат да бъдат направени по един от следните методи:

заваряване. Заварените тръби могат да имат прав (прав шев) или спирален (спирален шев) шев. Тръбите с прав шев имат значителен недостатък - шев, който може да се повреди при излагане на температура и високо налягане. Следователно отоплителната система със стоманени тръби е направена предимно от спирални тръби;

Заварена стоманена тръба със спирален шев

разтягане (търкаляне). Тръбите, направени по този начин, нямат заварен шев (безшевни тръби), което значително повишава техническите им характеристики (устойчивост на температура и налягане). Въпреки това, цената на безшевните тръби е по-висока от заварените тръби, което ограничава тяхното използване (използвани за създаване на отоплителни системи в суров климат или високо налягане).

Валцувани тръби

За подреждането на отоплителни системи за частна къща или градски апартамент могат да се използват както тръби с прав, така и със спираловиден шев, тъй като налягането в системата не надвишава проектните показатели на тръбите, получени след тестване.

Избор на диаметър и други технически характеристики

Основният технически параметър при избора на стоманени тръби за изграждане на отоплителна система е диаметърът.

Диаметърът на тръбите зависи от такива показатели като:

• температура на охлаждащата течност на входа на системата;
• температура на охлаждащата течност на изхода на системата;
• количеството топлина, необходимо за отопление на помещението;
• скоростта на движение на охлаждащата течност в системата.

Като се имат предвид всички показатели за изчислението, можете да използвате математическата формула:

Изчисляване на диаметъра на тръбата за отоплителна система

В представената формула следните параметри са обозначени с букви:

• D - диаметър на искането;
• Q е количеството топлина (мощност на оборудването);
• ∆t° - температурна разлика на входа и изхода на охлаждащата течност;
• V е скоростта на движение.

За да не правите сложни математически изчисления, можете да използвате таблиците, разработени от специалисти въз основа на посочената формула.

Таблица за определяне на диаметъра

Например, за да оборудвате отоплителна система с мощност на отоплително оборудване от 2,4 kW, са необходими тръби с диаметър 8–10 mm.

Ако в системата са монтирани тръби с по-малък диаметър, тогава количеството топлина няма да е достатъчно за отопление на помещението.При инсталиране на тръби с по-голям диаметър ще се появи шум, когато охлаждащата течност се движи.

Критерии за подбор

Когато определят кои тръби се използват най-добре за отопление на апартамент или индивидуална къща, те вземат предвид следните физически и експлоатационни параметри:

Устойчивост на корозия. Тъй като в отоплителните кръгове тече вода или антифриз с неговото съдържание, отоплителните тръби трябва да имат висока устойчивост на корозия.
Сила. Стандартното налягане в отоплителната система не надвишава 2 атмосфери, тръбопроводът трябва лесно да издържа на това налягане с марж от 1,5 - 2 пъти.
Температурни характеристики. Температурата на носителя в отоплителния кръг рядко надвишава 70 ° C; за топли подове граничната стойност е около 50 ° C. Ясно е, че тръбопроводът трябва да издържа на температурни параметри с марж в случай на извънредни ситуации - прегряване на охлаждащата течност поради проблеми с автоматизацията, неизправности на котела.
Топлопроводимост. Отоплителните тръби транспортират охлаждащата течност към радиаторите или сами са топлообменници, пренасяйки топлинна енергия към подовата замазка

В първия случай тяхната топлопроводимост не играе важна роля, а високата й степен е дори нежелателна. При работа в кръгове на топъл под, напротив, е необходим висок топлопренос, така че топлопроводимостта на тръбопровода трябва да има най-висока скорост.

Ориз. 2 Удължаване на 100-метров участък от тръби при нагряване до 50 ° C

• Коефициент на топлинно разширение. Добре известно е, че всички материали се разширяват до известна степен при нагряване, това се отразява особено на полимерите. Ако тръбите за отоплителни системи се поставят на стени или под насипна замазка, тази особеност на пластмасите трябва да се вземе предвид и трябва да се избере материал с най-нисък линеен коефициент.
• Трудност при инсталиране. За свързване на участъци от тръбопроводи се използват различни методи в зависимост от материалите на тръбите; повечето технологии изискват използването на специален скъп инструмент и умения за работа с него.

Съществуват и методи за свързване на пластмасови тръби с подвижни компресионни фитинги, където основният инструмент е обикновен регулируем гаечен ключ. И малко позната новост във водопровода - натискащ фитинг, можете да свържете две парчета тръби от омрежен полиетилен за няколко секунди с едно щракване.

Размери

При полагане кръгът на подовото отопление може да бъде с дължина 100 метра или повече, така че е важно използваните тръби да са с подходящ размер, за да се избегнат нежелани фуги под замазката. Химическа устойчивост

Отоплителният тръбопровод често се поставя в стени или замазка, през него се прекарват антифризи - етиленгликол, пропиленгликол. Следователно едно от основните изисквания за тръбопровода е устойчивостта на агресивни химикали.

Ориз. 3 Основните видове монтаж на преходни фитинги върху тръби: пресоване (за PEX-AL-PEX), PEX компресионна връзка, пресоване с опъваща втулка (за PEX), PP запояване, пресоване на тънкостенна неръждаема стомана

Издръжливост. Отоплителните тръби трябва да издържат на продължителна работа (най-малко 50 години според държавния стандарт), като същевременно трябва да се има предвид, че за полимерите експлоатационният живот до голяма степен зависи от температурните параметри на охлаждащата течност и налягането в линията.
Хидравлични характеристики. Вътрешните стени на тръбите за отопление в апартамент, отделни сгради, трябва да имат ниско хидравлично съпротивление на водния поток, тоест да бъдат идеално гладки. Това допринася за високата ефективност на системата, намалява експлоатационните разходи (разход на енергия на циркулационната помпа).
Дишане. Кислородът в охлаждащата течност е силен окислител на метали, корозията разрушава нагревателните елементи, части на котела и стоманени фитинги в системата

Ето защо е важно обвивката на тръбата да не позволява преминаване на въздух, това изискване е без значение за металите поради тяхната висока плътност и е важно при използване на полимерни тръбопроводи в отоплителния кръг. Цена
Основният критерий, на който веднага се обръща внимание при инсталирането на отопление, именно поради по-ниската цена пластмасовите продукти са най-търсени сред населението

Разновидности на стоманени тръби

Металургичната индустрия произвежда само три вида стоманени тръбни продукти.

Черна стомана. Тръбните продукти от този тип намират широко приложение през 70-те - 90-те години на миналия век при създаването на водопроводи и топлопроводи. Най-често за тази цел се използва електрозаварена VGP тръба, чиито технически характеристики отговарят на изискванията на GOST 3262-75.

Заварените тръби често се използват за монтаж на отоплителни мрежи, такива тръби са прави и спирални

Полезна информация! Много домакински майстори, когато избират елементи на отоплителна система, вземат предвид, наред с експлоатационния живот на стоманените отоплителни тръби, и факта, че те са лесно заварени и по този начин улесняват монтажа на системата. Основният недостатък на този тип валцувани метални изделия е податливостта на корозия при контакт с вода.

Поради тази причина в охлаждащата течност се появяват люспи от ръжда, а самите тръби се обрасват с отлагания. Комбинацията от тези фактори води до намаляване на пропускателната способност на отоплителния тръбопровод. Ето защо днес можете да закупите стоманени тръби на сравнително ниска цена, но ще трябва да ги сменяте доста често

Основният недостатък на този вид валцувани метални изделия е тяхната податливост на корозия при контакт с вода. Поради тази причина в охлаждащата течност се появяват люспи от ръжда, а самите тръби се обрасват с отлагания. Комбинацията от тези фактори води до намаляване на пропускателната способност на отоплителния тръбопровод. Ето защо днес можете да закупите стоманени тръби на сравнително ниска цена, но ще трябва да ги сменяте доста често.

Поцинкована стомана. Слоят с цинково покритие, както бе споменато по-горе, е предназначен да противодейства на явлението корозия и да увеличи експлоатационния живот на продуктите от черна стомана. Поцинковането не се справя напълно със задачата, а само забавя корозията на основния метал.

Според експерти поцинковането е най-стабилният и издръжлив материал, чиито технически характеристики позволяват да се създаде централизирано отопление с непредсказуемите скокове на налягането и температурния график. В автономни отоплителни системи, които позволяват оперативен контрол на работните параметри, могат да се монтират по-евтини тръби от металопласт и полипропилен.

Поцинкованите елементи на отоплителния тръбопровод имат само два сериозни недостатъка:

• заваръчният шев разрушава цинковия слой вътре в тръбата, създавайки уязвимо място за корозия. Това неизбежно води до намаляване на експлоатационния живот на отоплителната система. И монтирането на конец ще отнеме много време и усилия.
• цената на поцинкованите продукти е много по-висока от цената на тръбите за отопление, изработени от черна стомана, металопласт или пластмаса.

Тръбите за отопление трябва да бъдат избрани поцинковани или неръждаеми, те са устойчиви на корозия и издържат по-дълго от обикновено

Неръждаема стомана. Теоретично използването на безшевни или заварени тръби от неръждаема стомана прави щранговете, както и очната линия, почти вечни. Но това решение не е популярно поради сложността на обработката на устойчиви на корозия стомани и тяхната висока цена.

На този фон използването на гофрирана тръба от неръждаема стомана изглежда много по-изгодно.

• по време на монтажа можете да се справите с чифт газови ключове и евтин тръборез;
• препоръчителното работно налягане при +100˚С е. Такъв индикатор не е достъпен за нито една пластмаса;
• тръбите могат да приемат всяка сложна конфигурация и лесно се огъват на ръка.

Забележка! Ако вашето семейство има малки деца, те неизбежно ще използват кабелите на радиатора като напречна греда или опора, което ще доведе до деформация на тези елементи на отоплителния тръбопровод. И неръждаемата стомана, всъщност, като всеки метал, губи сила при многократно огъване и дори може да се счупи.

Критерии за избор на метални тръби за отопление

При изграждането на къща и полагането на отоплителна система със собствените си ръце възниква основният въпрос - кои метални тръби са по-добри? Както знаете, металите, използвани за комуникации, се класифицират като:

• черен;
• цвят;
• сплави.

Първата категория включва валцувана стомана, поцинковано желязо и чугун. Цветните метали не ръждясват, а се окисляват, това са:

• бронз;
• медни;
• алуминий и др.

Видът и разположението на отоплителната система е един от решаващите фактори при избора на тръби за мрежата

Основни критерии за избор:

• вид отоплителна система (гравитационна или принудителна);
• максимално натоварване (условията на северните райони се различават в отоплителния период на южните ширини);
• възможността за подмяна на участъци от тръбопровода с най-голямо натоварване;
• метод на монтаж (скрит или затворен, вътре в стените);
• общата конфигурация на системата, включително броя на етажите на частна къща;
• дизайн и максимално налягане вътре;
• вид охлаждаща течност;
• възможности за транспортиране и монтаж "направи си сам";
• обща дължина и бюджетна рамка за монтаж;
• максимално възможна температура в системата.

Методи за надлъжно заваряване на тръби

Тръбните продукти, произведени по метода на огъване на лист (лента) от стомана в кръг и свързване на неговите фуги, се заваряват по няколко различни технологии.

Пещно заваряване

Стоманената лента (лента), влизаща в валцовата мелница за закръгляване, се нагрява предварително в тунелна пещ до температура от около 1300 °C. Приближавайки се до търкалящите се ролки, страничните дюзи допълнително загряват ръбовете на тръбите с горещ въздух до температура от около 1400 °C. Подобни дюзи се монтират в областта на ролките на формовъчната мелница и загряват ръбовете на лентата до 1400 ° C преди директно огъване на листа в кръг с контакта на крайните ръбове.

След съединяване на ръбовете, нагрети до висока температура под налягане с ролки, се образува здрав шев, получен по метода на взаимна дифузия на разтопени метали. След това тръбата отново се изтегля през пещта с оформящи ролки, за да й се придаде правилната геометрична форма. Технологията се отнася до видовете обработка на стомана чрез гореща деформация.

Ориз. 5 Схема на пещно и електродъгово заваряване в среда на флюс

Електрическо заваряване

Електрическото заваряване е по-често от другите методи, използвани при заваряване на кръгли тръби, ви позволява да получите висококачествен шев върху тънки стени. Тръбните продукти, използвани за тръбопроводи на нефтената и газовата промишленост, се произвеждат чрез дъгова заварка с флюс. За извършване на заваръчни работи във формовъчната валцова мелница се оформя кръгла тръбна обвивка, ако диаметърът на продукта е твърде голям, кръгът се сглобява от два листа, които се оформят под преса, докато се получи полукръгла форма.

Автоматичното електрическо заваряване се извършва едновременно от двете страни, докато се получи равномерно заварен надлъжен шев, като електрод се използва тел. След отстраняване на гиганта, ултразвуково тестване и хидротест, тръбата е готова за употреба.

Ориз. 6 Електрозаваряване в инертни газове - принцип

Електрическо заваряване в среда на защитен газ

Недостатъкът на заваряването във въздух е вредното въздействие на кислорода върху съединението, в резултат на което в лентата на шева се образуват въздушни мехурчета, химическият му състав се променя поради карбидизацията на легиращите елементи и на повърхността се появява котлен камък.

За да се отървете от тези вредни фактори, произтичащи от въздействието на кислорода на околната среда върху метала, позволява използването на инертни защитни газове в областта на заваряването: въглероден диоксид, аргон и хелий. По време на работа неутралните газове, които са по-тежки от въздуха, го изместват от работната зона, изключвайки контакта на стопената заваръчна вана с атмосферния кислород. Като електроди се използват огнеупорни продукти от волфрам.

Заваряването в среда с инертен газ се използва по-често за свързване на части, изработени от неръждаема или високолегирана стомана, шевовете се отличават с еднородност на материала, еднаква дебелина, високо качество на повърхността и осигуряват отлична плътност и здравина на фугата.

Тръбните продукти, получени чрез електрическо заваряване, принадлежат към групата на студеноформованите.

Ориз. 7 HDTV схеми за заваряване

Високочестотно (индукционно) заваряване

Модерният метод на високоскоростно заваряване под налягане (чрез притискане на разтопените ръбове заедно с физическа сила), при който ръбовете на детайла се нагряват от високочестотни високочестотни токове до омекване, намира широко приложение в производството на тръби. Плътността на тока е максимална в повърхностния слой на продукта и рязко намалява при потапяне в дълбочината на детайла (повърхностен ефект), поради което само тънък слой от външната обвивка с дълбочина 0,1 - 0,15 mm се нагрява силно .

Съединените ръбове се нагряват от индуктор, разположен в непосредствена близост до техните ръбове; той генерира индукционни токове по ръбовете на детайла с помощта на два електрода, плъзгащи се по тръбната обвивка.

При индукционно заваряване съединените тръбни ръбове на детайла имат формата на буквата Y, HDTV се довежда до ръбовете с помощта на индуктор или въртящ се валяк, така че да преминава през точката на тяхното сближаване. Разстоянието от токопроводящите контакти до кръстовището варира от 25 до 300 mm.

Има няколко технологии за индукционно заваряване, за свързване на ръбове на тръби, изработени от черни и цветни метали, по-често се използва техниката на заваряване под налягане с мигане. Скоростта на нагряване при тази технология е 15·104 °C/s, валежите са 2000 mm/s, технологията осигурява високо качество на заваръчната фуга.

Ориз. 8 Физически параметри на метали от термично обработени и горещо редуцирани тръби с прав шев от класове A и B (GOST 10705-80)

Принципът на използване и инсталиране на отопление със стоманени тръби

Използването на стоманени тръби е препоръчително, когато са необходими големи диаметри и механична якост. Полагането на тръби е доста проблематично поради трудността да им се придаде необходимата геометрия. Освен това се препоръчва изолация на тръбите поради тяхната значителна топлопроводимост.

При наличието на подов котел с естествена циркулация, използването на "черна" стомана ще бъде оптимално. Тази суровина във водопроводната система бързо ръждясва. Но в автономна отоплителна система, с дълга циркулация на охлаждащата течност, бързо изпаряване на кислорода, експлоатационният живот на черните тръби може да продължи около 50 години.

При използване на стенни котли, оборудвани с меден топлообменник и принудителна циркулация (помпа), използването на стоманени тръби става непрактично. Това се дължи на неестетичния характер на такава система, корозивното запушване на най-тънкия топлообменник и високата цена на монтажа. Ето защо е препоръчително да демонтирате стоманени тръби с медни или пластмасови суровини.

За сглобяване на стоманени тръби е необходимо да имате устройство за рязане на тръби и резби, регулируем и газов ключ, ножовка, заваряване и херметична лента за уплътняване на всички фуги. Когато купувате непоцинковани тръби, те трябва да бъдат боядисани с асфалтов лак. При наличие на фабрично поцинковане не е необходимо да се обработват допълнително тръбите.Предпочитайки отворено полагане на тръби, трябва да се погрижите за монтажните скоби. Точките за закрепване могат да бъдат разположени на разстояние от:

• 2,5 метра, ако вътрешният диаметър на труда е до 20 милиметра;
• приблизително 3 метра стойност на диаметъра от 25 милиметра и повече;
• 4 метра с вътрешен диаметър 40 милиметра.

За огъване на стоманени тръби е препоръчително да използвате хидравличен тръбогиб, който е малък по размер, удобно и лесно транспортируемо устройство, което спестява енергия. Ако няма такъв инструмент, тогава е възможно да се закупят готови стоманени фитинги с необходимата форма, които осигуряват свързването на прави участъци в тръбопровода. Към днешна дата изборът на фитинги е проста задача, тъй като производителите предлагат достатъчна гама от тях.

Кои тръби да изберете за организацията на отоплителната система

Изборът на тръби за отопление на частна къща е отговорен процес, по време на който трябва да се вземе предвид площта на помещението, независимо дали се отоплява или не, каква мощност има котелът и т.н. висококачествена система, по-добре е да използвате полипропиленови тръби. Те са евтини, имат висока херметичност и са лесни за инсталиране. Инсталацията отнема малко време, за разлика от изчисленията и подготвителната работа. За да може системата да работи дълго време и да не се нуждае от превантивна поддръжка, по-добре е да изберете подсилени тръби и кранове от неръждаема стомана.

Металопластичните тръби са добър, но по-скъп вариант. За монтаж е достатъчно да имате гаечен ключ. Основният недостатък на продуктите е ниският експлоатационен живот на връзките. Такива тръби трябва да се използват само за отопляеми помещения. Ако бюджетът позволява, по-добре е да закупите тръби от неръждаема стомана. Те са по-скъпи, но ще издържат поне 100 години.

Диаметър на тръбата за отопление

Друг важен етап от организацията на системата е изборът на диаметъра на тръбите за отопление на частна къща. Продуктите са представени в различни диаметри.

За да изберете правилния, трябва да проучите системната диаграма и да се свържете със специалистите. Приблизителният диаметър може да се изчисли независимо, като се вземе предвид площта на помещението и скоростта на охлаждащата течност.

Съществува погрешно схващане, че инсталирането на тръби с голям диаметър е ключът към ефективната работа на системата. Всъщност, поради масивни тръби, налягането в системата намалява или изчезва. В резултат на това водата не може да попадне във всички радиатори. Тръбите с по-малък диаметър имат по-висок дебит на водата. Оптималната стойност е между 0,2 и 1,5 m/s. Ако скоростта е твърде висока, в охлаждащата течност се чува кипене на вода.

За избор на подходящ диаметър се прави изчисление на топлинната мощност. Например, за стая с тавани с височина до 3 метра, за всеки квадратен метър са необходими 100 вата енергия. За стая от 20 квадратни метра ще са необходими 2000 вата. Ако добавите 20% от запаса, получавате 2400 вата. Топлинната мощност се осигурява от наличието на 1-2 радиатора, монтирани под прозорците. Според таблицата за тази стая са подходящи тръби с диаметър 8-10 мм. Това са приблизителни изчисления, но те ще помогнат за изчисляване на бюджета при ремонт на къща.

Подреждането на отоплението е важен етап, който се извършва веднага след изграждането на къщата. Струва си да се подходи отговорно към избора на тръби, тъй като те са основните елементи на системата. Те трябва да са здрави, издръжливи, устойчиви на температура и скокове на налягане. Когато избирате продукти, си струва да вземете предвид много нюанси. Това е площта на помещението, независимо дали се отоплява или не, начинът на полагане на комуникациите. Не си струва да спестявате от организацията на отоплителната система. Висококачествените материали ще издържат до 100 години, като същевременно запазят производителността си. Трябва да изберете продукти от доверени производители, тъй като дори и най-малкото нарушение на производствената технология значително влошава производителността.

Плюсове и минуси на стоманени тръби

Техническите характеристики на стоманените тръби за отопление зависят от технологичните характеристики на тяхното производство. Продуктите могат да бъдат заварени или безшевни. Първите са зашити заедно от метален лист, докато вторите са оформени на сложно оборудване.

Основните предимства на стоманената тръба за отопление включват:

• висока топлопроводимост. Този момент е много важен за организацията на отоплителните системи в жилищни сгради. Металната повърхност пренася топлината във въздушното пространство на помещението, като по този начин частично изпълнява функцията на отоплително устройство;
• малко термично разширение. Това свойство предопределя липсата на необходимост от използване на дебелостенни продукти;
• висока газонепропускливост. Стойността на тази характеристика на практика достига сто процента. Нереалистично е да се създаде пълноценен затворен отоплителен кръг, без да се изпълни това условие;
• сила. Поради това свойство тръбопроводите за високо налягане се създават само на базата на метални тръби;
• наличност. Сравнително ниската цена на стоманата играе важна роля при създаването на бюджетни опции за топлоснабдяване.

Има много видове стоманени тръби и всеки от тях има своите предимства и недостатъци.

Сред недостатъците експертите подчертават:

• податливост на корозия. Металът слабо издържа на въздействието на агресивна среда и окислителни процеси. Но поцинкованите стоманени тръби могат да увеличат експлоатационния си живот с 10 ... 15 години, тоест почти 2 пъти;
• голяма маса. Ще са необходими значителни физически усилия за полагане на тръбопровода;
• твърдост. Възможно е огъването на тръбата само чрез термично действие. При образуване на линия за свързване на стоманени тръби са необходими къдрави елементи.
• електропроводимост. Това свойство на метала е от особено значение при подреждането на отоплителна система на базата на електрически бойлер.