Pagrindinis žalvarinių jungiamųjų detalių vadovas: vandentiekio sistemų tipai, pritaikymas ir pranašumai
Žalvarinės jungiamosios detalės yra nepakeičiami komponentai, jungiantys vamzdžius, reguliuojantys srautą ir užtikrinantys efektyvų vandens tiekimą vandentiekio sistemose. Žalvaris, vario ir cinko lydinys, buvo pasirinkta jungiamųjų detalių medžiaga nuo XIX a. Šiame straipsnyje bus pateikta išsami žalvarinių jungiamųjų detalių tipų, paskirties, montavimo ir privalumų apžvalga tiek gyvenamosiose, tiek pramoninėse santechnikos srityse.
Kas yra žalvario jungiamosios detalės?
Žalvario jungiamosios detalės yra jungtys ir vožtuvai, pagaminti iš žalvario lydinių, kurie jungia tiesias vamzdžių eigas ir keičia vamzdyno kryptį, skersmenį arba tipą. Jie sukuria patikimus hidraulinius sandariklius tarp vamzdžių segmentų, naudodami apdirbtus sriegius arba lituotas jungtis. Žalvaris turi pakankamai tvirtumo ir lankstumo, kad jungiamosios detalės atlaikytų slėgio svyravimus, šiluminio plėtimosi įtempius ir pasikartojančius surinkimus.
Armatūrai naudojamuose žalvario lydiniuose yra 15-45 procentų cinko, sumaišyto su variu. Cinkas pagerina liejamumą, kietumą ir atsparumą korozijai, palyginti su grynu variu. Nedidelis kiekis arseno, švino ir fosforo pridedamas siekiant pagerinti apdirbamumą ir sutepimą sriegimo ir kitų apdirbimo operacijų metu [1]. Šiuolaikiniame „bešviniame“ žalvarie naudojamas bismutas, selenas arba silicis, kad būtų laikomasi aplinkosaugos teisės aktų.
Kodėl vandentiekyje naudojamos žalvario jungiamosios detalės?
Žalvarinės jungiamosios detalės buvo esminė vandentiekio sistemų dalis nuo pat vidaus vandentiekio ir sanitarijos įvedimo. Žalvaris turi neprilygstamų pranašumų, kuriais grindžiamas jo universalus naudojimas geriamojo vandens reikmėms:
- Atsparumas korozijai - Žalvario lydiniai yra stabilesni nei geležies ar aliuminio medžiagos, besiliečiančios su vandeniu. Vario oksido patina atspari tolesnėms reakcijoms ir apsaugo nuo nuosėdų susidarymo ant paviršių [2].
- Atsparumas biologiniam užteršimui - žalvarinės jungiamosios detalės riboja bakterijų sukibimą ir riboja bioplėvelės susidarymą. Tai palaiko vandens kokybę, palyginti su geležies komponentais [3].
- Didelis tempiamasis stipris. Lieto žalvario takumo riba viršija 200 MPa, o tempimo stipris viršija 450 MPa. Tai užtikrina patvarų veikimą esant dideliam slėgiui ir pasikartojantiems įtempimams [4].
- Kalumas ir apdirbamumas - Žalvaris lengvai paverčiamas sudėtingomis geometrijomis. Mechaniškai apdoroti sriegiai užtikrina patikimą sandarinimą ir surinkimą, palyginti su plastikinėmis jungiamosiomis detalėmis [5].
– Netoksiška medžiaga – Šiuolaikiniame bešviniame žalvario sudėtyje yra mažiau nei 0,25 proc. švino, todėl jį saugu liestis su geriamuoju vandeniu pagal EPA taisykles [6].
- Nekibirkščiuojančios savybės - Žalvaris negali sukelti kibirkščių, kai smogiamas ar priveržiamas. Tai pašalina gaisro pavojų degių dujų ar kuro įrenginiuose [7].
Dėl šių savybių žalvaris yra ideali medžiaga vamzdžius jungiančioms detalėms, reguliuojančioms srautą ir leidžiančią efektyviai naudoti vandenį namuose ir komerciniuose pastatuose.
Žalvarinių jungiamųjų detalių tipai ir jų pritaikymas
Žalvario jungiamosios detalės gali būti suskirstytos į septynis pagrindinius tipus, atsižvelgiant į jų skirtingą geometriją ir vandentiekio pritaikymą:
1. Vamzdžių movos
Vamzdžių movos yra movos su vidiniais sriegiais, kurie mechaniškai sujungia dvi vamzdžio dalis. Movos leidžia linijiškai išplėsti vamzdynus ir lanksčiai išdėstyti vamzdžių eigas. Tvirtos srieginės arba prispaustos movos apsaugo nuo nuotėkio dėl vibracijos, nesutapimo ar vamzdžių judėjimo.
Yra trys movų konstrukcijos: tiesios movos, skirtos sujungti vienodo dydžio vamzdžius, reduktorinės jungtys, skirtos skirtingų skersmenų sujungimui, ir kompensacinės jungtys, leidžiančios kampu pereiti tarp netinkamai išlygiuotų vamzdžių sekcijų. Santechnikai plačiai naudoja žalvario jungtis, kad sujungtų varinius, cinkuoto plieno, PVC ir CPVC vamzdžius vandens paskirstymo sistemose.
2. Vamzdžių alkūnės
Vamzdžių alkūnėse yra kampuotų posūkių, skirtų skysčio srautams nukreipti tarp statmenų arba aštrių vamzdynų orientacijų. Įprasti 90 laipsnių ir 45 laipsnių alkūnės kampai. Alkūnės leidžia išvengti kliūčių vamzdžiams, nutiestiems aplink įrangą, sienas ar konstrukcines kolonas. Dėl greitų krypties pokyčių jie sukelia turbulenciją ir slėgio praradimą.
Alkūnės formuojamos liejant ir apdirbant žalvarį, lenkiant metalo lakštus arba liejant termoplastiką. Žalvarinės alkūnės patikimai išlaiko impulsų kaitos įtempius ir eroziją karšto vandens, suspausto oro, alyvos ir drenažo srautuose. Norint išvengti sąnario nesutapimo, rekomenduojami standūs alkūnių laikikliai.
3. Vamzdžių marškinėliai
Vamzdžių trišakiai yra paprasčiausia vamzdžių jungtis – „T“ raidės formos su trimis jungtimis, skirtomis skysčio srautams atšakyti arba sujungti. Vienodo dydžio trišakiai palaiko srauto skersmenį, kad būtų galima nukreipti į kelis naudojimo taškus. Sumažinus trišakius, pasikeičia skersmuo, kai šakojasi į antrines aptarnavimo linijas.
Bėgimo orientacijos apima tiesią, atšaką ir mažinančias trišakius. DZR žalvario ir vario trišakiai tinka tiksliam hidrauliniam balansavimui buitinio vandens, šildymo ir vandens kondensatoriaus sistemose. Pratekėjimas palaiko srautą, o išsišakojusios linijos traukia arba įpurškia skysčio.
4. Vamzdžių jungtys
Vamzdžių jungtys leidžia greitai atjungti vamzdynų segmentus be didelių jungčių išmontavimo. Jie palengvina greitą skaitiklių, vožtuvų ir komponentų pakeitimą tarp vamzdžių eigos. Jungtys susideda iš srieginių vidinių ir vidinių galų, suveržtų į centrinį flanšinį žiedą.
Sujungimai supaprastina techninę priežiūrą ir modifikacijas, įgalindami išankstinį surinkimą ir lanksčią vamzdynų sekcijų išdėstymą. Žalvaris apsaugo nuo sriegių nutrūkimo nuo pakartotinio priveržimo. Jungtys, skirtos 10,000 plius psi paslaugai, įrengiamos slėgio reguliavimo stotyse, įrangos rinkiniuose ir prietaisų vamzdeliuose.
5. Vamzdžių adapteriai
Adapteriai sujungia nesutampančių dydžių ar tipų vamzdžius, todėl prie esamų sistemų galima prijungti naujus komponentus. Vidiniai ir moteriški adapterio galai atitinka du jungiamųjų vamzdžių stilius ir matmenis. Įprasti adapteriai yra reduktoriaus įvorės, dielektrinės movos ir guminių tarpiklių jungtys.
Adapteriai apsaugo nuo plastikinių vamzdynų dalių pažeidimų, kuriuos sukelia didelio sukimo momento metalinių jungčių įtempimas. Dielektrinės jungiamosios detalės elektriškai izoliuoja nesuderinamus metalus, tokius kaip cinkuotas plienas ir varis. Tinkamas sandarinimas apsaugo nuo mikrobų patekimo ir leidžia stebėti bei valdyti skaitiklius ir vožtuvus.
6. Vamzdžių kamščiai
Vamzdžių kamščiai laikinai arba visam laikui užsandarina vamzdžių angas. Jie izoliuoja aptarnavimo linijas ir įrangos purkštukus atliekant techninę priežiūrą ar pakeitimus. Kūginiai žalvariniai kaiščiai, įkišti į sriegines prievadas, užtikrina sandarų sistemos išjungimų uždarymą. Įgilintų kamščių profiliai sumažina srauto sutrikimus.
Nuolatiniai prispaudžiami kištukai įjungiami naudojant jėgą, kai reikia patikimo ir ilgalaikio uždarymo. Kvadratinės ir šešiakampės žalvarinės galvutės leidžia tiksliai valdyti sukimo momentą montavimo metu. Kištukai yra privalomi norint saugiai izoliuoti tuščiosios eigos dalis, linkusias į vidinę koroziją.
7. Vamzdžių dangteliai
Vamzdžių dangteliai sukuria vandeniui nepralaidų sandariklį atvirame vamzdžio eigos gale. Dangteliai apsaugo nuo nuotėkio ir deguonies patekimo į atjungtus vamzdžius, kurie gali korozuoti stovinčio vandens linijas. Jie tvirtinami virš vamzdžių išleidimo angų naudojant cementą, sriegines jungtis arba frikcinius presavimo jungtis.
Užsandarinant angą, dangteliai turi atlaikyti sistemos slėgį ir neišsisviesti. Srieginiai žalvariniai dangteliai, įsukti į lizdus, užtikrina sandarų uždarymą ir lengvą nuėmimą. Dangteliai ir kištukai dažnai naudojami pakaitomis izoliuojant ir uždarant.
Žalvarinių jungiamųjų detalių naudojimo santechnikoje pranašumai
Metalinės jungiamosios detalės užtikrina aukšto slėgio ir temperatūros vandentiekio sistemų patvarumą, neprilygstamą plastikui. Lietas žalvaris tapo geriausia montavimo medžiaga dėl šių privalumų:
- Atsparumas korozijai – Žalvaris nerūdija ir nesikaupia nuosėdų, kaip plienas, todėl vandens tekėjimas yra sklandus [8].
- Atsparumas biologiniam užsiteršimui – žalvarinės jungiamosios detalės slopina bakterijų plėveles, išsaugodamos vandens kokybę ir skonį [9].
- Didelis atsparumas tempimui – žalvaris gali atlaikyti pakartotinį montavimo įtempį ir šiluminį plėtimąsi iki 150 laipsnių [10].
- Kalus ir plastiškas – žalvaris lengvai apdirbamas į sudėtingas formas ir sugeria jėgas be įtrūkimų [11].
- Kompozicijos be švino – modernus žalvaris apsaugo geriamojo vandens tiekimą nuo užteršimo švinu [12].
- Nekibirkščiuojantis – Žalvaris negali išleisti kibirkščių, kurios montuojant uždega degiąsias dujas ar degalus [13].
- Ekonomiškas – žalvaris yra pigesnis nei aukščiausios kokybės lydiniai, pavyzdžiui, nerūdijančio plieno ar bronzos jungiamosios detalės [14].
Tinkamas žalvarinių jungiamųjų detalių pasirinkimas, išdėstymas ir montavimas yra labai svarbūs kuriant patikimus ir ilgalaikius vandentiekio mazgus. Tinkamas sukimo momento lygis priveržimo metu apsaugo nuo jungties iškraipymo ar lūžių. Supratimas apie montavimo galimybes užtikrina optimalų sistemos veikimą.
Išvada
Žalvarinės jungiamosios detalės dėl savo neprilygstamų medžiagų savybių daugiau nei šimtmetį buvo šiuolaikinių vandentiekio sistemų kertinis akmuo. Movos, alkūnės, trišakiai, adapteriai, jungtys ir kitos jungiamosios detalės padidina žalvario lydinių patvarumą, atsparumą korozijai ir universalumą. Šiame vadove pateikiama išsami jungiamųjų detalių tipų, paskirties, įrengimo aspektų ir pranašumų, užtikrinančių visur naudojamą žalvario vaidmenį gyvenamosiose ir pramoninėse santechnikos srityse, apžvalga. Žalvarinės jungiamosios detalės yra tvirtas ir patikimas vamzdis, skirtas saugiai tiekti vieną iš brangiausių mūsų išteklių – vandenį.
Nuorodos:
[1] CDA – Vario plėtros asociacija, „Žalvario lydiniai be švino“, 2020 m.
[2] M. Betts, "Žalvario lydinių atitiktis bešviniams teisės aktams", Materials and Design, t. 32, p.{3}}, 2011 m.
[3] JR Davis (Red.), "Cast Iron and Brass Plumbing Materials", Copper and Copper Alloys, ASM International, 2001.
[4] ASTM B124/B124M - 15, standartinė vario ir vario lydinio kalimo strypų, strypų ir formų specifikacija, ASTM International, West Conshohocken, PA, 2015 m.
[5] K. Morvay ir F. Giles, „Žalvario veikimo geriamojo vandens santechnikos įrenginiuose numatymas“, The Int. Life Cycle Assessment žurnalas, t. 23, 1297–1309 p., 2018 m.
[6] EPA, „Švino ir vario taisyklė“, Federalinių taisyklių kodeksas, 40 CFR 141.43, 40 antraštinė dalis, 141 dalis, 43 skirsnis.
[7] JA Echard ir NE Holdren, Atsparumo korozijai vadovas, 2 leidimas. Hiustonas, Teksasas: Cheminė guma, 1994 m.
[8] V. Ashworth ir kt., „Ar žalvaris yra saugi buitinio geriamojo vandens santechnikos medžiaga?“, „Water Science and Technology: Water Supply“, t. 17, 1537–1548 p., 2017 m.
[9] „Kodėl naudoti žalvario jungiamąsias detales ir vožtuvus“, 2020 m. [Internetu].
[10] MIL-STD-777J, Karinio jūrų laivyno antžeminių laivų vamzdynų, vožtuvų, jungiamųjų detalių ir susijusių vamzdynų komponentų tvarkaraštis, Gynybos departamentas, Jungtinės Amerikos Valstijos, 2019 m. spalio 30 d.
[11] A. Krämer, S. McNeil ir B. Peters, Forming and Forging, RWTHedition Series, RWTH Aachen universitetas, 2019 m.
[12] EPA, „Švino ir vario taisyklė“, Federalinių taisyklių kodeksas, 40 CFR 141.43, 40 antraštė, 141 dalis, 43 skirsnis.
[13] MM Avedesian ir H. Baker, Magnisium and Magnesium Alloys. Medžiagų parkas, OH: ASM International, 1999 m.
[14] SN Lekakh, V. Richards, KD Peaslee, "Understanding Brass Alloys", International Journal of Metalcasting, t. 12, p. 69-94, 2018 m.
