Jaký tlak vydrží elektricky svařované trubky | Ajax-metal ✅

Měděné trubky jsou základní součástí každého chladicího zařízení. Z nich se vyrábí potrubí spojující kompresor, výparník a kondenzátor. Takové prvky tvoří uzavřený okruh, ve kterém cirkuluje chladivo v kapalném nebo plynném stavu.

Proč měděné trubky?

Měď je díky svým fyzikálním vlastnostem ideálním materiálem pro výrobu potrubí přepravujících různá chladiva. Mezi výhody tohoto kovu patří:

• pevnost – umožňuje výrobu potrubí s tenkými stěnami o tloušťce 0,8 mm, které vydrží požadovaný vnitřní tlak freonu. Tím se snižuje tepelný odpor proti přenosu tepla a také cena chladicího zařízení a snižuje se jeho hmotnost;
• plasticita – trubky mohou být vyrobeny bez švů, mohou být ohnuty v libovolném úhlu, aniž by byla narušena celistvost povrchu, a upevnění pomocí měděných tvarovek značně zjednodušuje instalační práce;
• vysoká odolnost proti poškození korozí a odolnost materiálu proti opotřebení při vystavení freonu na stěnách potrubí, což zvyšuje životnost systému a eliminuje tvorbu korozních produktů a riziko jejich ucpání kapiláry;
• hladký vnitřní povrch měděných trubek ve srovnání s ocelovými modely, což znamená nižší hydraulické ztráty v důsledku tření kapaliny o stěny;
• vysoká tepelná vodivost – zajišťuje minimální tepelný odpor stěny při přenosu tepla z chladiva do okolí.

Podívejme se blíže na to, jak vybrat správnou chladicí trubku.

Tipy pro výběr měděných trubek pro chladicí systémy

Hlavní nevýhodou měděných trubek je jejich vysoká cena. Ale pro chladicí jednotky neexistuje žádná alternativa k jejich použití. Měděné trubky by neměly být nahrazeny levnými analogy. Lze je vyrábět stejnou technologií jako drahé modely, ale z méně kvalitního kovu, se zjednodušenou kontrolou a testováním hotových výrobků v minimálních objemech.

Na chemické složení, výrobní přesnost průměru, tloušťky stěny a tvaru chladicích trubek jsou kladeny vyšší požadavky než na měděné modely jiných skupin (univerzální, pro výměníky tepla atd.). Například chemické složení surovin pro výrobu měděných trubek pro chladničky by mělo tvořit 99,9 % mědi a stříbra plus fosfor v množství 0,015–0,04 % (třída Cu-DHP podle evropské normy EN 12735-1) . Trubky pro všeobecné použití podobných rozměrů mohou navíc obsahovat kyslík, síru, olovo, cín, zinek, železo, vizmut, nikl, antimon (GOST 617-2006).

Nákup levné měděné trubky vám umožní ušetřit na nákupu, ale kvalita takových výrobků bude nízká. Musíme být připraveni na to, že tyto výrobky budou mít odchylky od ukazatelů požadovaných pro chladicí zařízení:

• stěny výrobků mohou být nerovnoměrné, geometrie může mít odchylky od soustřednosti;
• materiál může obsahovat četné nečistoty látek, které zhoršují pevnostní vlastnosti trubek a snižují jejich životnost;
• stěny mohou obsahovat mikrotrhliny a místní skryté vady.

Naznačené odchylky při provozu chladicího stroje vedou k postupným únikům chladiva mikrotrhlinami ve stěnách potrubí, které mohou dosahovat, jak vyplývá z provozních zkušeností, až 10 % objemu. Důsledkem těchto ztrát freonu je zhoršení provozních podmínek kompresoru a jeho porucha. V důsledku toho budou nutné složité a nákladné opravy s auditem celé chladicí jednotky.

Trubky vyrobené z vysoce kvalitního kovu vydrží dlouho a nebudou vyžadovat další pozornost, která bude více než platit za náklady na jejich nákup.

Za obecně uznávané kritérium kvality je považována shoda produktu s požadavky mezinárodní normy EN 12735-1, která definuje:

• chemické složení mědi;
• mechanické vlastnosti a zrnitost;
• tolerance průměru a tloušťky stěny;
• odchylka od kulatého tvaru;
• kvalita vnitřního povrchu;
• zkušební a kontrolní metody během výroby.

Bezešvé měděné trubky pro chladicí a klimatizační systémy může výrobce dodat v žíhaném, pevném a polotuhém stavu. Žíhané modely jsou tažnější. Používají se při instalaci úseků potrubí, které vyžadují postupy ohýbání během instalace. Tvrdost takových výrobků na stupnici podle Vickerse se pohybuje od 40 do 70 jednotek, pevnost v tahu není nižší než 220 MPa, relativní prodloužení není menší než 40%. Pro jejich vysokou tažnost se žíhané verze dodávají ve svitcích.

Tvrdé verze měděných trubek ve srovnání s žíhanými mají vyšší pevnost v tahu (minimálně 290 MPa) a řádově nižší tažnost (3 %), jejich tvrdost je více než 100 jednotek. Takové modely jsou dodávány ve formě rovných sekcí. Je obtížné je ohýbat, aniž by byla narušena celistvost stěn, proto se používají při instalaci přímých úseků potrubí chladicích systémů.

Povrch trubek přepravujících freon podléhá vysokým požadavkům na drsnost: musí být uvnitř i vně hladký. Pro udržení čistoty uvnitř produktu během přepravy a skladování musí být jeho konce uzavřeny zátkami nebo zalisovány.

Chcete-li objednat měděnou trubku, musíte ve své přihlášce uvést standardní číslo, stav (žíhaný, plný nebo polotuhý model), vnější průměr, tloušťku stěny, délku, formu dodávky (rovné části nebo svitek) a provozní podmínky (tlak, typ freonu).

Výroba svařovaných ocelových trubek je jednodušší a levnější než výroba bezešvých výrobků. Sortiment svařovaných výrobků je navíc mnohem širší. Zahrnuje následující typy produktů:

• víceúčelové elektricky svařované trubky s rovným švem podle GOST 10704-91 s vnějším průměrem 10–630 mm;
• totéž se spirálovým švem v souladu s GOST 8696-74 s vnějším průměrem 159 – 2 520 mm;
• vodovodní a plynové potrubí v souladu s GOST 3262-75 s vnitřním průměrem 6–150 mm;
• elektrické svařované výrobky pro hlavní potrubí v souladu s GOST 20295-85 s vnějším průměrem 114 – 1 420 mm.

Hlavním účelem kruhového potrubí je instalace potrubí pro čerpání kapalin a plynů. Proto se mnozí zajímají o otázku, jaký tlak může odolat elektricky svařované trubce.

Hydraulické zkoušky ocelových trubek

Kruhové ocelové trubky vzhledem ke svému hlavnímu účelu podléhají povinným hydraulickým zkouškám. Hodnota zkušebního tlaku pro různé typy potrubí je stanovena příslušným regulačním dokumentem nebo je určena výpočtem podle GOST 3845-75.

Hydraulické zkoušení potrubí je nedestruktivní zkušební metoda. Hlavním účelem jejich realizace je kontrola kvality svaru pod vysokým tlakem na jeho těsnost. Hodnoty zkušebního tlaku pro různé typy svařovaných trubek jsou uvedeny v následujícím seznamu:

• GOST 10704-91 – trubky skupin A a B o průměru do 103 mm se testují pod tlakem 6 MPa, nad 103 mm – 3 MPa;
• u stejného sortimentu potrubí vyráběného na přání zákazníka s jiným zkušebním tlakem se jeho hodnota stanoví výpočtem, neměla by však přesáhnout 20 MPa;
• GOST 8696-74 – hodnota zkušebního tlaku je stanovena výpočtem, ale nesmí být větší než 3,5 MPa;
• GOST 3262-75 – zkušební tlak je 2,4 MPa pro obyčejné a světlovody; 3,1 MPa – pro zesílené sériové výrobky; 4,9 MPa – na žádost zákazníka produktu;
• GOST 20295-85 – hodnota zkušebního tlaku se stanoví výpočtem, u potrubí do průměru 273 mm včetně by neměla přesáhnout 12 MPa.

Připomeňme, že 1 MPa je o něco méně než deset atmosfér (přesněji 9,87 atm.). Ve skutečnosti jmenovitý provozní tlak elektricky svařovaných trubek nikdy nedosáhne zkušebních hodnot. Například v sítích pro vytápění a dodávku studené vody nesmí provozní tlak překročit 9,5 atm. s jeho optimální hodnotou 5–5,5 atm.

V procesních potrubích různých kategorií pro čerpání nebezpečných látek se maximální návrhový tlak pohybuje od 1,6 do 6,3 MPa. Absolvování zkušební tlakové zkoušky tedy znamená, že trubky mají vícenásobnou bezpečnostní rezervu. Doba výdrže výrobků pod zkušebním tlakem závisí na typu potrubí a je následující:

• trubky podle GOST 10704-91 – 5 sekund;
• podle GOST 8696-74 – 30 sekund;
• podle GOST 3262-75 – 5 sekund;
• dle GOST 20295-85 – 10 sekund pro trubky do průměru 530 mm a 20 sec. pro výrobky o průměru 530 mm a více.

Všechny elektricky svařované trubky ze šarže jsou podrobeny hydraulickým zkouškám. V některých případech lze po dohodě s kupujícím takové zkušební činnosti nahradit průběžnou kontrolou kvality svaru pomocí ultrazvukových, magnetických, rentgenových nebo jiných nedestruktivních metod. Pokud jsou v důsledku testování potrubí odhaleny zbytkové deformace přesahující tolerance, jsou takové výrobky vyřazeny.

Výsledky hydraulických zkoušek výrobků jsou dokumentovány protokolem, který je součástí balení průvodní dokumentace ke každé šarži potrubí. Výrobce nese plnou odpovědnost za správnost údajů uvedených v protokolech. Ještě jednou připomeňme, že tlakové zkoušky nezahrnují jejich provádění pod destruktivním zatížením.

Jak se určuje zkušební tlak a na čem závisí?

Kupující mají po dohodě s výrobcem právo objednat všechny typy potrubí s vypočteným zkušebním tlakem. Takové testy se provádějí v souladu s GOST 3845-75. Tento regulační dokument definuje požadavky na zkušební zařízení, měřicí zařízení a stanoví metodiku pro výpočet hodnoty maximálního tlaku při provádění hydraulických zkoušek pro různé typy použitých potrubí a zařízení.

Vypočítaný zkušební tlak pro elektricky svařované trubky se určuje podle vzorců uvedených v GOST 3845-75. Jeho hodnota závisí na faktorech, jako jsou:

• vnější průměr trubky;
• tloušťka stěny zohledňující úplnou mínusovou toleranci (tj. minimální přípustnou hodnotu);
• přípustné hodnoty vnitřního napětí pro kov používaný při výrobě trubek, které jsou uvedeny pro každý druh oceli a jsou jednou z hlavních kvalitativních charakteristik slitin.

S rostoucím průměrem klesá vypočtená hodnota zkušebního tlaku. Zvyšuje se s rostoucí tloušťkou stěny.

To neznamená, že hydraulické zkoušky potrubí by měly být prováděny vždy při návrhovém tlaku – pouze v případech, kdy je vypočtená hodnota nižší než mezní hodnota stanovená pro tyto typy výrobků. V těchto situacích má spotřebitel možnost koupit levnější trubky s tenčími stěnami.

Tento přístup nemá alternativu pro elektricky svařované trubky se spirálovým švem a pro hlavní potrubí. Ve vztahu ke svařovaným trubkám pro všeobecné použití a VGP se používá zřídka, protože mluvíme o objednávání velkého množství produktů od výrobce.

Hydraulické zkoušky se provádějí pro trubky stejné šarže, vyrobené ze stejné třídy oceli, stejných rozměrů v průměru a tloušťce stěny, stejné výrobní technologie a stejného způsobu zpracování. Maximální velikost šarže potrubí pro hydraulické testování nesmí překročit následující hodnoty:

• dle GOST 10704-91 – 1 000 ks. pro trubky do průměru 30 mm včetně, 600 – pro výrobky s průměrem St. 30 až 76 mm, 400 – St. 76 až 152 mm a 200 – St. 152 mm;
• podle GOST 8696-74 a GOST 20295-85 – velikost šarže není standardizována, protože mluvíme o trubkách velkého průměru s minimální velikostí 159 a 114 mm;
• podle GOST 3262-75 – velikost šarže pro testování je určena hmotností a neměla by přesáhnout 60 tun.

V každém případě je hydraulické testování potrubí odpovědností výrobce. Jiné formy kontroly kvality nejsou poskytovány. Navíc v naprosté většině případů spotřebitelé nemají možnost si výsledky testů zkontrolovat.

Hlavní příčiny havárií potrubí

Otázka, jaký tlak odolá elektricky svařované potrubí, často implikuje odpověď z pohledu rizika havarijních situací na inženýrských sítích. Případy prasknutí potrubí téměř nikdy nesouvisí s pevností ocelových trubek. Obvykle se vyskytují z důvodů, jako jsou:

• koroze potrubí po dlouhou dobu provozu a v důsledku porušení provozních pravidel;
• vady ve spojích potrubí;
• poruchy potrubních armatur atd.

Proto potrubí pro různé účely mají svou vlastní životnost. Například na hlavních ropovodech a plynovodech a na technologických sítích nebezpečných průmyslových odvětví musí být potrubí vyměněno ve stanoveném časovém rámci bez ohledu na jejich skutečný stav.

Pokud jde o trubky pro všeobecné použití, můžeme říci, že hlavní příčinou jejich prasknutí je koroze. Jeho negativní dopad lze kompenzovat pro prodloužení životnosti potrubí volbou potrubí s větší tloušťkou stěny. Toto řešení však nelze označit za nejlepší. Mnohem efektivnější je k tomu použít izolační materiály.

Nejzranitelnější částí potrubí jsou tupé spoje. To platí stejně pro svařování a mechanické spoje na závitech a těsnění. Totéž lze říci o potrubních armaturách. Jeho součástí jsou nouzové přetlakové ventily, které eliminují riziko prasknutí potrubí.

Na závěr poznamenáváme, že trubky, které splňují požadavky regulačních dokumentů, mohou odolat velmi vysokým tlakům – 3-5krát většímu než zkušební zatížení. Spotřebitelé by se proto při nákupu nových trubek neměli obávat tohoto problému. Mnohem důležitější je dodržovat pravidla pro provozování potrubí, včetně jejich pravidelných kontrol pod vysokým tlakem.