Messingist liitmike oluline juhend: torustikusüsteemide tüübid, rakendused ja eelised
Messingist liitmikud on asendamatud komponendid, mis ühendavad torusid, reguleerivad vooluhulka ja võimaldavad veevärgisüsteemides tõhusat veejuhtimist. Vase ja tsingi sulam messing on olnud liitmike materjal alates 19. sajandist. See artikkel annab põhjaliku ülevaate messingist liitmike tüüpidest, eesmärkidest, paigaldusest ja eelistest nii elamu- kui ka tööstuslike torustike rakendustes.
Mis on messingist liitmikud?
Messingist liitmikud on messingisulamitest valmistatud pistikud ja ventiilid, mis ühendavad sirgeid torusid ja muudavad torustiku suunda, läbimõõtu või tüüpi. Need loovad töödeldud keermete või joodetud liigeste abil torusegmentide vahele turvalised hüdraulilised tihendid. Messingil on liitmike jaoks piisav tugevus ja elastsus, et taluda rõhukõikumisi, soojuspaisumispingeid ja korduvat montaaži.
Liitmike jaoks kasutatavad messingisulamid sisaldavad 15-45 protsenti vasega segatud tsinki. Tsink parandab valatavust, kõvadust ja korrosioonikindlust võrreldes puhta vasega. Keermestamise ja muude töötlemistoimingute ajal töödeldavuse ja määrimise parandamiseks lisatakse vähesel määral arseeni, pliid ja fosforit [1]. Kaasaegne "pliivaba" messing kasutab keskkonnaalaste õigusaktide täitmiseks selle asemel vismutit, seleeni või räni.
Miks kasutatakse torustikus messingist liitmikke?
Messingist liitmikud on olnud veevärgisüsteemide oluline osa alates siseruumide veevarustuse ja kanalisatsiooni kasutuselevõtust. Messing pakub võrratuid eeliseid, mis toetavad selle universaalset kasutamist joogiveerakendustes:
- Korrosioonikindlus - Messingisulamid on veega kokkupuutes stabiilsemad kui raud- või alumiiniummaterjalid. Vaskoksiidi paatina peab vastu edasistele reaktsioonidele ja hoiab ära katlakivi kogunemise pindadele [2].
- Biomäärdumiskindlus - Messingist liitmikud piiravad bakterite adhesiooni ja piiravad biokile moodustumist. See säilitab vee kvaliteedi võrreldes rauakomponentidega [3].
- Kõrge tõmbetugevus - Valumessingi voolavuspiir on üle 200 MPa ja tõmbetugevus üle 450 MPa. See võimaldab vastupidavat jõudlust kõrge rõhu ja korduvate pingete korral [4].
- Tempermalmistavus ja töödeldavus - Messingist on lihtne sepistada keerukaid geomeetriaid. Töödeldud keermed tagavad plastliitmikega võrreldes usaldusväärse tihenduse ja montaaži [5].
- Mittetoksiline materjal. Kaasaegne pliivaba messing sisaldab vähem kui 0,25 protsenti pliid, mistõttu on see EPA eeskirjade kohaselt joogiveega kokkupuutel ohutu [6].
- Sädemeid mitte tekitavad omadused - Messing ei saa löömisel ega pingutamisel sädemeid tekitada. See eemaldab tuleohu tuleohtlike gaaside või kütuse rakendustes [7].
Need omadused muudavad messingist ideaalse materjali torusid ühendavate liitmike jaoks, mis reguleerivad voolu ja võimaldavad tõhusat veekasutust kodudes ja ärihoonetes.
Messingist liitmike tüübid ja nende rakendused
Messingist liitmikud võib nende erineva geomeetria ja sanitaartehniliste rakenduste põhjal liigitada seitsmeks peamiseks tüübiks:
1. Toruühendused
Toruliitmikud on sisekeermega hülssliitmikud, mis ühendavad mehaaniliselt kaks toruosa. Ühendused võimaldavad torustikku lineaarselt pikendada ja torujuhtmeid paindlikult paigutada. Tihedad keermestatud või klammerdatud liitmikud hoiavad ära vibratsioonist, nihkest või toru liikumisest põhjustatud lekked.
Olemas on kolm ühenduskonstruktsiooni: sirged ühendused sama suurusega torude ühendamiseks, reduktorühendused erineva läbimõõduga ühendamiseks ja nihkeühendused, mis võimaldavad nurga üleminekut valesti joondatud toruosade vahel. Torulukksepad kasutavad laialdaselt messingühendusi, et ühendada veejaotussüsteemides vasest, tsingitud terasest, PVC-st ja CPVC-st torusid.
2. Toru küünarnukid
Toru põlved sisaldavad nurga all olevaid käänakuid, et suunata vedeliku voogu ümber risti või terava torusuuna vahel. Levinud on 90-kraadine ja 45-kraadine küünarnuki nurk. Küünarnukid väldivad seadmete, seinte või ehitussammaste ümber juhitavate torustike takistusi. Need kutsuvad esile turbulentsi ja rõhukadu kiirete suunamuutuste tõttu.
Põlved moodustatakse messingi valamisel ja töötlemisel, metalllehtede painutamisel või termoplastide survevaluga. Messingist põlved taluvad usaldusväärselt hoogu muutuvaid pingeid ja erosiooni kuumas vees, suruõhus, õlis ja äravoolus. Liigese nihke vältimiseks on soovitatav kasutada jäikaid küünarnukke.
3. Pipe Tees
Toru kolmikud on kõige elementaarsemad toruliitmikud – T-tähe kujulised, millel on kolm ühendusporti vedeliku voolude harutamiseks või ühendamiseks. Võrdsed teesuurused säilitavad voolu läbimõõdu, et suunata mitmesse kasutuspunkti. Teede vähendamine muudab diameetrit sekundaarsetele teenindusliinidele hargnemisel.
Jooksu orientatsioonid hõlmavad otsejooksu, harujooksu ja vähendavaid teesid. DZR messingist ja vasest teesid on eelistatud tarbevee-, kütte- ja kondensaatoriveesüsteemide täpseks hüdrauliliseks tasakaalustamiseks. Läbivool säilitab voolu, samal ajal kui hargnenud jooned tõmbavad või süstivad vedelikku.
4. Toruliited
Toruühendused võimaldavad torustiku segmentide kiiret lahtiühendamist ilma ühenduskohtades ulatusliku lahtivõtmiseta. Need hõlbustavad arvestite, ventiilide ja komponentide kiiret vahetamist torude vahel. Ühendused koosnevad keermestatud sise- ja siseotstest, mis on pingutatud kesksesse äärikurõngasse.
Ühendused lihtsustavad hooldust ja muudatusi, võimaldades torusektsioonide eelmonteerimist ja seejärel paindlikku positsioneerimist. Messing takistab keermete tõmbumist korduval pingutamisel. Rõhureguleerimisjaamadesse, seadmesõlmedesse ja instrumenditorudesse paigaldatakse 10,000 pluss psi teenuse jaoks mõeldud ühendused.
5. Toruadapterid
Adapterid ühendavad sobimatute suuruste või tüüpidega torusid, võimaldades uute komponentide ühendamist olemasolevate süsteemidega. Isased ja emased adapteri otsad vastavad kahele ühendustoru stiilile ja mõõtmetele. Levinud adapterid on reduktorpuksid, dielektrilised ühendused ja kummist tihendite ühendused.
Adapterid hoiavad ära plasttorude komponentide kahjustamise, mis on põhjustatud suure pöördemomendiga täismetallliidetest. Dielektrilised liitmikud isoleerivad elektriliselt kokkusobimatud metallid, nagu tsingitud teras ja vask. Nõuetekohane tihendus takistab mikroobide sisenemist ning võimaldab jälgida ja juhtida arvestite ja ventiilide kaudu.
6. Torukorgid
Torukorgid tagavad toruavade ajutise või püsiva tihendamise. Need isoleerivad hooldusliinid ja seadmete düüsid hoolduse või muudatuste ajal. Keermestatud portidesse surutud kitsenevad messingist pistikud tagavad süsteemi väljalülituste lekkekindla sulgemise. Süvistatud korgiprofiilid vähendavad vooluhäireid.
Püsivad pressitud pistikud juhitakse jõu abil rakenduste jaoks, mis nõuavad usaldusväärset pikaajalist sulgemist. Kandilise ja kuuskantpeaga messingist pistikud võimaldavad paigaldamise ajal täpset pöördemomendi juhtimist. Pistikud on kohustuslikud sisekorrosioonile kalduvate tühikäigusektsioonide isoleerimiseks.
7. Torukorgid
Torukorgid loovad torujuhtme avatud otsas veekindla tihendi. Korgid takistavad lekkeid ja hapniku sisenemist lahti ühendatud torudesse, mis võivad roostetada seisvaid veetorusid. Need kinnitatakse torude väljalaskeavade kohale tsemendi, keermestatud ühenduste või hõõrduvate pressliitmike abil.
Korgid peavad taluma süsteemi survet, ilma et neid ava tihendamise ajal välja tuleks. Naiste väljalaskeavadesse kruvitud keermestatud messingist korgid tagavad lekkekindla sulgemise ja lihtsa eemaldamise. Korke ja pistikuid kasutatakse isoleerimiseks ja sulgemiseks sageli vaheldumisi.
Messingist liitmike kasutamise eelised veevärgis
Metallist liitmikud tagavad kõrgsurve- ja temperatuuritorustikusüsteemide vastupidavuse, mis pole võrreldav plastiga. Valumessing on kujunenud peamiseks paigaldusmaterjaliks tänu järgmistele eelistele:
- Korrosioonikindlus – messing ei roosteta ega kogune katlakivi nagu teras, säilitades sujuva veevoolu [8].
- Biomäärdumiskindlus – messingist liitmikud pärsivad bakterite teket, säilitades vee kvaliteedi ja maitse [9].
- Kõrge tõmbetugevus – messing talub korduvat montaažipinget ja soojuspaisumist kuni 150 kraadi [10].
- Tempermalmist ja plastist – messing on kergesti töödeldav keerukateks kujunditeks ja neelab jõud ilma pragudeta [11].
- Pliivabad koostised – kaasaegne messing kaitseb joogiveevarusid plii saastumise eest [12].
- Sädemeid mitte tekitav – messing ei saa paigaldamise ajal vabastada sädemeid, mis süütavad süttivad gaasid või kütused [13].
- Ökonoomne – messing on soodsam kui esmaklassilised sulamid, nagu roostevaba teras või pronksliitmikud [14].
Messingist liitmike õige valik, paigutus ja paigaldamine on usaldusväärsete ja kauakestvate sanitaartehniliste sõlmede loomisel üliolulised. Õiged pöördemomendi tasemed pingutamise ajal hoiavad ära liigese moonutamise või murdumise. Paigaldusvõimaluste mõistmine võimaldab süsteemi optimaalset jõudlust.
Järeldus
Tänu oma võrratutele materjaliomadustele on messingist liitmikud olnud kaasaegsete sanitaartehniliste süsteemide nurgakiviks enam kui sajandi. Ühendused, põlved, triibud, adapterid, liitmikud ja muud liitmikud suurendavad messingisulamite vastupidavust, korrosioonikindlust ja mitmekülgsust. See juhend on pakkunud põhjaliku ülevaate liitmike tüüpidest, otstarvetest, paigaldamise kaalutlustest ja eelistest, mis kindlustavad messingi üldlevinud rolli elamute ja tööstuslike torustike rakendustes. Messingist liitmikud pakuvad tugevat ja usaldusväärset kanalit ühe meie kõige väärtuslikuma ressursi – vee – ohutuks edastamiseks.
Viited:
[1] CDA – Copper Development Association, "Piivabad messingisulamid", 2020.
[2] M. Betts, "Messingisulamid vastavus pliivabadele õigusaktidele", Materials and Design, vol. 32, lk.{3}}, 2011.
[3] JR Davis (Ed.), "Cast Iron and Brass Plumbing Materials", Copper and Copper Alloys, ASM International, 2001.
[4] ASTM B124/B124M - 15, standardne spetsifikatsioon vasest ja vasesulamist sepisvardade, vardade ja kujundite jaoks, ASTM International, West Conshohocken, PA, 2015.
[5] K. Morvay ja F. Giles, "Messingi jõudluse ennustamine joogivee sanitaarseadmetes", The Int. Journal of Life Cycle Assessment, vol. 23, lk 1297–1309, 2018.
[6] EPA, "Pii ja vase reegel", föderaalmääruste koodeks, 40 CFR 141.43, jaotis 40, osa 141, punkt 43.
[7] JA Echard ja NE Holdren, Korrosioonikindluse juhend, 2. väljaanne. Houston, Tex.: keemiline kautšuk, 1994.
[8] V. Ashworth et al., "Kas messing on ohutu materjal koduseks joogiveetorustikuks?" Water Science and Technology: Water Supply, vol. 17, lk 1537–1548, 2017.
[9] "Miks kasutada messingist liitmikke ja ventiile", 2020. [Võrgus].
[10] MIL-STD-777J, Mereväe maapealsete laevade torustiku, ventiilide, liitmike ja nendega seotud torustiku komponentide ajakava, kaitseministeerium, Ameerika Ühendriigid, 30. oktoober 2019.
[11] A. Krämer, S. McNeil ja B. Peters, vormimine ja sepistamine, RWTHeditioni sari, RWTH Aacheni ülikool, 2019.
[12] EPA, "Pii ja vase reegel", föderaalmääruste koodeks, 40 CFR 141.43, jaotis 40, osa 141, punkt 43.
[13] MM Avedesian ja H. Baker, Magnesium and Magnesium Alloys. Materials Park, OH: ASM International, 1999.
[14] SN Lekakh, V. Richards, KD Peaslee, "Understanding Brass Alloys", International Journal of Metalcasting, kd. 12, lk 69-94, 2018.
