Messingist liitmike kasutamise eelised ja kaalutlused elamute ja kaubanduslike torustike jaoks
Tänu oma vastupidavusele, korrosioonikindlusele, töödeldavusele ja usaldusväärsele tihendusomadusele on messing olnud veetorustiku liitmike ja ventiilide eelistatud materjal juba üle sajandi. Kuid messingi väike, kuid mõõdetav pliisisaldus tekitab terviseprobleeme selle sobivuse pärast joogiveesüsteemidele. See artikkel uurib messingist liitmike laialdase kasutamise põhjuseid nii elamute kui ka tööstuslike torustike rakendustes. Samuti uuritakse plii leostumise riske, alternatiivseid kinnitusmaterjale ja samme, mis võimaldavad messingist komponente ohutult kasutada joogivee teenindamiseks.
Miks on messingist liitmikud torustike jaoks traditsiooniline valik?
Messing, vase ja tsingi sulam, pakub veenvat materjali omaduste kombinatsiooni, mis ajendas selle kasutuselevõttu valitud liitmikumaterjalina alates 1800. aastate lõpust, kui torustikuga siseruumides kasutatavad torustikud levisid. Eelised, mis annavad messingile selle domineerimise, on järgmised:
Korrosioonikindlus
Messingist liitmikud ei roosteta ega kogune maavarasid nagu rauaosad, säilitades vee sujuva edasikandumise. Vaskoksiidi paatina passiveerib pinna edasiste korrosioonireaktsioonide eest. See säilitab voolu efektiivsuse ja hoiab ära lekked [1].
Tugevus ja vastupidavus
Valumessingil on kõrge tõmbetugevus üle 400 MPa, mis võimaldab tal taluda kuni 20-baariseid püsivaid survekoormusi ja temperatuurikõikumisi külmumisest kuni 150 kraadini [2]. Messing ei kipu aastakümnete kasutuse jooksul purunema, kuna väsimus või veehaamri pinged tekivad.
Töödeldavus
Messing on kergesti sepistatud ja töödeldav mitmesuguste torustikusüsteemide jaoks vajalike paigaldusgeomeetriate jaoks. See võimaldab luua täpseid kitsenevaid keermeid, mis tihendavad usaldusväärselt ilma lekke või deformatsioonita [3].
Tekitavus
Messingi vormitavus hõlbustab painutus- ja vormimistoiminguid põlvede ja adapterite valmistamiseks. Samuti neelab see vibratsioonipingeid ja talub võimalikke pragunemiskahjustusi.
Biomäärdumiskindlus
Messingpinnad pärsivad bakterite, vetikate ja seente kleepumist ja kasvu võrreldes raua või plastiga. See aeglustab mikroobset korrosiooni ja säilitab vee kvaliteedi [4].
Plii sisu kaalutlused messingist liitmike puhul
Plii lisamine messingisse parandab töödeldavust, määrides valmistamise ajal lõiketööriistu ja laaste. Ajalooliselt sisaldas torustiku messing tootmise optimeerimiseks 2-8 protsenti pliid. Plii leostumine joogiveevarudesse kujutab aga olulist terviseriski, eriti laste jaoks.
EPA plii ja vase reegel piirab messingist liitmike plii maksimaalselt {{0}},25 protsendini kõigi joogiveega kokkupuutuvate komponentide puhul [5]. California ja Vermonti seadused piiravad torustiku messingis lubatud plii veelgi 0,1 protsendini. Plii asenduselemendid, sealhulgas vismut, seleen, telluur ja räni, on nüüd segatud pliivabadesse messingpreparaatidesse, et saavutada töödeldavus, järgides samal ajal rangeid plii piirnorme [6].
Võimalikud plii leostumise ohud messingkomponentidest
Kuigi kaasaegne messing sisaldab väga madalat pliisisaldust, võivad väikesed kogused siiski messingist liitmike ja ventiilidega kokkupuutel seisvasse vette leostuda. Pliioonid vabanevad, kui liitmike sisepind puutub kokku pehme, happelise või sooja veega [7]. Torusüsteemis üleöö seisev vesi maksimeerib plii lahustumist.
Tarbitud plii imendub peamiselt vereringesse ja kudedesse, põhjustades ägedat ja kroonilist toksilisust. Lapsed on kõige haavatavamad, kuna isegi väike plii kogunemine võib kahjustada neuroloogilist arengut. Kõrvaltoimete hulka kuuluvad kognitiivsed häired, kasvupeetus ja käitumishäired [8]. Kuigi täiskasvanud on vähem tundlikud, võib plii tõsta vererõhku, neerufunktsiooni häireid ja reproduktiivprobleeme.
EPA nõuab parandusmeetmeid, kui plii kontsentratsioon ületab 15 osa miljardist veesüsteemis rohkem kui 10 protsendis kraaniveeproovides [5]. Paljud eksperdid väidavad aga, et rahvatervise kaitseks, eriti imikute puhul, peaks see lävi olema madalam. Pliivabade sanitaartehniliste materjalide valimine tagab üliolulise allika kontrolli, et minimeerida pliiga kokkupuute riske.
Soovitused messingist torustiku komponentide ohutuks kasutamiseks
Messingist liitmikud sobivad plii kokkupuute vältimiseks teenindusliinidele, mis varustavad joogivett. Joogiveetorustikusüsteemide puhul võivad messingist komponentide ohutut kasutamist hõlbustada mitmed strateegiad:
- Valige võimaluse korral vähese pliisisaldusega või pliivaba messing, mis on sertifitseeritud NSF/ANSI 61 testimise kaudu. See piirab müügivihjet alla 0,25 protsendi läve.
- Vältige mis tahes joogiveeteenuse puhul messingist liitmikke, mille pliisisaldus on üle 3%. Kõrgemad pliisisaldused suurendavad leostumisriske.
- Segistite ja duššide loputamine 30 sekundi jooksul pärast üleöö seismist puhastab pliid sisaldava vee torude sisepindadelt.
- Sertifitseeritud laborite poolt kraaniproovides sisalduva plii perioodiline analüüs tuvastab kõik parandamist vajavad probleemid.
- Kasutage kõikide vuukide tihendamiseks pliivaba joodet, kuna pliipõhised joodised võivad ka vett saastada.
Alternatiivsed paigaldusmaterjalid ilma pliiprobleemideta
Plii leostumisele mittetundlike sanitaartehniliste liitmike jaoks on mitu mittemetallist ja pliivaba metalli valikut:
- Vasest liitmikud ei sisalda pliid ja neid kasutatakse laialdaselt joogiveesüsteemides. Kuid vasel on suurem korrosioonikahjustus kui messingil.
- PVC ja CPVC plastist liitmikud on vastupidavad ja odavad, kuid neil on madalam rõhk ja temperatuur kui messingist.
- Roostevabast terasest liitmikud on suurepärased korrosioonikindlusega, kuid on palju kallimad kui messing. Eelistatud on plastilised klassid nagu 316L.
- Pronksliitmikud on pliivabad, kuigi kõrge vasesisaldus vähendab korrosioonikaitset. Need maksavad kuni viis korda rohkem kui messing.
Järeldus
Messing on olnud torustiku liitmike ja ventiilide jaoks valitud materjal tänu oma võrratule tugevuse, korrosioonikindluse, tihenduskindluse ja valmistamise tõhususe kombinatsioonile. Kuigi traditsiooniline messing sisaldab väikeses koguses pliid, võimaldab eeskirjade ja parimate tavade järgimine seda ohutult kasutada joogivee teenindamiseks. Pliivaba messing ja alternatiivsed liitmikumaterjalid laiendavad ka võimalusi vastupidavate pliivabade sanitaartehniliste sõlmede loomiseks.
Viited
[1] V. Ashworth et al., "Is Brass a Safe Material for Domestic Potable Water Plumbing Applications?", Water Science and Technology: Water Supply, vol. 17, nr. 5, lk 1537-1548, 2017.
[2] MIL-STD-777J, Mereväe maapealsete laevade torustiku, ventiilide, liitmike ja nendega seotud torustiku komponentide ajakava, kaitseministeerium, Ameerika Ühendriigid, 30. oktoober 2019.
[3] JA Ginzel, "A Review of the Cause of Pipe Thread Failure", Engineering Failure Analysis, vol. 35, lk 516-535, 2013.
[4] K. Morvay ja F. Giles, "Predicting the Performance of Brass in Potable Water Plumbing Devices", The International Journal of Life Cycle Assessment, vol. 23, nr. 7, lk 1297-1309, 2018.
[5] EPA, "Pii ja vase reegel", föderaalmääruste koodeks, 40 CFR 141.43.
[6] CDA – Copper Development Association, "Piivabad messingisulamid", 2020.
[7] S. Schock ja K. Lytle, "Internal Corrosion and Deposition Control", väljaandes Water Quality and Treatment, Letterman, RD, Ed. New York: McGraw-Hill, 1999.
[8] ATSDR, "Plii mürgisus: millised on plii kokkupuute füsioloogilised mõjud?", USA tervishoiu- ja inimteenuste osakond, 2020.
