Épületgépészeti csőanyagok kiválasztási szempontjai és szereléstechnikája. Épületgépészeti kivitelezési ismeretek szeptember 6.

Átírás

1 Épületgépészeti csőanyagok kiválasztási szempontjai és szereléstechnikája Épületgépészeti kivitelezési ismeretek szeptember 6. 1

2 Az anyagválasztás szempontjai: Rendszerkövetelmények: hőmérséklet nyomás áramlási sebesség korrózióállóság Az áramló közeg korróziós tulajdonságai Környezeti feltételek Tűzvédelmi körülmények Egyéb: pl. higiéniai, szerelhetőségi stb. Újrahasznosíthatóság Ár 2

3 A korrózióállóságot befolyásoló tényezők: A rendszerben áramló közeg tulajdonságai A rendszert alkotó anyagok tulajdonságai Az üzemeltetés módja, jellemzői, minősége 3

4 A víz tulajdonságai/1 Fizikai paraméterek Sűrűség, fajhő, viszkozitás Oldóképesség 4

5 Oldóképesség A víz rendkívül jól oldja a sókat és gázokat. A sók oldóképessége növekvő hőmérséklettel általában nő, míg a gázoké csökken. 5

6 A víz oxigénoldó-képessége 6

7 A víz tulajdonságai/2 Kémiai paraméterek ph-érték Keménység 7

8 ph-érték A tiszta víz hidrogén és hidroxil-ionokra disszociál: H 2 O H (+) + OH (-) Egyensúlyi állapotban c mol (H + ) = 10-7 mol/liter illetve c mol (OH ) = 10-7 mol/liter A ph érték a hidrogénion koncentráció tízes alapú negatív logaritmusa: ph = - lg [H + ] Tartományok: Savas tartomány: több OH (-) ezért ph < 7 Semleges: ph = 7 Lúgos tartomány több H (+) ezért ph> 7 8

9 A víz keménysége Keménységképző anyagok: az alkáliföldfémek sói: Ca, Mg sók Ca(HCO 3 ) 2 CaCO 3 + CO 2 + H 2 O Karbonátkeménység, változó keménység: a Ca és Mg oldott karbonátjainak és hidrokarbonátjainak összege Nem karbonátkeménység, állandó keménység: a karbonátok, hidrokarbonátok kivételével a többi Ca- és Mg-só Összes keménység: ÖK = KK + NKK 9

10 Vízminőségi előírások a 201/2001 (X. 25.) számú Kormányrendelet szerint a) Mikrobiológiai vízminőség jellemzők b) Kémiai vízminőség jellemzők Pl.: Cu: 2,0 mg/l (a fogyasztói vízcsapnál) 10

11 c) Indikátor vízminőségi jellemzők Íz, szag, szín, zavarosság: a fogyasztó számára elfogadható El. vezetőképesség, µs/cm, 20 C-on max ph 6,5 9,5 Keménység mg CaO/liter min. 50 max. 350 Alumínium, Al mg/liter 20 Ammónium mg/liter 0,5 Klorid mg/liter 250 Mangán, Mn mg/liter 50 Nátrium, Na mg/liter 200 Vas, Fe mg/liter

12 A rendszert alkotó anyagok tulajdonságai Acél Fizikai tulajdonságok Sűrűség 7850 kg/m 3 Hővezetési tényező 20 C-on 58 W/m.K Lineáris hőtágulási együttható 0,0120 mm/m.k Fajhő 0,477 kj/kg.k 12

13 Az acél korróziós tulajdonságai Ötvözetlen és kismértékben ötvözött acél Oxigéntartalmú vízben korrózióérzékeny, védőréteg nem alakul ki Oxigént nem tartalmazó vízzel érintkezve csekély, elhanyagolható mértékű korrózió Savas közegben fokozódó korrózió, lúgos közegben csökkenő mértékű korrózió Korrózióvédelem bevonatokkal Tűzihorganyzás, zománcbevonat, szerves bevonatok 13

14 Az acél korróziós tulajdonságai Ötvözött acélok Gyengén savas és lúgos közegekkel érintkezve a szubmikroszkopikus bevonatréteg korrózióálló Klorid ionok jelenlétében a passzív réteg sérül, lyukkorrózió jön létre 14

15 Az acél korróziós tulajdonságai Az ötvözetlen acélok védelme felületi bevonattal Tűzihorganyozás menetmetszéskor a horganyréteg megsérül és ez lehetőséget ad az oxigénkorrózióra; 60 C fölötti hőmérsékleten az ötvözetlen acéllal szemben kevésbé nemes horgany nemesebbé válik az acélnál, és így elveszti védőhatását, a horganyzott csövek korróziójának oka a vegyes anyagú, horganyzott és rézcsőből szerelt vízhálózatok szakszerűtlen kialakítása is lehet. 15

16 Az acélcsövek választéka MSZ 29:1986 Általános rendeltetésű, ötvözetlen, varrat nélküli acélcső MSZ 120-3:1982 Csőmenetvágásra alkalmas méretű acélcsövek. Vékony falú csövek MSZ 186-1:1982 Hosszvarratos hegesztett acélcsövek. Kereskedelmi minőségű csövek MSZ 186-2:1982 Hosszvarratos hegesztett acélcsövek. Szavatolt minőségű csövek MSZ :1988 Vezetékcsövek választéka és alkalmazása. Varrat nélküli acélcsövek 16

17 Az acélcsövek méretmegadása MSZ EN ISO 6708:2000 Csővezetéki elemek. A DN (névleges átmérő) fogalom-meghatározása és kiválasztása (ISO 6708:1995) DN: A csővezetékrendszer alkatrészeinek méretére vonatkozó, hivatkozási célra használt alfanumerikus jelölés. A jelölés a DN betűkből és az azt követő egész számból áll, amely közvetlenül kapcsolódik a furatnak vagy a csatlakozóvégek külső átmérőjének mm-ben kifejezett fizikai méretéhez. A DN sorozat Az előnyben részesített DN értékek: DN 10, DN 15, DN 20, DN 25, DN 32, DN 40, DN 50, DN 60, DN 65, DN 80, DN 100, DN 125, DN 150, DN 200, DN 250, DN 300, DN 350, DN 400, DN 450, DN DN

18 Az acélcsövek méretmegadása Menetvágásra alkalmas méretű acélcsövek Pl. 3 DN 80 Hegesztett kötésekkel szerelt acélcsövek Pl. 89 x 4,5 DN 80 18

19 Az acélcsövek jellemző kötései: Bontható kötések: menetes kötések karimás kötések Nem oldható kötések: hegesztett kötés 19

20 Például Geberit mapress: Rozsdamentes acélcsövek 20

21 Geberit mapress kötése 21

22 Szereléstechnika PP bevonatos csövek esetén 22

23 Réz Fizikai tulajdonságok Sűrűség 8930 kg/m 3 Hővezetési tényező 20 C-on W/m.K Lineáris hőtágulási együttható 0,017 mm/m.k Fajhő 0,383 kj/kg.k 23

24 Az MSZ EN 1057 szabványban rögzítették a rézcsövek minőségére vonatkozó követelményeket. A szabvány a mm külső átmérőjű rézcsövekre (a szigeteltekre is) érvényes. Az MSZ EN 1057 kifejezetten előírja, hogy a csöveket az alábbi adatokkal kell jelölni: A rézcsövek jelölése az MSZ EN 1057 szerint 24

25 A rézcsövek méretei Szállítási forma/külső átmérő/szilárdsági állapot/ Csövek szállítási hossza az MSZ EN 1057 szerint: Szállítási forma Külső átmérő (mm) Szilárdság R m Mpa * Szállítási hossz Tekercsben ** 6-22 R 220 (lágy) 25 m vagy 50 m 6-10 R 290 (kemény) Szálban R 250 (félkemény) 5 m R 290 (kemény) * MPa megfelel 1N/mm 2 -nek ** A tekercs külső átmérője mm 25

26 A réz korróziós tulajdonságai Oxigéntartalmú, gyengén savas vagy lúgos vízben korrózióra nem hajlamos A sárgarézből Zn ionok válhatnak ki, szilárdságát veszti, eróziós korrózió alakulhat ki 26

27 Az épületgépészeti rendszerekben használt fémek elektrokémiai standard potenciálja standard hidrogén-elektródra vonatkoztatva Termodinamikai sorrend Standard potenciál Oxigén O 2 + 0,81 (ph = 7 esetén) Réz Cu + 0,34 Hidrogén H 2 0,0 Ólom Pb - 0,12 Ón Sn - 0,14 Nikkel Ni - 0,23 Kadmium Cd - 0,4 Vas Fe - 0,44 Cink Zn - 0,76 Alumínium Al - 1,66 Magnézium Mg - 2,36 27

28 Az elektrokémiai korrózió megjelenése A korróziós mechanizmus szempontjából beszélünk: Kémiai korrózióról a közeg és az anyag között közvetlen kémiai kölcsönhatás áll fenn az elektronok elmozdulása nem jellemző elektrolit jelenléte nem szükséges Elektrokémiai korrózióról az elektronok elmozdulása jellemző általában elektrolit-oldat van jelen, ez biztosítja a keletkező ionok vándorlását anódos (oxidációs) és katódos (redukciós) részfolyamatokból áll Anódfolyamat: a fém ionosan oldódik: Fém Fém n+ + ne Katódfolyamat: O 2 + 2H 2 O + 4e = 4OH 2H + + 2e = H 2 Cl 2 + 2e = 2Cl Biológiai korrózióról Biológiai folyamat által előidézett elektrokémiai korrózió. 28

29 Feltételek Az elektrokémiai korrózió megjelenése Létezzen két különböző potenciálú hely egymással fémes összeköttetésben. Az eltérő anyagi minőség nemcsak pl. vasat és cinket jelent, hanem jelentheti ugyanazon fém eltérő rácsszerkezetét (pl. hajlítás), eltérő ötvözetét, eltérő hőmérsékletét is. Az elektrokémiai korrózióhoz szükség van egy ionokat tartalmazó, az ionok vándorlását lehetővé tevő közegre, amely általában sók, savak, vagy lúgok vizes oldata. Az elektrolitban kell lenni olyan anyagnak, amely a fém ionos formában történő oldódásakor a visszamaradt elektronokat fel tudja venni Az épületgépészeti gyakorlatban három anyag viselkedhet depolarizátorként: a vízben oldott oxigén, a klór és a hidrogénionok. Be kell tartani a folyásirány szabályt! 29

30 Az elektrokémiai korrózió megjelenése Példák A cső keresztmetszetének jelentős részét kitöltő lerakódás Korróziós lyukadás kialakulása a cső alsó alkotója mentén 30

31 Az elektrokémiai korrózió megjelenése Példák A hegesztési varrat korróziója Laza korróziós lerakódás a cső belső felületén 31

32 Forrasztott kötések Lágyforrasztás Keményforrasztás A rézcsövek jellemző kötései: A kemény- és lágyforrasztás megkülönböztetése a munkahőmérséklet alapján történik. A munkahőmérséklet az a hőmérséklet, amelynél a felhasznált forraszanyag megfolyik, bevonja a felületet és köt. A munkahőmérséklet a forraszanyag felső olvadáspontjának a közelében van. A keményforrasztásnál a munkahőmérséklet 450 C fölött, lágyforrasztásnál 450 C alatt helyezkedik el. A különböző munkahőmérsékletekkel forrasztott kötés mechanikai tulajdonságai is különbözőek. A keményforrasztott kötés nagyobb nyírószilárdságot eredményez, és magasabb üzemi hőmérsékletet tesz lehetővé, mint a lágyforrasztott kötés. A kémény és félkemény rézcsövek lényegében elvesztik keményforrasztás során szilárdságukat, miután a magas munkahőmérséklet révén kilágyulnak. 32

33 Kapilláris forrasztás A cső és az ahhoz illeszkedő forrasztható fitting egymásba tolva, nagyon szűk rést képez (kapilláris rés). Ha mindkettőt folyadékba merítjük, a folyadék a nehézségi erő ellenében a résbe felfelé szívódik kapilláris hatás. Ez csak akkor lép fel, ha a rés nagyon szűk. Ha a rés túl széles, a folyadék nem szívódik felfelé. A forrasztandó részek átmérőkülönbsége 54 mm külső átmérőig minimum 0,02 mm, maximum 0,3 mm. Ennél nagyobb átmérőjű csövek esetében a rés mérete max. 0,4 mm. 33

34 Kötés préseléssel 34

35 CTX vékony falvastagságú rézcsövek 35

36 Műanyagcsövek Leggyakrabban használt a lágy polietilén (PE) cső. A gyártás során térhálósítással elérik, hogy a cső egyetlen óriásmolekulává alakuljon át (PEx). Térhálósítással érik el, hogy a cső egyetlen óriásmolekulává alakuljon át (PEx). A PE anyag hőtágulása a fémeknél mintegy tízszer nagyobb, ennek felvételéről a tervezéskor gondoskodni kell! A PEx vezetékek önállóan és védőcsőben egyaránt vezethetők. Az utóbbi, cső a csőben rendszer a hőtágulás felvétele céljából nagyon előnyös. 36

37 Műanyagcsövek kötése Első generációs kötéstípusnak tekinthető az ún. szorítógyűrűs kötés. A megoldás előnye, hogy villáskulccsal szerelhető, hátránya, hogy a kötés helyén keresztmetszet-csökkenés keletkezik. 37

38 Műanyagcsövek kötése Nem oldható toldóhüvelyes kötés: Hátránya, hogy speciális szerszámmal szerelhető. 38

39 Műanyagcsövek kötése PE csövek kötési módjai 39

40 Többrétegű csövek A többrétegű csövek előnye, hogy rendkívül ellenállóak, jól terhelhetők, hőtágulásuk kicsi, és emellett a belső műanyag réteg előnyös tulajdonságai is érvényesülnek. A külső UV-álló kemény polietilén réteg jó védelmet biztosít. 40

41 Többrétegű csövek kötése 41

42 PVC műanyagcsövek Tokos KG PVC cső 42

43 Néhány jellemző tulajdonsága kis sűrűsége miatt tömege kicsi (PVC 1,4 kg/m 3 ) vegyi anyagokkal szemben jó ellenálló képesség, korrózióálló képesség, jó kopásálló-képesség, nagyfokú rugalmasság, hőre lágyuló, a hőmérséklet csökkenésével ridegedik, max. 60 C-ig használható, +5 C alatt ridegedni kezd, hőtágulása a fémek hőtágulásának többszöröse, az ultraibolya sugárzás a műanyag cső anyagszerkezetét megtámadja, éghető, önkioltó tulajdonságú, de 200 C felett bomlásnak indul, elszenesedik és sósavgáz keletkezik. 43

44 A PVC csövek kötéstechnikái Ragasztás Az előírt ragasztási technológiát be kell tartani. Tokos kötés Gyárilag behelyezett ajakos tömítőgyűrűk. 44

45 Öntöttvas csövek Anyaguk Vékonyfalú, centrifugál-öntésű, hőkezelt lemezgrafitos öntvény, amely finomszemcsés szerkezetű. 45

46 Néhány jellemző tulajdonságuk igen jó mechanikai tulajdonságok, korrózióra kevésbé hajlamosak, semleges szennyvizeknek (gőz) 120 C-ig tartósan ellenállnak, jó zajcsillapítók, nem éghetőek, hőtágulásuk közel azonos a betonéval, tömörségi próba után bebetonozhatóak, környezetkímélőek, 100%-ban újrahasznosíthatóak, egészségre káros anyagot nem tartalmaznak, 95%-ban újrahasznosított anyagból készülnek, epoxigyanta belső bevonat, amely a vegyszeres folyadékok többségének ellenáll, hidraulikai tulajdonsága kiváló, kopásálló 46

47 Rétegszerkezet (SML-cső) 47

48 Csőkötések 48