Giunzione di tubi in rame: istruzioni e confronto tra diverse tecnologie di montaggio

I tubi di rame vengono utilizzati nell'installazione di sistemi di acqua calda sanitaria (ACS), acqua fredda sanitaria (AFC), condizionamento, riscaldamento e gas. Sono costosi, ma durevoli, flessibili e resistenti alla corrosione. Tuttavia, affinché le reti ingegneristiche realizzate con essi durino decenni, la giunzione dei tubi di rame deve essere eseguita correttamente.

Illustreremo come viene realizzata la costruzione di tubazioni in rame, garantendo la tenuta stagna del fluido trasportato o del liquido termovettore in circolazione. Nell'articolo presentato vengono descritte in dettaglio le tecnologie di installazione. Seguendo i nostri consigli, la realizzazione dei sistemi sarà eseguita “in modo eccellente”.

Particolarità del lavoro con tubi di rame

Per l'installazione di tubazioni interne in una casa, si può scegliere un tubo in plastica, metallo-plastica o acciaio inossidabile. Ma solo un analogo in rame può durare senza problemi e senza necessità di grandi riparazioni per più di mezzo secolo.

I sistemi di tubazioni in rame correttamente installati funzionano in modo affidabile per l'intera durata di vita prevista per una villetta o un condominio.

I raccordi utilizzati durante l'installazione e i punti di saldatura, secondo le statistiche degli incidenti, risultano più affidabili dei tubi di rame stessi – se si verifica una rottura nel sistema, avviene solo sulla parete del tubo.

I tubi in rame non temono carichi termici prolungati, cloro e raggi UV. In caso di congelamento non si crepano e, al variare della temperatura del fluido interno (acqua, scarichi, gas), non modificano la loro geometria.

A differenza degli analoghi in plastica, le tubazioni in rame non si incurvano. La plastica è soggetta a dilatazione alle alte temperature, mentre con il rame ciò non accade per definizione.

I tubi in rame presentano due svantaggi – il costo elevato e la morbidezza del metallo. Tuttavia, l'elevato costo del materiale è compensato dalla lunga durata di servizio.

E per evitare che le pareti dei tubi vengano danneggiate dall'erosione interna, nel sistema devono essere installati dei filtri. Se l'acqua non contiene impurità sotto forma di particelle solide, non si presenteranno problemi di deterioramento delle tubazioni.

Requisiti per la lavorazione e saldatura dei tubi

Quando si lavora con tubi di rame, è necessario osservare le seguenti regole:

1. Quando si installa un acquedotto per acqua fredda o calda sanitaria mediante saldatura, è necessario escludere l'uso di saldante al piombo – il piombo è troppo tossico.
2. La velocità del flusso d'acqua non deve superare i 2 m/s, altrimenti le particelle più piccole di sabbia o di altro materiale solido inizieranno gradualmente a danneggiare le pareti del tubo.
3. Quando si utilizzano flussanti, dopo il completamento dell'installazione, il sistema di tubazioni deve essere obbligatoriamente risciacquato – il flussante è una sostanza aggressiva e favorirà la corrosione delle pareti dei tubi di rame.
4. Durante la saldatura non si deve consentire il surriscaldamento del punto di giunzione – ciò può portare non solo alla formazione di un giunto non ermetico, ma anche alla perdita di resistenza del prodotto in rame.
5. Si consiglia di effettuare i passaggi dai tubi di rame ad altri metalli (acciaio e alluminio) mediante raccordi di transizione in ottone o bronzo – in caso contrario, i tubi di acciaio e alluminio inizieranno rapidamente a corrodersi.
6. Le bave (accumuli di metallo) e le sbavature nei punti di taglio devono essere obbligatoriamente rimosse – la loro presenza provoca la formazione di vortici turbolenti nel flusso d'acqua, favorendo l'erosione e riducendo la durata del tubo di rame.
7. Nella preparazione dei tubi di rame per il giunto è severamente vietato l'uso di abrasivi – le particelle rimaste all'interno dopo l'installazione danneggeranno il metallo e formeranno una fistola.

Se nell'impianto idrico o di riscaldamento domestico, oltre ai tubi di rame, sono presenti anche tubi o elementi in altri metalli, il flusso d'acqua deve andare da questi verso il rame, e non viceversa. Il flusso d'acqua dal rame verso l'acciaio, lo zinco o l'alluminio porterà a una rapida corrosione elettrochimica delle sezioni di tubazione di questi ultimi.

I tubi di rame si tagliano e si piegano senza problemi; anche un principiante è in grado di assemblarli in un unico sistema di tubazioni. È sufficiente scegliere gli strumenti appropriati e seguire le istruzioni.

Grazie alla plasticità e alla resistenza del metallo, i tubi di rame vengono tagliati e piegati senza problemi. La curvatura del tubo può essere realizzata sia mediante una piegatubi, sia con l'uso di raccordi. Per creare diramazioni e collegamenti a vari apparecchi esistono numerosi componenti in plastica termoresistente, ottone, acciaio inossidabile e bronzo.

Sull'interazione del rame con altri metalli

Nella maggior parte delle case private, gli impianti idrici domestici sono realizzati con tubi di acciaio e alluminio. Anche negli impianti di riscaldamento sono presenti radiatori in acciaio o alluminio. Un'errata inserzione in tale rete di tubi di rame comporta notevoli problemi.

Secondo le norme edilizie, per evitare processi di corrosione in un sistema di tubazioni costituito da tubi di metalli diversi, il flusso d'acqua deve essere diretto verso il rame.

L'opzione di installazione più ottimale è l'utilizzo di tubi e apparecchi esclusivamente in rame e sue leghe. Attualmente è possibile trovare senza problemi radiatori bimetallici in alluminio-rame, nonché i relativi raccordi e valvole di intercettazione. La combinazione di metalli diversi è consigliabile solo in casi estremi.

Se la combinazione è inevitabile, il rame deve essere l'ultimo nella catena degli elementi della tubazione. È impossibile privarlo della capacità di condurre corrente elettrica.

In presenza anche di una debole corrente, questo metallo forma con acciaio, alluminio e zinco delle coppie galvaniche, che inevitabilmente portano alla loro corrosione prematura. Durante l'installazione dell'impianto idraulico, tra di essi è necessario inserire dei raccordi di bronzo.

Un altro potenziale problema è l'ossigeno nell'acqua. Maggiore è il suo contenuto, più velocemente i tubi si corrodono. Questo vale sia per le tubazioni realizzate con un unico metallo, sia per quelle realizzate con metalli diversi.

Spesso i proprietari di cottage commettono un grave errore cambiando frequentemente il fluido termovettore nell'impianto di riscaldamento. Ciò porta solo ad aggiungere porzioni del tutto inutili di ossigeno. È meglio non sostituire completamente l'acqua, ma rabboccarla quando necessario.

Scelta del montaggio: smontabile vs non smontabile

Per collegare i tubi di rame in un unico sistema di tubazioni, si possono utilizzare diversi metodi di giunzione. Diversi idraulici impiegano raccordi a compressione e a pressare, saldatura o brasatura. Ma prima di iniziare i lavori da soli, è necessario stabilire se la tubazione sarà fissa o smontabile.

Esistono tre tecnologie di montaggio per il collegamento dei tubi di rame:

• saldatura elettrica;
• brasatura con cannello o saldatore elettrico;
• pressatura.

Tutte queste tecnologie possono essere applicate nella realizzazione sia di un sistema smontabile che non smontabile. Più che altro è una questione di utilizzo di vari raccordi e adattatori o della loro rinuncia.

Se la struttura non può essere smontata senza rompere alcune delle sue parti, viene considerata non smontabile: risulta più economica, ma più difficile da riparare.

Se si desidera un sistema di tubazioni smontabile, oltre che più semplice per riparazioni e aggiunta di nuovi elementi, i collegamenti devono essere realizzati smontabili.

A tale scopo si utilizzano raccordi:

• a compressione;
• a vite;
• autobloccanti.

I giunti smontabili sono più semplici da realizzare autonomamente, si può anche fare a meno della brasatura. Non richiedono una qualifica eccessivamente elevata da parte dell'artigiano.

Tuttavia, questi giunti richiedono un'ispezione costante e il serraggio dei dadi per evitare perdite. Le variazioni di pressione e temperatura nel sistema portano all'allentamento dei fissaggi. Si consiglia di serrarli di tanto in tanto.

Se si prevede di chiudere ermeticamente l'accesso ai tubi di rame con rivestimento o massetto cementizio, è meglio collegarli in una struttura non smontabile mediante brasatura o saldatura. Un tale sistema è più affidabile, durevole e resistente ai cedimenti.

È vietato filettare i prodotti in rame. Questo metallo è troppo morbido per la sua struttura. Nella realizzazione di una tubazione smontabile, tutti i collegamenti filettati devono essere realizzati tramite raccordi. Questi ultimi possono essere collegati al tubo di rame mediante pressatura o brasatura.

Prima di eseguire i collegamenti, i tubi di rame vengono preparati in modo particolare:

Tre metodi principali di giunzione

Prima di collegare i segmenti di tubi di rame, è necessario tagliarli secondo lo schema di distribuzione e prepararli. Serviranno un tagliatubi o un seghetto per metalli, un piegatubi e una lima. E per la pulizia delle estremità, non guasta anche della carta vetrata a grana fine.

Non si può assolutamente iniziare l'installazione senza un piano chiaro e un disegno della tubatura – non è solo una questione di spese finanziarie, ma anche di comprensione dei volumi di lavoro.

Solo avendo in mano lo schema del futuro sistema di tubature, si può calcolare la quantità necessaria di materiali di consumo. Bisogna decidere in anticipo dove e di quale diametro verranno montati i tubi. È necessario comprendere chiaramente anche quanti elementi di collegamento saranno necessari.

Opzione #1: Saldatura dei tubi di rame

Per eseguire la saldatura automatizzata o manuale dei tubi di rame sono necessari elettrodi e gas per creare un ambiente protettivo (azoto, argon o elio). Servirà anche una saldatrice a corrente continua e, in alcuni casi, un cannello. L'elettrodo può essere di grafite, tungsteno, rame o carbone.

Il principale svantaggio di questa tecnologia di installazione sono le differenze sostanziali nelle caratteristiche tra la giuntura ottenuta e il metallo del tubo. Differiscono per composizione chimica, struttura interna, conduttività elettrica e termica. Se la saldatura viene eseguita in modo scorretto, il giunto potrebbe anche separarsi in seguito.

A causa della lega del rame per l'azione del deossidante presente nell'elettrodo, la giuntura saldata differisce notevolmente per molti parametri dal metallo base da saldare.

Solo un tecnico qualificato può unire correttamente i tubi di rame mediante saldatura. Qui sono necessarie conoscenze e abilità specifiche.

Questa opzione di installazione presenta molti dettagli tecnici. Se si intende fare tutto da soli e non si ha esperienza con la saldatrice, è meglio utilizzare un altro metodo di collegamento.

Opzione #2: Brasatura capillare

In ambito domestico, i tubi di rame vengono raramente saldati per l'impianto idraulico. È un'operazione troppo complessa, che richiede competenze specialistiche e manodopera. È più semplice utilizzare il metodo della saldatura capillare con un cannello a gas o una lampada a saldare.

La tecnologia di saldatura dei tubi di rame con saldante si basa sulla risalita capillare (penetrazione) di quest'ultimo, dopo la fusione, nello spazio tra due superfici metalliche compresse.

La saldatura dei tubi di rame può essere:

• a bassa temperatura – si utilizzano saldanti morbidi e una lampada per saldatura;
• ad alta temperatura – si impiegano leghe refrattarie e un cannello a propano o acetilenico.

Non c'è una grande differenza nel risultato finale tra questi metodi di saldatura dei tubi di rame. La giunzione in entrambi i casi risulta affidabile e resistente alla rottura. La saldatura con il metodo ad alta temperatura risulta leggermente più resistente. Tuttavia, a causa dell'elevata temperatura del getto di gas dal bruciatore, aumenta il rischio di bruciare il metallo della parete del tubo.

I saldanti sono a base di stagno o piombo con aggiunta di bismuto, selenio, rame e argento. Tuttavia, se i tubi vengono saldati per un sistema di alimentazione di acqua potabile, è meglio evitare la versione al piombo a causa della sua tossicità.

Esistono due metodi di saldatura dei tubi di rame:

• a bicchiere;
• con raccordi.

La prima opzione prevede l'espansione dell'estremità di uno dei tubi da collegare mediante un apposito espansore. Successivamente, questa svasatura viene inserita sul secondo tubo e il giunto viene saldato con il saldante.

L'espansione dell'estremità viene eseguita in modo che tra le pareti esterne ed interne dei pezzi da collegare rimanga un'intercapedine di 0,1–0,2 mm. Non serve di più. Il saldante, grazie all'effetto capillare, riempirà comunque tutto lo spazio disponibile.

In questa tecnologia è importante non danneggiare il tubo durante l'espansione. Se è realizzato in rame duro (R 290), sarà necessario ricotturarlo preventivamente. In questo modo, il metallo nel punto di giunzione acquisisce le proprietà del tipo morbido. È importante non dimenticare queste modifiche nel calcolo dei parametri di pressione operativa nella tubazione.

L'uso di raccordi speciali per saldatura capillare consente di evitare errori nel grado di espansione del tubo durante la formazione della svasatura, poiché sono già adattati alle dimensioni necessarie.

Per semplificare la saldatura fai-da-te degli elementi di una tubazione in rame, è sufficiente acquistare giunti, curve, raccordi a T e tappi già pronti. Su di essi è già presente l'imboccatura necessaria. L'utilizzo di questi pezzi aumenta il costo dei lavori di installazione, ma li semplifica notevolmente.

Per pulire il metallo nel punto di saldatura e lubrificare la saldatura, le estremità dei tubi da collegare vengono coperte di flussante. Va applicato esclusivamente sulle pareti esterne dei tubi. Le imboccature e i raccordi non vengono trattati internamente con esso. Non ce n'è semplicemente bisogno.

Per eseguire la saldatura, i tubi vengono inseriti nell'imboccatura e riscaldati con il cannello. Raggiunta la temperatura necessaria, si avvicina la saldatura all'interstizio. Questa inizia a fondersi e a fluire all'interno.

Se ne penetra troppo nel giunto, colerà all'interno del tubo, causando un restringimento del diametro interno. Con una quantità insufficiente, la giunzione risulterà non saldata a sufficienza.

Se si incontrano problemi con l'uso della saldatura, si possono utilizzare raccordi che la contengono già nelle quantità necessarie. Per semplificare il lavoro, già in fabbrica questi elementi di collegamento vengono dotati all'interno di un cordolo capillare della lega appropriata. Basta infilare questo pezzo sul tubo e riscaldarlo con il cannello.

Opzione #3: Raccordi a pinza e pressfitting

È possibile realizzare una giunzione fissa dei tubi in rame anche mediante manicotti a pressare o raccordi a compressione (a pinza). In essi, al posto della saldatura, si utilizza un anello di tenuta. La prima opzione viene serrata sul tubo con apposite pinze, la seconda con dadi a risvolto e una chiave.

Quando si stringe il dado, l'estremità di un tubo di rame viene premuta contro l'altra. Il rame si smeriglia, creando un giunto solido e senza spazi vuoti. Le perdite con l'uso di tali giunti sono praticamente escluse.

Teoricamente un raccordo a pinza può essere smontato e rimontato, ma in pratica è meglio non farlo: la resistenza del giunto dopo tali procedure diminuisce.

Per l'assemblaggio e l'installazione di una tubazione in rame sarà necessario un tagliatubi specializzato, progettato per tagliare a pezzi proprio questo tipo di materiale. L'articolo che proponiamo fornirà le indicazioni per la scelta di questo strumento.

Conclusioni e video utili sull'argomento

Come si presenta il lavoro con i tubi nella pratica, lo si può vedere nei seguenti video.

Video #1. Tutto sulla saldatura dei tubi in rame con cannello a gas:

Video #2. Analisi degli errori tipici nel collegamento dei tubi di rame con saldatura dolce:

Video #3. Le caratteristiche del montaggio dei pressfitting:

Esistono diversi modi per collegare tra loro i tubi di rame con raccordi. Alcuni sono più facili da eseguire autonomamente, mentre altri sono più economici ma richiedono strumenti speciali. Non c'è nulla di particolarmente complesso in tale montaggio.

Tuttavia, prima di procedere direttamente alla saldatura della tubazione, è opportuno esercitarsi nell'uso del cannello. Durante i lavori non si deve permettere la bruciatura del rame.

Conosce le sfumature tecnologiche del collegamento dei tubi di rame non menzionate nell'articolo? Vuole raccontare come ha assemblato una tubazione in rame da solo? Scriva, per favore, i commenti nel blocco sottostante, ponga domande, condivida impressioni e foto sull'argomento.