Tubi di rame per riscaldamento: tipi, specifiche di marcatura + caratteristiche di impiego

Nell'assemblaggio dei circuiti di riscaldamento, i tubi di rame non vengono utilizzati molto spesso. Il loro costo non attrae particolarmente i proprietari di case private e di appartamenti. Tuttavia, se l'installazione viene eseguita correttamente, l'alto costo della tubazione in rame sarà ripagato da molti anni di funzionamento senza spese di riparazione.

Vi spiegheremo come scegliere correttamente i tubi di rame per il riscaldamento. Nell'articolo che presentiamo sono illustrate le caratteristiche della marcatura e descritti i metodi di giunzione dei componenti. I proprietari fai-da-te troveranno qui le istruzioni per l'assemblaggio degli impianti di riscaldamento.

Tipi di tubi di rame

Esistono due grandi gruppi di tubi di rame: a parete spessa e a parete sottile. I tubi del primo gruppo presentano caratteristiche di resistenza superiori. Vengono prodotti con metodi senza saldatura e saldati.

I tubi del secondo gruppo trovano impiego nella cantieristica navale, nell'industria automobilistica, nell'aviazione, cioè dove i sistemi di comunicazione devono avere peso ridotto e grande resistenza. La sezione dei tubi di rame può essere tonda, rettangolare o quadrata. Negli impianti di riscaldamento, i tubi profilati di solito non vengono utilizzati.

Le tubazioni a parete spessa hanno sezione circolare, lo spessore della parete varia nell'intervallo 0,8 – 10 mm. Per la loro produzione vengono utilizzati diversi tipi di rame: M1, Mr3, Mr1 e altri. L'indice numerico qui indica il grado di purezza della lega. Ciò non influisce in alcun modo sulle caratteristiche del tubo stesso. I tubi a parete sottile hanno uno spessore della parete da 0,15 a 0,7 mm.

Lo standard statale consente la misurazione di tubi di rame sia nel sistema metrico che in pollici. Nella designazione dei primi si indica il diametro esterno, mentre dei secondi il diametro interno. La marcatura dei tubi utilizzati per l'installazione di impianti di riscaldamento viene effettuata in pollici.

Qui tutti i diametri esistenti dei tubi di rame sono riassunti in una tabella. Utilizzando questi dati, è possibile facilmente selezionare i componenti per l'installazione della linea di riscaldamento.

Per la realizzazione di scambiatori di calore interni si utilizzano tubi di rame con diametro fino a 10 mm. Tale diametro, in combinazione con una trasmissione di energia ad alta efficienza, garantisce il massimo rendimento dal funzionamento di questo dispositivo.

I tubi da 3/8 di pollice e oltre vengono utilizzati negli stessi impianti di riscaldamento. Garantiscono un riscaldamento efficiente con un basso consumo energetico.

Specifiche della decodifica della marcatura

Il documento normativo che definisce gli standard per i tubi di rame utilizzati per il riscaldamento è il GOST 617-2006. In esso sono specificati i requisiti per il tipo di rame, l'intervallo di sezioni, lo spessore della parete.

I prodotti in rame hanno una propria marcatura, decifrando la quale è possibile conoscere le caratteristiche del tubo:

1. Metodo di fabbricazione. Viene indicato con le lettere D e G. La prima indica che il tubo è trafilato a freddo deformato. Viene prodotto con lunghezza da 1,5 a 6 m. La seconda indica che il prodotto è stato realizzato mediante pressatura. Secondo i requisiti normativi, viene prodotto con lunghezza da 1 a 6 m.
2. Geometria della sezione del tubo. KR — sezione a forma di cerchio.
3. Precisione di fabbricazione. Lettere N e P. N — normale, P — migliorata.
4. Condizione. M, P, T, L, R, Ch. Questi indici indicano rispettivamente tubo morbido, semiduro, duro, morbido con maggiore plasticità, semiduro con maggiore resistenza, duro con maggiore resistenza.
5. Lunghezza. ND — l'indice indica che il tubo è di lunghezza non misurata, MD — indica tubo di lunghezza misurata, KD — di lunghezza multipla misurata, BT — in rotoli.
6. Condizioni particolari. U — la lunghezza del tubo in rotoli è aumentata, B — il tubo ha una maggiore precisione in lunghezza, K — il tubo ha una maggiore precisione di curvatura.

Per chiarezza un esempio: supponiamo che sul tubo sia presente una marcatura come DKRNM 32 x 3 x 3000 M2 B.

La si può decifrare così: tubo deformato a freddo con sezione rotonda, precisione normale, realizzato in rame morbido, con sezione esterna di 32 mm e spessore della parete di 3 mm. Si tratta di un segmento di lunghezza 3000 mm, prodotto in rame di grado M2.

Per il riscaldamento si utilizzano principalmente tubi rigidi. I tubi in versione morbida sono consigliati per la realizzazione di pavimenti radianti, dove è necessario eseguire un gran numero di curve.

Durante il processo di produzione, i tubi di rame possono essere sottoposti a trattamento termico e vengono quindi chiamati ricotti. Quando questa fase viene esclusa dal processo tecnologico, si ottengono tubi non ricotti.

Tutti e tre i tipi di tubi di rame sono adatti per abitazioni private, poiché la pressione nei circuiti di riscaldamento non supera mai i valori indicati nemmeno per le qualità morbide.

La marcatura si presenta come segue:

Sapendo decifrare correttamente la marcatura dei tubi, non acquisterete mai per l'impianto di riscaldamento prodotti destinati al montaggio dell'impianto idraulico.

Nel primo caso i prodotti acquistano plasticità, ma perdono resistenza alle deformazioni. I tubi fabbricati senza ricottura possiedono caratteristiche di resistenza maggiori, ma piegarli è praticamente impossibile.

Vantaggi delle tubazioni in rame

Tutti i pregi dei tubi di rame derivano dalle proprietà uniche di questo materiale, i cui prodotti:

1. Sono innocui e possiedono qualità battericide.
2. Invecchiano lentamente e non perdono le loro caratteristiche operative.
3. Resistono alla corrosione e ai raggi UV. Funzionano in un'ampia gamma di temperature: da -200 a +350 °C.
4. Non sono sensibili all'azione del cloro presente nell'acqua potabile.
5. Hanno un'elevata conducibilità termica, che aumenta il rendimento dell'impianto di riscaldamento.
6. Sulla superficie dei tubi di rame, che hanno un basso coefficiente di rugosità, non si forma incrostazione.
7. Resistono al congelamento. La tubazione non si danneggia e non perde le sue caratteristiche originali, sottoponendosi al congelamento fino a quattro volte.
8. Sono in grado di conservare le proprietà di resistenza meccanica quando sottoposte a pressioni comprese tra 200 e 400 atmosfere.
9. Resistenti alle vibrazioni.
10. Hanno un'ampia gamma di prodotti.
11. Sono riciclabili al 100%.

Molti sono spesso dissuasi dalla scelta di tubi di rame per il riscaldamento a causa dell'alto costo sia della tubatura stessa che dei materiali di consumo.

La realizzazione di un impianto di riscaldamento con tubi di rame comporta l'acquisto di vari elementi di fissaggio, raccordi e valvole. Il costo di tutto ciò ammonta a circa il 30% dell'importo speso per i tubi.

I tubi di rame hanno un peso ridotto, possono essere tagliati, piegati e saldati. Il metodo di giunzione più richiesto per la tubazione in rame è la saldatura ad alta temperatura con lega d'argento-rame. Un'installazione più rapida si effettua mediante raccordi.

Caratteristiche della scelta per il riscaldamento

Il rame ha le sue caratteristiche individuali, che impongono limitazioni sia operative che tecniche al loro utilizzo. Questi aspetti vanno assolutamente tenuti in considerazione durante l'installazione dell'impianto di riscaldamento.

Sebbene i tubi di rame siano noti per la loro resistenza, e sopportino tranquillamente sbalzi di pressione, sbalzi termici e ripetuti congelamenti, si difendono male dagli urti meccanici. Pertanto, durante la posa della tubatura, è necessario prevedere una protezione dagli urti.

Un fluido termovettore come l'acqua contiene sabbia e altre particelle in sospensione. L'impatto di queste sulla superficie del rame morbido provoca erosione. Per evitare questo fenomeno, è necessario inserire nell'impianto filtri per il trattamento dell'acqua.

La durata operativa dei tubi è influenzata anche dalla durezza dell'acqua. Valori di questo parametro in milligrammi inferiori a 1,42 o superiori a 3,1 ne riducono significativamente la longevità. Ciò è spiegato dal fatto che il cloro disciolto nell'acqua reagisce con la pellicola di ossido presente sulle pareti del tubo, formando così una robusta corazza protettiva.

Se i parametri di durezza dell'acqua non corrispondono agli standard, questo strato protettivo inizia a deteriorarsi; poi, grazie alla presenza di cloro, si rigenera. Se questo processo si ripete più volte, le risorse del rame si esauriscono.

Collegando la tubazione mediante saldatura, si deve evitare il surriscaldamento, che influisce negativamente sulla resistenza. Il fondente che rimane dopo la saldatura va rimosso obbligatoriamente, poiché può causare corrosione.

Se è necessario piegare un tubo di rame, bisogna utilizzare un attrezzo speciale. Un tubo piegato male può essere raddrizzato una volta, dopodiché non resta che rimuovere la parte ammaccata.

La soluzione ideale è installare un impianto di riscaldamento utilizzando lo stesso tipo di tubi. Se per qualche motivo ciò non è possibile, è necessario utilizzare raccordi di transizione in ottone o bronzo. I raccordi realizzati con altri materiali non possono garantire la compatibilità elettrochimica.

I tubi di rame possono essere installati anche a temperature molto basse, pertanto un sistema di riscaldamento di questo tipo rappresenta una soluzione razionale per le regioni in cui il clima freddo è un evento normale.

Per evitare che i tubi di altri materiali si corrodano sotto l'influenza del rame, è necessaria una specifica sequenza di collegamento di tale tubazione combinata rispetto al vettore del flusso d'acqua. I tubi di rame devono essere montati dopo gli elementi realizzati con altri metalli.

Se è prevista la realizzazione di un impianto di riscaldamento con posa dei tubi all'interno della parete, è necessario utilizzare tubi di rame con rivestimento plastico. Esso svolgerà non solo la funzione di isolamento termico, ma proteggerà anche il metallo dalla corrosione. Un effetto dannoso sui tubi di rame è esercitato anche dalle correnti vaganti.

Giunzione dei tubi di rame

Il collegamento dei tubi di rame viene realizzato con diversi metodi. I due approcci più comuni sono: saldatura e assemblaggio mediante raccordi a compressione o a pressare. Nella maggior parte dei casi si eseguono giunzioni fisse e giunzioni smontabili con condizioni.

In tale tubazione non ci sono praticamente parti aggiuntive, ad eccezione degli elementi con cui si collegano gli apparecchi alla tubazione. Per installare il sistema con questo metodo sono necessari attrezzi speciali. Senza un'adeguata qualifica, è difficile eseguire un giunto mediante saldatura o brasatura.

L'uso dei raccordi facilita l'installazione, richiede meno sforzo e riduce i tempi di montaggio della tubazione. Questo tipo di giunto può essere smontabile o fisso.

Il giunto smontabile si ottiene utilizzando raccordi autobloccanti, filettati e a compressione. Questo metodo complica la struttura e richiede controlli periodici dei giunti, ma l'installazione può essere eseguita anche da una persona senza esperienza.

Giunzioni a crimpare non smontabili

Per raccordare i tubi di rame, i produttori realizzano raccordi speciali, che differiscono per destinazione d'uso, metodi di installazione e materiale di fabbricazione.

In base alla funzione, esistono i seguenti raccordi:

1. Curve, necessarie per giuntare tubi di diversa sezione in corrispondenza di giunzioni angolari.
2. I raccordi a croce, chiamati anche 'a T', vengono utilizzati per realizzare derivazioni dalla tubatura principale.
3. I giunti vengono utilizzati sui tratti rettilinei per collegare tubi di rame di diverso diametro.
4. I raccordi a pinza vengono utilizzati per l'installazione di automazione nel sistema di riscaldamento.

Per i tubi di rame, si scelgono solitamente raccordi a compressione in rame, ottone o bronzo. Talvolta i raccordi in ottone vengono nichelati per conferire loro maggiore resistenza.

Gli elementi in ottone per il collegamento dei tubi di rame costano meno di quelli in rame, ma per resistenza non sono inferiori all'acciaio inossidabile. Tutti i raccordi, indipendentemente dal produttore, hanno dimensioni regolamentate da standard internazionali e sono intercambiabili.

Il collegamento fisso è realizzato mediante pressatura. Poiché il rame è molto duttile, si utilizzano raccordi a pressare e manicotti di compressione. Per tenuta e resistenza, tale collegamento è paragonabile alla saldatura a capillarità ed è più robusto di quello a compressione.

Visivamente, i raccordi a pressare sono simili ai connettori per saldatura a capillarità. La differenza è la presenza di un anello di tenuta in polimero di alta qualità.

Per collegare i tubi mediante raccordi a pressare, si tagliano a pezzi della lunghezza desiderata, si puliscono le estremità, si calibrano. Quindi si inseriscono le estremità nel connettore e si serra il giunto utilizzando pinze speciali.

Nell'installazione di sistemi di riscaldamento con tubi di rame di piccolo e medio diametro si utilizza principalmente la saldatura a bassa temperatura. La saldatura a fusione viene impiegata per tubi di grande sezione. Il metodo di pressatura è richiesto per la realizzazione di pavimenti riscaldati.

Giunzioni a compressione smontabili

Per l'installazione dei raccordi a compressione non sono necessarie attrezzature speciali né l'uso di fiamme libere. Tutto ciò che serve sono chiavi, un calibratore e un tagliatubi. Per realizzare tali collegamenti sono necessari raccordi a pinza o a compressione.

Esistono due tipi di raccordi a compressione: con indice A per tubi duri e semiduri, con indice B per tubi molli e semiduri. Il raccordo è composto da corpo, dado di compressione e anello di rame che si appiattisce sotto pressione.

In tal modo il collegamento diventa ermetico e resistente alla fatica da vibrazione. Il collegamento viene eseguito con lo stesso schema di installazione dei raccordi a pressare.

Le estremità da unire dei segmenti di tubo di rame vengono pulite, con un calibratore si controlla la geometria della sezione, si infila l'anello di compressione, si introducono le estremità del tubo nel raccordo fino a battuta. Il dado viene prima serrato a mano, poi, quando il tubo è diventato immobile rispetto al connettore, si utilizza l'utensile per il serraggio finale.

I raccordi a compressione di tipo A vengono talvolta utilizzati non solo per unire tubi in rame duro, ma anche per quelli in rame tenero. In quest'ultimo caso, all'interno viene inserita una boccola di supporto per evitare la deformazione delle estremità del tubo.

Sulla resistenza del giunto dei tubi di rame mediante raccordi influiscono negativamente l'instabilità termica e gli sbalzi di pressione. Dopo un certo tempo si verifica l'usura delle guarnizioni. Per poter sorvegliare questo punto debole del sistema, i raccordi devono essere posizionati in modo da avere un facile accesso.

Non è possibile filettare i tubi di rame. Per il loro collegamento con elementi filettati vengono prodotti adattatori speciali. La loro struttura prevede un manicotto che unisce il raccordo al tubo mediante pressatura o saldatura, e una filettatura dal lato opposto.

Le situazioni di emergenza in un sistema di riscaldamento realizzato con tubi di rame sono estremamente rare, ma nel caso in cui si verifichino, i tubi dello stesso diametro vengono temporaneamente collegati con giunti di serraggio. È importante sapere che tutti i tipi di giunti non riducono le caratteristiche di resistenza del sistema di riscaldamento.

I raccordi aumentano lo spessore delle pareti del tubo e, nel punto di saldatura, nel tempo il giunto diventa più resistente, superando la resistenza della tubatura stessa.

Raccordi in rame per saldatura

Tali raccordi sono detti capillari. Il collegamento con essi prevede la presenza di lega saldante. Il punto chiave è la corretta scelta del raccordo per tubo di rame. La sua sezione interna deve essere di 0,1 – 0,15 mm maggiore del diametro esterno del tubo.

La tecnologia è semplice:

• tagliare il tubo alla misura necessaria;
• proteggere;
• rimuovere la smussatura con un smussatore — sia all'esterno che all'interno;
• pulire il tubo e la parte interna del raccordo fino a ottenere una lucentezza opaca;
• spalmare l'estremità del tubo destinata a essere inserita nel raccordo e l'interno del raccordo stesso con una pasta speciale;
• inserire il tubo nell'elemento di collegamento e ruotarlo;
• asciugare la pasta fuoriuscita, altrimenti reagirà con il metallo;
• riscaldare il giunto utilizzando un cannello a gas o un asciugacapelli da cantiere;
• avvicinare il saldante al giunto dopo che il flusso inizia a sciogliersi e a schiarire;
• terminare il processo quando il saldante è colato su tutta la superficie e ha riempito uniformemente il giunto.

Per non sprecare lega saldante, si può avvolgere il tubo con essa prima della saldatura e tagliare l'eccesso. Al termine della saldatura dei tubi di rame, si lascia raffreddare il giunto a temperatura ambiente.

Dopo l'installazione dell'intero sistema di riscaldamento, si esegue un lavaggio utilizzando acqua calda. Questa procedura aiuterà a rimuovere i residui di pasta dai tubi. Sulla parte esterna della tubazione si controllano i punti di giunzione. Se da qualche parte sono rimasti flusso o saldatura, vengono rimossi con un panno umido.

Con le linee guida per la scelta dei tubi di rame per la realizzazione di un acquedotto vi informerà il seguente articolo, dedicato alle loro caratteristiche tecniche e alla specificità della marcatura.

Conclusioni e video utili sull'argomento

Video #1. Vantaggi e svantaggi dei tubi di rame:

Video #2. Formazione sul lavoro con i tubi di rame:

Se si confrontano i tubi di rame con quelli polimerici e in acciaio, i primi si distinguono per una qualità e un'affidabilità superiori. Nonostante il costo maggiore, trovano il loro consumatore e la loro popolarità cresce.

L'importante è scegliere correttamente i materiali di consumo; in caso di installazione fai-da-te, un sistema di riscaldamento in tubi di rame risulterà notevolmente più economico.

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