ОТ РЕДАКЦИИ. Любой продавец, без сомнения, будет уверять, что только его трубы являются самым лучшим вариантом для вашего проекта дома. Но так ли это на самом деле? Выбирая трубу, следует внимательно изучить техническую информацию, предоставляемую производителем. И помните: рекламные лозунги порою имеют мало общего с реальной жизнью. Журнал «Современный ДOM» начинает публикацию серии статей, написанных нашим постоянным автором, опытным экспертом по строительству. Итак, приступим по порядку.

КИЛОМЕТРЫ РАЗНЫХ ТРУБ

Для монтажа систем отопления и водоснабжения требуется разнообразное оборудование и материалы. К примеру, для современного проекта дома площадью 400–600 кв. м может понадобиться один-два километра труб различного диаметра. Для подключения радиаторов и монтажа отопления «теплый пол» обычно применяется труба с внешним диаметром 15–16 мм. Если к системе отопления и водоснабжения добавить трубы для подачи воды от скважины, уличный водопровод для полива сада-огорода, то в сумме получим широкую номенклатуру различных типов труб и фитингов. Последний термин обозначает соединительную часть трубопровода, устанавливаемую в местах его разветвлений, поворотов, переходов на другой диаметр, а также при необходимости частой сборки и разборки труб. Технически легко в случае аварии поменять котел, радиаторы, запорную арматуру или иное оборудование, к которому есть постоянный доступ. Замена труб, проложенных закрытым способом, возможна только с разрушением отделки стен или полов. Обычно мы видим только часть трубопровода: его начало и конец. Полная замена трубы по трудоемкости сравнима с капитальным ремонтом. Получается, столь малый и относительно недорогой компонент — трубы и соединительные фитинги — является самой важной частью системы отопления.

Мне особо хочется подчеркнуть, что выбирать необходимо трубопроводную систему в комплексе, включающем в себя трубы и фитинги. Положительные свойства труб могут сопровождаться отрицательными свойствами фитингов. И наоборот. Без серьезного технического подхода нельзя разобраться в том, когда предпочтительны те или иные материалы.

Трубы делятся на два основных типа: металлические и полимерные. Первые пришли к нам из глубины тысячелетий, но не все металлы выдержали проверку временем. Уже давно не используют свинцовые трубы, как это практиковалось в Древнем Риме, по причине вредного влияния свинца на здоровье человека. В наше время можно купить трубы из стали, оцинкованной стали, меди или нержавеющей стали. Во второй половине ХХ века появились полимерные трубы, часто называемые в народе пластиковыми. (Им будет посвящена следующая статья «трубного» цикла.)

ПРОСТАЯ СТАЛЬ

В советские годы стальные трубы имели самое широкое распространение. Они применялись как в системах отопления, так и водоснабжения. Недостатки их легко вспомнить. В первую очередь это относительно низкая коррозионная стойкость. Образующаяся в результате реакции с водой и кислородом ржавчина постепенно разъедает стенки, а внутренний диаметр трубы уменьшается за счет нарастания ржавчины. Поверхность такого изделия обладает высокой шероховатостью, которая увеличивает гидравлическое сопротивление и приводит к ускоренному оседанию солей жесткости и загрязнений, присутствующих в воде. Со временем зарастание значительно уменьшает проходное сечение трубы. Кто не видел ржавую воду, тонкой струйкой текущую из старого крана? По нынешним западным стандартам стальные трубы непригодны для подачи питьевой воды. Большая масса и сложный монтаж требуют повышенных затрат времени и усилий. Качество резьбовых соединений, уплотняемых сантехническим льном или другими современными материалами, как и сварных швов сильно зависит от мастерства и ответственности рабочих. Результатом становятся частые протечки. Для увеличения срока службы стальных труб используют дополнительный слой цинка, лучше противостоящий коррозии. Естественно, что сварка нарушает защитный цинковый слой в самых слабых узлах — местах соединения. Нарезание на концах труб резьбы также удаляет цинковое покрытие.  

Что же, можно спокойно сдать все стальные трубы в металлолом? Совершенно нет! В некоторых случаях альтернативы старой доброй трубе не найти. Во-первых, сталь обладает самым маленьким коэффициентом линейного теплового расширения по сравнению со своими конкурентами. Этот коэффициент в зависимости от состава стали   примерно 0,012-0,013 мм/м х °С.  Любая труба, будь то металлическая или полимерная, при нагревании увеличивает свои линейные размеры. При большом изменении температуры и неправильном монтаже тепловое удлинение может привести к ее физическому разрушению. У стальных труб такая опасность минимальна. Во-вторых, в газовой котельной загородного дома есть два места, где нельзя устанавливать полимерные трубы. Запрет на их использование для обвязки котла легко понять. Ежедневная работа при высокой температуре сокращает срок службы самых лучших полимерных труб с рекламных пятидесяти до нескольких лет, а то и месяцев. На выходе из котла теплоноситель имеет постоянную рабочую температуру от 80 до 100 °С, которая в аварийных случаях может подняться до 110–120 °С; одновременно сильно повышается давление. Перегрев котла грозит разрушением полимерной трубы в течение нескольких минут. Также из пластика запрещено делать газопроводы.

Новое европейское лицо старой стальной трубы — система трубопроводов из оцинкованной стали немецкого производства. Она предназначена для чистого и быстрого монтажа систем отопления и обвязки котельных, но не годится для водопроводов питьевой воды, где рекомендованы трубы из нержавеющей стали. Тонкостенные легкие трубы имеют толщину стенки от 1,2 до 1,5 мм в зависимости от диаметра и защищены слоем цинка в 5–8 микрон, а также полимерным покрытием. В комплект входят надежные пресс-фитинги, достаточно технологичные в процессе сборки. Стоимость немецкого продукта немалая. Кроме того, для монтажа необходимо приобрести дорогое специальное оборудование. Цена резко ограничивает сферу распространения стальной системы, но для быстрой обвязки котельных это может оказаться правильным решением.

МЕДНЫЕ ТРУБЫ

Медь считается дорогим, престижным и качественным материалом. Несмотря на популярность полимерных труб, их медные конкуренты широко применяются в Европе и США для систем отопления, кондиционирования, водо- и газоснабжения. Хорошо известна стойкость данного металла к высоким температурам, коррозии и ультрафиолету — больные места любых полимеров. Медные трубы производятся в трех квалификационных состояниях, отличающихся степенью твердости и эксплуатационными свойствами: мягкие, полутвердые и твердые. Их можно купить и голыми, и в защитной полиэтиленовой изоляции или теплоизоляции.

 Резка тонкостенных медных труб достаточно проста и производится обычной ножовкой по металлу или дисковым труборезом. После чего необходимо удалить задиры и произвести калибровку внешнего и внутреннего диаметров концов труб из мягкой меди. Техника гнутья различна для мягких и гибких труб, а также зависит от диаметра формируемой трубы. Ручная гибка без инструмента может с успехом применяться для труб небольшого диаметра до 22 мм в мягком состоянии, радиус сгиба составляет от 6–8 внешних диаметров. Попытка сделать изгиб меньшего радиуса часто приводит к перелому. Трубы диаметром более 22 мм сгибают на станке холодным или горячим способом.

На удивление, в некоторых случаях цена медных трубопроводов сравнима с затратами на полимерные трубы известных производителей. Анализируя проекты домов можно убедиться, что в любой системе немалый процент стоимости приходится на фитинги. Медные трубы можно соединять при помощи различных типов фитингов. Медные и бронзовые пресс-фитинги используются относительно недавно, с 90-х годов XX века, и обеспечивают надежность за счет уплотнительного элемента. Для проведения работ требуются специальный инструмент и высокая квалификация рабочих. Такое соединение является неразъемным и достаточно дорогостоящим.

Для разъемных соединений применяются муфты из латуни или бронзы. В зажимных фитингах, которые похожи на компрессионные  для металлопластиковых труб, соединительный элемент — кольцо, прижимаемое гайкой к поверхности трубы. Это позволяет легко соединять трубы без специальных инструментов, но не гарантирует долговременного результата. Существуют разъемные фитинги комбинированного типа: составные части  крепятся с трубами пайкой, а затем посредством резьбы соединяются друг с другом. Классическое решение обеспечивает надежность в ущерб технологичности сборки.

Самый недорогой способ — фитинги под пайку. Трубы монтируются между собой или с фитингами при помощи раструбного соединения. Расплавленный припой за счет капиллярного эффекта всасывается между стенками соединяемых труб и фитингов. Такие фитинги стоят недорого и представляют собой муфту или уголок с раструбами на краях. В некоторых случаях можно вообще обойтись без соединительных фитингов, если применить инструменты для выдавливания раструбов и отводов. Процедура пайки требует специального оборудования, газовой горелки плюс высокой квалификации рабочих и строгого соблюдения технологии. Но в результате стоимость трубопровода окажется вполне разумной.

ОСОБЕННОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ МЕДИ

Идеальных труб не существует, положительные свойства всегда соседствуют с отрицательными. Это утверждение справедливо и для медных труб, имеющих две важные особенности, игнорирование которых может привести к аварии.

Высокий коэффициент линейного теплового расширения меди (0,016-0,018 мм/м х °С — примерно на 30 % выше, чем у стали) требует четко следовать инструкции по монтажу. На практике каждый метр медной трубы при повышении температуры на 60 градусов может прирасти в длину до 1 мм. Нельзя препятствовать естественным деформациям, которые со временем могут разрушить металл. Для этого необходимо прокладывать трубы открыто либо использовать для скрытого монтажа изоляционные материалы, не мешающие температурным деформациям. Удобно применять трубчатую термоизоляцию из вспененного полиэтилена или каучука, выполняющую две функции: теплоизоляции и обеспечения свободной деформации.

Линейные удлинения компенсируют за счет продуманной прокладки трубопроводов или дополнительной установки компенсирующих элементов. Гнутые компенсаторы применяются для малых диаметров (до 28 мм) и представляют собой простую петлю. Осевые компенсаторы для труб большого диаметра похожи на гармошку из нержавеющей стали. Все это должно быть подробно указано в проекте либо в инструкции по монтажу. Неопытный монтажник однозначно создаст огромное количество болевых точек, особенно если постарается сделать «как лучше»: использует большое количество жестких (прочных) опор и крепежных элементов, отводы и соединения выполнит «красиво» (под прямым углом). Распространенная ошибка! Методы прокладки меди во многом сродни искусству. Данный материал не любит быть зажатым в стальных тисках, как в прямом, так и в переносном смысле слова.

В случае прямого физического контакта меди с некоторыми металлами: железом и сталью, цинком, алюминием, происходит электрохимическая коррозия, вызывающая растворение последних. Об этой особенности медных труб прямо написано в инструкции по монтажу, которую часто не удосуживаются прочитать рабочие, а также их руководители. Этой проблеме в документе посвящена целая глава: «Соединение меди с другими металлами». Для соединения медных труб следует выбирать фитинги из меди или бронзы и запорную арматуру из латуни или нержавеющей стали. Необходимо разделить разнородные трубы и крепежные элементы с помощью изолирующих прокладок и шаровых кранов (вентилей), изготовленных из латуни. Но даже при отсутствии прямого контакта красный металл стимулирует коррозию за счет выделения в воду ионов меди. Они разносятся потоком воды и оседают затем в местах уже имеющихся коррозионных язв, вызывая ускоренное разрушение стали, оцинкованной стали и алюминия. Поэтому, чтобы исключить губительный эффект электрохимической коррозии, следует учесть направление потоков воды! Например, нельзя устанавливать в одной системе медную трубу до стального участка магистрали. А вот поставить медь после стали — пожалуйста, при условии разрыва прямого контакта. Такой вариант монтажа возможен в системе водоснабжения, но нереален для системы замкнутого отопления, которая сейчас применяется в частном строительстве почти повсеместно. Правда, в инструкции написано: «допустимо использовать медные трубы в замкнутой системе отопления, если содержание кислорода в воде не превышает 0,1 мг/л, чтобы исключить образование ионов меди». Теоретически под это определение подходят современные закрытые системы отопления частных домов. Но даже в замкнутой системе циркуляции нельзя объединять в схеме медь и алюминиевые радиаторы, столь популярные в России. Мой профессиональный опыт свидетельствует: ограничений, оговоренных в инструкции, иногда бывает недостаточно. В реальности газообразование возможно в замкнутой системе отопления, в которой, кроме медных труб, есть котел со стальным или чугунным теплообменником и стальные радиаторы. В № 5, 2010 журнала «Современный DOM» я уже подробно рассказывал о нескольких подобных случаях из собственной практики.

Надо отметить, что сама медь достаточно хорошо противостоит коррозии. В закрытых системах первоначально образуется тонкий окисный защитный слой патины, после чего реакция прекращается по мере израсходования растворенного в воде кислорода. Примерно то же самое можно сказать и про стальные трубы: в закрытой системе при отсутствии доступа воздуха они не ржавеют. Но в системах водоснабжения, особенно если входящая вода прошла обработку методом аэрации, применяемым для очистки артезианской воды от растворенного железа и удаления сероводорода, коррозия меди иногда продолжается долго.

КОНКУРЕНТ МЕДИ

Нержавеющая сталь считается дорогим и профессиональным материалом, обычно применяемым в пищевой промышленности, для газопроводов и систем пожаротушения. Этот металл отличается хорошей коррозионной стойкостью, низким коэффициентом теплового расширения, возможностью эксплуатации при высоких температурах, отличной вандалостойкостью и биологической инертностью. В быту такие трубы встречаются крайне редко и не занимают большой доли на рынке. Но жизнь постепенно изменяет привычные стереотипы: гофрированные трубы из нержавейки по стоимости и простоте монтажа вполне подходят для частных застройщиков. Тонкостенные трубы (0,3 мм) имеют форму гофры с плавной, скругленной поверхностью. Конструкция была разработана в Японии с целью повышения надежности трубопроводов, эксплуатируемых в сейсмически активных регионах. Простая цилиндрическая труба неизбежно разрушится при сильных деформациях, в то время как гофра безболезненно сжимается и удлиняется, являясь естественным компенсирующим элементом. Также гофрированная форма дает два дополнительных эффекта. Во-первых, упрощается сгибание трубы под нужным углом без применения специального инструмента. Во-вторых, тонкостенная труба резко упрочняет свою жесткость и вандалостойкость — масса рабочего, наступившего на нее, не сможет причинить существенного вреда.

Самую качественную и дорогую продукцию производят в Германии. Цены на трубопроводную систему корейского или китайского производства оказываются подобны ценам на металлополимерные трубы. Но если на рынке полимерных труб уже сформировались приоритеты и определились лидеры по качеству, то здесь пока царит некий хаос. На рынке нержавейки представлено немало азиатских производителей, плохо известных широкой публике. Среди них есть продукция различного качества, и покупателю, который не желает полагаться на имидж известной торговой марки, трудно сделать выбор. Нержавеющая сталь различается по составу, что сказывается на ее характеристиках.

Монтаж гофрированных труб достаточно прост. Труба с толщиной стенки 0,3 мм гнется без всяких приспособлений, не нарушая своего проходного сечения и не вызывая микротрещин и механических напряжений в металле. Трубу можно резать ручным труборезом, предназначенным для медных и стальных тонкостенных труб, а также ножовкой по металлу или болгаркой. Соединение осуществляется резьбовыми компрессионными фитингами, похожими на те, что применяются для металлополимерных труб. Однако эти фитинги не зауживают внутренний диаметр трубы, как это происходит в полимерных трубопроводных системах. Гофра трубы сама компенсирует линейные расширения и сжатия под циклическим воздействием температур, поэтому не требует специальных мер. Нержавейка не боится заморозки в зимнее время и отогревается как обычные стальные трубы. Диапазон рабочих температур стальной трубы достаточно широк, в отличие от полимерных труб: от минус 50 до нескольких сотен градусов тепла. Но из-за фитингов с полимерными уплотнителями рабочая температура соединения «труба-фитинг» составляет от 0 до 100 градусов (максимальная от -50 до +150). Фитинги нельзя располагать в недоступных местах, так как может потребоваться протяжка резьбовых соединений или замена уплотнительных колец. Впрочем, это касается любых фитингов компрессионного типа и для металлических, и для полимерных труб. Саму трубу разрешается укладывать в бетонные стяжки и под штукатурку. Труба малого диаметра с условным проходом 15 мм, поставляемая в бухтах длиной по 50 м, подходит для изготовления теплого пола или теплых стен. Свойства труб позволяют монтировать в доме всю систему отопления и водоподачи, включая обвязку котла и подводку газа.

Есть и недостатки: форма гофры создает повышенное сопротивление потоку воды. Когда он особенно быстр, например, в мощных фонтанах, применение гофры исключено: труба начинает гудеть и давление очень сильно падает. Из-за мощных завихрений (турбулентных потоков) у стенок вода даже может закипать! Однако в бытовых условиях загородного дома длина коммуникаций и скорость потока вряд ли приведут к серьезной проблеме, хотя иногда требуется увеличение внутреннего диаметра, чтобы сократить эффект падения давления. Словом, забывать про это не следует. Не стоит и многократно изгибать трубу в одном и том же месте, так как возможно разрушение материала. Трубопровод в смонтированном состоянии не должен подвергаться воздействию напряжений кручения. Для защиты трубопровода от воздействия электрического тока, электрохимической коррозии и агрессивных веществ, кроме голых труб, выпускаются трубы с полиэтиленовым покрытием различных цветов. Я считаю применение нержавейки в проектах коттеджей перспективным делом. И, честно говоря, удивлен столь малому распространению таких труб в жилищном строительстве.