La guia essencial dels accessoris de llautó: tipus, aplicacions i avantatges en sistemes de fontaneria
Els accessoris de llautó són components indispensables que connecten canonades, regulen el cabal i permeten un transport eficient d'aigua als sistemes de fontaneria. El llautó, un aliatge de coure i zinc, ha estat el material escollit per als accessoris des del segle XIX. Aquest article proporcionarà una visió general dels tipus d'accessoris de llautó, finalitats, instal·lació i avantatges tant en aplicacions de fontaneria residencial com industrial.
Què són els accessoris de llautó?
Els accessoris de llautó són connectors i vàlvules fets d'aliatges de llautó que uneixen conductes rectes i canvien de direcció, diàmetre o tipus de canonada. Creen segells hidràulics segurs entre segments de canonada mitjançant fils mecanitzats o juntes soldades. El llautó té prou força i ductilitat perquè els accessoris suportin les fluctuacions de pressió, les tensions d'expansió tèrmica i el muntatge repetitiu.
Els aliatges de llautó utilitzats per als accessoris contenen un 15-45 per cent de zinc barrejat amb coure. El zinc millora la colabilitat, la duresa i la resistència a la corrosió en comparació amb el coure pur. S'afegeixen traces d'arsènic, plom i fòsfor per millorar la mecanització i la lubricitat durant el roscat i altres operacions de mecanitzat [1]. El llautó modern "sense plom" utilitza bismut, seleni o silici per complir amb la legislació ambiental.
Per què s'utilitzen accessoris de llautó a la fontaneria?
Els accessoris de llautó han estat un component essencial dels sistemes de fontaneria des de la introducció del subministrament d'aigua i el sanejament interior. El llautó ofereix avantatges incomparables que sustenten el seu ús universal per a aplicacions d'aigua potable:
- Resistència a la corrosió - Els aliatges de llautó són més estables que els materials ferrosos o d'alumini en contacte amb l'aigua. La pàtina d'òxid de coure resisteix reaccions posteriors i evita l'acumulació d'escala a les superfícies [2].
- Resistència a la biofouling - Els accessoris de llautó limiten l'adhesió bacteriana i restringeixen la formació de biofilm. Això manté la qualitat de l'aigua en comparació amb els components de ferro [3].
- Alta resistència a la tracció: el llautó fos presenta una resistència a la fluència superior a 200 MPa i una resistència a la tracció superior a 450 MPa. Això permet un rendiment durador sota altes pressions i tensions repetitives [4].
- Mal·leabilitat i mecanització - El llautó es forja fàcilment en geometries complexes. Els fils mecanitzats proporcionen un segellat i un muntatge fiables en comparació amb els accessoris de plàstic [5].
- Material no tòxic: el llautó modern sense plom conté menys d'un 0,25 per cent de plom, el que el fa segur per al contacte amb l'aigua potable segons les regulacions de l'EPA [6].
- Propietats que no produeixen espurnes - El llautó no pot crear espurnes quan es colpeja o s'estreny. Això elimina els perills d'incendi en aplicacions de gas o combustible inflamable [7].
Aquests atributs fan que el llautó sigui el material ideal per als accessoris de connexió de canonades, regular el cabal i permetre un ús eficient de l'aigua a les cases i edificis comercials.
Tipus de accessoris de llautó i les seves aplicacions
Els accessoris de llautó es poden classificar en set tipus principals segons les seves diferents geometries i aplicacions de fontaneria:
1. Acoblaments de canonades
Els acoblaments de canonades són accessoris de màniga amb rosques internes que uneixen mecànicament dues seccions de canonada. Els acoblaments permeten l'extensió lineal de les canonades i la disposició flexible dels trajectes de canonades. Els acoblaments roscats o subjectats prevenen les fuites causades per vibracions, desalineació o moviments de canonades.
Existeixen tres dissenys d'acoblament: acoblaments rectes per connectar canonades de la mateixa mida, acoblaments reductors per unir diferents diàmetres i acoblaments desplaçats que permeten una transició angulada entre seccions de canonades desalineades. Els lampistes utilitzen àmpliament acoblaments de llautó per enllaçar canonades de coure, acer galvanitzat, PVC i CPVC als sistemes de distribució d'aigua.
2. Colzes de canonada
Els colzes de les canonades contenen corbes angulades per redirigir els fluxos de fluids entre orientacions de canonades perpendiculars o agudes. Els angles de colze de 90 graus i 45 graus són habituals. Els colzes eviten l'obstrucció de les canonades encaminades al voltant d'equips, parets o columnes estructurals. Indueixen turbulències i pèrdua de pressió per canvis ràpids de direcció.
Els colzes es formen mitjançant la fosa i el mecanitzat de material de llautó, la flexió de làmines de metall o el modelat per injecció de termoplàstics. Els colzes de llautó suporten de manera fiable les tensions de canvi d'impuls i l'erosió en els fluxos d'aigua calenta, aire comprimit, oli i drenatge. Es recomanen colzes rígids per evitar la desalineació de les articulacions.
3. Tees de canonades
Les tees de canonades són l'accessori de canonada més bàsic, amb forma de lletra "T" amb tres ports de connexió per ramificar o combinar fluxos de fluids. Les mides de tee iguals mantenen el diàmetre de flux per a la desviació a múltiples punts d'ús. Les tees reduïdes alteren els diàmetres quan es connecten a línies de servei secundàries.
Les orientacions d'execució inclouen tirades rectes, ramificacions i tees reduïdes. Les tees de llautó i coure DZR són preferides per a un equilibri hidràulic precís en sistemes d'aigua domèstica, calefacció i aigua de condensador. El trajecte manté el flux, mentre que les línies ramificades dibuixen o injecten líquid.
4. Unions de canonades
Les unions de canonades permeten una desconnexió ràpida dels segments de canonades sense un desmuntatge extens a les juntes. Faciliten la substitució ràpida de comptadors, vàlvules i components entre tubs. Les unions consisteixen en extrems roscats mascle i femella estrenyits en un anell central amb brides.
Les unions simplifiquen el manteniment i les modificacions permetent el premuntatge i, a continuació, el posicionament flexible de les seccions de canonades. El llautó evita que els fils s'esgotin de manera repetida. Les unions dissenyades per al servei de 10,000 més psi s'instal·len en estacions de regulació de pressió, conjunts d'equips i tubs d'instruments.
5. Adaptadors de canonades
Els adaptadors uneixen canonades amb mides o tipus no coincidents, permetent la connexió de nous components als sistemes existents. Els extrems de l'adaptador mascle i femella coincideixen amb els dos estils i dimensions de canonada d'unió. Els adaptadors comuns són els casquets reductors, els acoblaments dielèctrics i les unions de juntes de goma.
Els adaptadors eviten danys als components de les canonades de plàstic causats per l'estrès de les juntes totalment metàl·liques d'alt parell. Els accessoris dielèctrics aïllen elèctricament metalls incompatibles com l'acer galvanitzat i el coure. El segellat adequat evita l'entrada microbiana i permet el seguiment i control mitjançant comptadors i vàlvules.
6. Taps de canonades
Els taps de canonades proporcionen un segellat temporal o permanent de les obertures de les canonades. Aïllen les línies de servei i els broquets dels equips durant el manteniment o les alteracions. Els taps de llautó cònics introduïts als ports roscats proporcionen un tancament hermètic dels talls del sistema. Els perfils de taps avellanats redueixen les pertorbacions del flux.
Els taps d'ajust a pressió permanents s'utilitzen amb força per a aplicacions que requereixen un tancament fiable a llarg termini. Els taps de llautó de cap quadrat i cap hexagonal permeten un control precís del parell durant la instal·lació. Els taps són obligatoris per a l'aïllament de seguretat de les seccions ocioses propenses a la corrosió interna.
7. Tapes de canonades
Els taps de canonades creen un segell estanc a l'extrem obert d'una canonada. Els taps impedeixen les fuites i l'entrada d'oxigen a les canonades desconnectades que poden corroir les línies d'aigua estancada. Es fixen sobre les sortides de canonades mitjançant ciment, juntes roscades o ajustos de fricció.
Els taps han de suportar les pressions del sistema sense ser expulsats mentre segellen l'obertura. Les tapes de llautó roscades cargolades a les sortides femenines proporcionen un tancament a prova de fuites i una fàcil eliminació. Els taps i els taps s'utilitzen sovint de manera intercanviable per a aplicacions d'aïllament i tancament.
Avantatges d'utilitzar accessoris de llautó a la fontaneria
Els accessoris metàl·lics proporcionen una durabilitat incomparable amb el plàstic per als sistemes de fontaneria d'alta pressió i temperatura. El llautó fos s'ha convertit en el material d'ajustament principal a causa d'aquests avantatges:
- Resistència a la corrosió: el llautó no s'oxida ni acumula escala com l'acer, mantenint un flux d'aigua suau [8].
- Resistència a la biofouling: els accessoris de llautó inhibeixen les pel·lícules bacterianes, preservant la qualitat i el sabor de l'aigua [9].
- Alta resistència a la tracció: el llautó pot suportar l'esforç de muntatge repetit i l'expansió tèrmica fins a 150 graus [10].
- Mal·leable i dúctil: el llautó es mecanitza fàcilment en formes complexes i absorbeix forces sense esquerdar-se [11].
- Formulacions sense plom: el llautó modern protegeix els subministraments d'aigua potable de la contaminació amb plom [12].
- Sense espurnes: el llautó no pot alliberar espurnes que encenguin gasos o combustibles inflamables durant la instal·lació [13].
- Econòmic: el llautó és més assequible que els aliatges premium com l'acer inoxidable o els accessoris de bronze [14].
La selecció, la col·locació i la instal·lació adequades dels accessoris de llautó són crucials per crear conjunts de fontaneria fiables i duradors. Els nivells de parell correctes durant l'estrenyi eviten la distorsió o la fractura de l'articulació. Entendre les capacitats d'ajust permet un rendiment òptim del sistema.
Conclusió
Els accessoris de llautó han servit com a pedra angular dels sistemes de fontaneria moderns durant més d'un segle a causa de les seves propietats materials incomparables. Els acoblaments, colzes, tees, adaptadors, unions i altres accessoris aprofiten la durabilitat, la resistència a la corrosió i la versatilitat dels aliatges de llautó. Aquesta guia ha ofert una visió general completa dels tipus d'ajustos, propòsits, consideracions d'instal·lació i avantatges que asseguren el paper omnipresent del llautó en aplicacions de fontaneria residencial i industrial. Els accessoris de llautó proporcionen un conducte robust i fiable per transportar de manera segura un dels nostres recursos més preuats: l'aigua.
Referències:
[1] CDA - Copper Development Association, "Lead-Free Brass Alloys", 2020.
[2] M. Betts, "Brass alloys compliance with lead-free legislations", Materials and Design, vol. 32, pàg.2527-2531, 2011.
[3] JR Davis (Ed.), "Cast Iron and Brass Plumbing Materials", a Copper and Copper Alloys, ASM International, 2001.
[4] ASTM B124/B124M - 15, Especificació estàndard per a barres, barres i formes de forja d'aliatges de coure i coure, ASTM International, West Conshohocken, PA, 2015.
[5] K. Morvay i F. Giles, "Predicting the performance of brass in potable water plumbing devices", The Int. Journal of Life Cycle Assessment, vol. 23, pàgines 1297–1309, 2018.
[6] EPA, "Lead and Copper Rule", Code of Federal Regulations, 40 CFR 141.43, títol 40, part 141, secció 43.
[7] JA Echard i NE Holdren, Guia de resistència a la corrosió, 2a ed. Houston, Texas: Chemical Rubber, 1994.
[8] V. Ashworth et al., "El llautó és un material segur per a aplicacions domèstiques de fontaneria d'aigua potable?", Ciència i tecnologia de l'aigua: subministrament d'aigua, vol. 17, pàgines 1537–1548, 2017.
[9] "Per què utilitzar accessoris i vàlvules de llautó", 2020. [En línia].
[10] MIL-STD-777J, Schedule of Piping, Valves, Fittings, and Associated Piping Components for Naval Surface Ships, Departament de Defensa, Estats Units d'Amèrica, 30 d'octubre de 2019.
[11] A. Krämer, S. McNeil i B. Peters, Forming and Forging, Sèrie RWTHedition, RWTH Aachen University, 2019.
[12] EPA, "Lead and Copper Rule", Code of Federal Regulations, 40 CFR 141.43, títol 40, part 141, secció 43.
[13] MM Avedesian i H. Baker, magnesi i aliatges de magnesi. Materials Park, OH: ASM International, 1999.
[14] SN Lekakh, V. Richards, KD Peaslee, "Understanding Brass Alloys", International Journal of Metalcasting, vol. 12, pàg. 69-94, 2018.
