คู่มือท่อทองแดงบริสุทธิ์: อธิบายประเภท โลหะผสม และมาตรฐาน

A ท่อทองแดงบริสุทธิ์ เป็นท่อไร้รอยต่อที่ทำจากทองแดงอย่างน้อย 99.9% โดยทั่วไปคือทองแดงที่ผ่านการออกซิไดซ์ด้วยฟอสฟอรัส UNS C12200 ซึ่งใช้สำหรับท่อประปา, HVAC/เครื่องทำความเย็น และท่อก๊าซทางการแพทย์ มันถูกเลือกเหนือวัสดุท่ออื่นๆ เนื่องจากมีความต้านทานการกัดกร่อน ค่าการนำความร้อนสูง และอายุการใช้งานที่ยาวนาน โดยทั่วไป 50 ปีขึ้นไป ในระบบประปาที่อยู่อาศัย ด้านขวา ท่อทองแดง สำหรับโครงการขึ้นอยู่กับตัวแปรสามตัว ได้แก่ การกำหนดประเภท (K, L หรือ M) ความหนาของผนังที่จำเป็นสำหรับพิกัดแรงดัน และอุณหภูมิ (ดึงหรืออบอ่อน) ที่จำเป็นสำหรับวิธีการติดตั้ง

ส่วนที่เหลือของบทความนี้จะแจกแจงโลหะผสม มาตรฐาน ขนาด และเกณฑ์การคัดเลือกที่คุณต้องระบุหรือซื้อท่อทองแดงอย่างถูกต้อง

อะไรทำให้ท่อทองแดงเป็น “ทองแดงบริสุทธิ์”

ท่อทองแดงบริสุทธิ์ไม่ใช่ทองแดงที่เป็นธาตุ 100% มาตรฐานอุตสาหกรรมกำหนดให้ปริมาณทองแดงขั้นต่ำ โดยมีองค์ประกอบอื่นๆ ในปริมาณควบคุมเล็กน้อยที่เพิ่มเข้ามาเพื่อความสามารถในการผลิต เกรดที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย, C12200 (Cu-DHP) , มีขั้นต่ำของ ทองแดงและเงินรวมกัน 99.9% โดยมีฟอสฟอรัสอยู่ระหว่าง 0.015% ถึง 0.040% ฟอสฟอรัสถูกเติมโดยเฉพาะเพื่อกำจัดออกซิไดซ์ทองแดงในระหว่างการผลิต ซึ่งป้องกันการเปราะของไฮโดรเจนในระหว่างการบัดกรีแข็งและการเชื่อม

ปริมาณฟอสฟอรัสเล็กน้อยนี้ช่วยลดการนำไฟฟ้าได้เล็กน้อย ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไม C12200 จึงเป็นตัวเลือกมาตรฐานสำหรับท่อประปาและท่อเชิงกล แต่ไม่เหมาะสำหรับขดลวดไฟฟ้าที่มีความนำไฟฟ้าสูง โดยที่เลือกใช้ทองแดงไร้ออกซิเจน (C10100/C10200) แทน

โลหะผสมท่อทองแดงบริสุทธิ์ทั่วไป

ทำความเข้าใจกับท่อทองแดง ประเภทเค, L และ M

ภายใต้ มาตรฐาน ASTM B88 ซึ่งเป็นมาตรฐานอเมริกาเหนือที่ใช้ควบคุมท่อน้ำทองแดงไร้ตะเข็บ ท่อทองแดงจำแนกตามความหนาของผนังมากกว่าระดับแรงดันเพียงอย่างเดียว Type K มีผนังที่หนาที่สุด ประเภทแอล คือผนังกลาง และ ประเภทเอ็ม คือผนังที่บางที่สุด ทั้งสามมีเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกเท่ากันสำหรับขนาดที่ระบุ ดังนั้นความหนาของผนังคือสิ่งที่เปลี่ยนเส้นผ่านศูนย์กลางภายในและความสามารถในการไหล

• Type K — ผนังที่หนาที่สุด ใช้สำหรับสายบริการใต้ดิน การป้องกันอัคคีภัย และการใช้งานแรงดันสูง ขนาดมีตั้งแต่เส้นผ่านศูนย์กลาง 1/4" ถึง 12"
• Type L — เกรดประปาที่อยู่อาศัยและพาณิชยกรรมที่พบมากที่สุด สร้างความสมดุลระหว่างต้นทุนและความสามารถในการรับแรงกดดัน ขนาดมีตั้งแต่เส้นผ่านศูนย์กลาง 1/4" ถึง 8"
• Type M — ผนังบางที่สุด ราคาถูกที่สุด เหมาะสำหรับสายน้ำเชิงพาณิชย์ที่อยู่อาศัยและเบาเหนือพื้นดิน ขนาดมีตั้งแต่เส้นผ่านศูนย์กลาง 3/8" ถึง 8"
• พิมพ์ DWV (ASTM B306) — ท่อผนังบางใช้สำหรับระบายน้ำ ของเสีย และท่อระบายอากาศอย่างเคร่งครัด ไม่ใช่สำหรับน้ำที่มีแรงดัน

ประเภทต่างๆ จะถูกทำเครื่องหมายด้วยแถบสีต่อเนื่องเพื่อการระบุอย่างรวดเร็ว: สีเขียวสำหรับประเภท K, สีน้ำเงินสำหรับประเภท L, สีแดงสำหรับประเภท M และสีเหลืองสำหรับประเภท DWV

ดึง (แข็ง) กับอบอ่อน (อ่อน) Temper

ท่อทองแดงมีจำหน่ายสองแบบ อารมณ์ฉุนเฉียว (แข็ง ความยาวตรง การกำหนดอุณหภูมิ H58) มีความแข็งกว่า รักษารูปร่างโดยไม่มีส่วนรองรับ และใช้ในบริเวณที่ท่อวิ่งเป็นเส้นตรงและส่วนที่เปลือยเปล่า อารมณ์อบอ่อน (แบบอ่อน ขด ชื่อรุ่น O60) มีความยืดหยุ่นมากกว่า โค้งงอโดยไม่ต้องใช้เครื่องมือพิเศษสำหรับการวิ่งในรัศมีสั้น และโดยทั่วไปจะใช้สำหรับการติดตั้งใต้ดินหรือแบบขดที่ต้องการข้อต่อน้อยกว่า

เหตุใดท่อทองแดงจึงทำงานได้ดีในระบบของไหลและก๊าซ

คุณสมบัติทางกายภาพสามประการอธิบายว่าทำไมท่อทองแดงบริสุทธิ์จึงยังคงเป็นวัสดุมาตรฐานสำหรับการจ่ายน้ำ สารทำความเย็น และก๊าซทางการแพทย์

1. การนำความร้อนสูง ทองแดงบริสุทธิ์มีค่าการนำความร้อนประมาณ 401 วัตต์/เมตร·เค ที่อุณหภูมิห้อง ซึ่งสูงที่สุดในบรรดาโลหะที่ใช้ในเชิงพาณิชย์ ทำให้มีประสิทธิภาพในคอยล์เย็นและเครื่องปรับอากาศ ซึ่งการถ่ายเทความร้อนอย่างรวดเร็วส่งผลโดยตรงต่อประสิทธิภาพของระบบ
2. ความต้านทานการกัดกร่อน ทองแดงสร้างชั้นออกไซด์ที่บางและเสถียร ซึ่งช่วยปกป้องจากการกัดกร่อนเพิ่มเติมในสภาวะน้ำส่วนใหญ่ ซึ่งเป็นเหตุผลสำคัญที่ทำให้ท่อน้ำทองแดงมีอายุการใช้งานยาวนานถึง 50 ปีหรือนานกว่านั้นโดยไม่มีการย่อยสลายอย่างมีนัยสำคัญ
3. คุณสมบัติพื้นผิวต้านจุลชีพ คุณลักษณะต้านจุลชีพตามธรรมชาติของทองแดงช่วยลดการสะสมของแผ่นชีวะภายในผนังท่อ ซึ่งเป็นคุณสมบัติที่สนับสนุนข้อกำหนดเฉพาะอย่างต่อเนื่องในระบบแก๊สทางการแพทย์และระบบประปาของโรงพยาบาล

ในทางไฟฟ้า ทองแดง C12200 ที่ถูกกำจัดออกซิไดซ์ด้วยฟอสฟอรัสจะเข้าถึงได้ประมาณ ไอเอซีเอส 85–90% ค่าการนำไฟฟ้าต่ำกว่าเกรดที่ปราศจากออกซิเจนแต่ยังคงเหนือกว่าตัวเลือกเหล็กหรืออะลูมิเนียมมาก แม้ว่าสิ่งนี้จะมีความสำคัญน้อยกว่าในท่อเชิงกลมากกว่าการใช้งานกับลวดก็ตาม

การจับคู่ท่อทองแดงกับการใช้งาน

การเลือกท่อที่เหมาะสมจะเริ่มต้นด้วยมาตรฐานที่ควบคุมการใช้งาน เนื่องจากท่อทางการแพทย์ ท่อทำความเย็น และท่อประปาได้รับการทำความสะอาด ทดสอบ และรับรองแตกต่างกัน แม้ว่าจะทำจากโลหะผสม C12200 เดียวกันก็ตาม

ประปาและจำหน่ายน้ำ

อยู่ภายใต้การควบคุมของ ASTM B88 นี่เป็นกรณีการใช้งานที่ใหญ่ที่สุดสำหรับท่อทองแดงบริสุทธิ์ ประเภท L เป็นตัวเลือกเริ่มต้นสำหรับรหัสประปาในเขตอำนาจศาลส่วนใหญ่ ในขณะที่ประเภท K ถูกกำหนดไว้สำหรับการวิ่งใต้ดินหรือแรงดันสูงกว่า

ท่อเครื่องปรับอากาศและเครื่องทำความเย็น (ACR)

ท่อ ACR อยู่ภายใต้การควบคุมของ ASTM B280 ผลิตขึ้นตามข้อกำหนดด้านความสะอาดภายในและการคายน้ำที่เข้มงวด เนื่องจากความชื้นหรือเศษซากที่หลงเหลืออยู่สามารถสร้างความเสียหายให้กับคอมเพรสเซอร์ของระบบทำความเย็นได้ โดยปกติจะจำหน่ายในขดลวดอ่อนที่มีปลายปิดเพื่อปิดผนึกภายในไว้จนกว่าจะติดตั้ง

ระบบแก๊สทางการแพทย์

ท่อก๊าซทางการแพทย์อยู่ภายใต้การควบคุมของ ASTM B819 ต้องใช้ C12200 เท่านั้น และทำความสะอาดเพื่อให้สารตกค้างที่พื้นผิวภายในไม่เกิน 0.0035 กรัมต่อตารางฟุต ของพื้นผิวภายใน โดยจะจ่ายแบบดึงกลับ (แข็ง) เท่านั้น และจะมีแถบสีเขียวต่อเนื่องสำหรับออกซิเจนและสีน้ำเงินสำหรับอากาศทางการแพทย์

ท่อน้ำมันเชื้อเพลิงและน้ำมันหล่อลื่น

ท่อนี้อยู่ภายใต้การควบคุมของ ASTM B68 โดยที่พื้นผิวภายในต้องปราศจากตะกรันและสิ่งสกปรก ซึ่งมักใช้ในท่อน้ำมันเชื้อเพลิง น้ำมันเบนซิน และสารหล่อลื่นในอุปกรณ์เครื่องกลและอุปกรณ์ทางทะเล

มาตรฐานสากลและเกรดเทียบเท่า

เนื่องจากมีการจัดหาและระบุท่อทองแดงทั่วโลก จึงควรทราบว่า C12200 ไม่ใช่เฉพาะการกำหนดในอเมริกาเท่านั้น องค์ประกอบของทองแดงที่ถูกออกซิไดซ์ด้วยฟอสฟอรัสเดียวกันจะปรากฏภายใต้ชื่อที่แตกต่างกัน ขึ้นอยู่กับมาตรฐานภูมิภาค ซึ่งมีความสำคัญในการเปรียบเทียบเอกสารประกอบของซัพพลายเออร์หรือการอ้างอิงโยงใบรับรองการนำเข้า

เมื่อเปรียบเทียบใบรับรองโรงสีกับข้อมูลจำเพาะของโครงการ ให้ยืนยันทั้งการกำหนดโลหะผสมและมาตรฐานมิติที่ใช้บังคับเสมอ (เช่น ASTM B88 กับ EN 1057) เนื่องจากตารางความหนาของผนังจะแตกต่างกันแม้ว่าองค์ประกอบของโลหะผสมจะเหมือนกันก็ตาม

รายการตรวจสอบการปฏิบัติก่อนซื้อท่อทองแดง

ก่อนทำการสั่งซื้อ ให้ยืนยันรายละเอียดต่อไปนี้เพื่อหลีกเลี่ยงไม่ตรงกันระหว่างสิ่งที่จัดส่งกับสิ่งที่ต้องติดตั้ง

• ยืนยันมาตรฐานที่ใช้บังคับ (ASTM B88, B280, B819 หรือเทียบเท่าระดับภูมิภาค) ที่กำหนดโดยรหัสท้องถิ่นหรือข้อกำหนดเฉพาะของโครงการ
• ตรวจสอบประเภท (K, L, M หรือ DWV) ตรงกับข้อกำหนดด้านแรงดันและตำแหน่ง ไม่ใช่แค่เส้นผ่านศูนย์กลางที่ระบุเท่านั้น
• ตรวจสอบอุณหภูมิ — ดึง (แข็ง) สำหรับการทำงานแบบเปิดตรง อบอ่อน (อ่อน) สำหรับการติดตั้งแบบขดหรือโค้งงอ
• ขอใบรับรองการทดสอบโรงงานเพื่อยืนยันปริมาณทองแดงและช่วงฟอสฟอรัส โดยเฉพาะสำหรับงานก๊าซทางการแพทย์หรืองานทำความเย็น
• สำหรับท่อทำความเย็นหรือท่อก๊าซทางการแพทย์ ให้ยืนยันว่าท่อมาถึงที่ปิดฝาและทำความสะอาดตามมาตรฐานความสะอาดภายในที่เกี่ยวข้อง

การได้รับห้าคะแนนเหล่านี้ก่อนการซื้อจะช่วยหลีกเลี่ยงสาเหตุที่พบบ่อยที่สุดของการขนส่งที่ถูกปฏิเสธและการทำงานซ้ำ: ความหนาของผนังไม่ถูกต้องสำหรับระดับแรงดัน อารมณ์ที่ไม่ถูกต้องสำหรับวิธีการติดตั้ง และการขาดเอกสารด้านความสะอาดในระบบที่ได้รับการควบคุม