צינורות נחושת, כחומר צנרת חשוב, עשויים בעיקר מנחושת טהורה או מסגסוגות נחושת המכילות כמויות קטנות של אלמנטים אחרים, כגון פליז, ברונזה זרחנית ועוד. תהליך הייצור שלו מגוון, כולל יציקה וגלגול רציף, אקסטרוזיה וכדומה, לייצור צינורות נחושת במפרטים ובצורות שונות. המפרט של צינורות הנחושת מוגדר בדרך כלל על ידי הקוטר החיצוני (OD) ועובי הדופן (WT), עם מגוון רחב של קטרים חיצוניים הנעים בין 1/8 אינץ' עד 12 אינץ', ועובי דופן הנעים בין 0.015 אינץ' עד 0.5 אינץ', הניתנים להתאמה אישית לפי צרכים ספציפיים.
לצינורות נחושת יש הרבה מאפיינים מצוינים. ראשית, יש לו מוליכות תרמית מצוינת, מה שהופך צינורות נחושת לבחירה אידיאלית עבור מערכות קירור, מיזוג אוויר וחימום, שכן הם יכולים להוליך חום במהירות וביעילות. שנית, לצינורות נחושת יש עמידות מצוינת בפני קורוזיה, שיכולה לעמוד בפני שחיקה של מים, אוויר וכימיקלים מסוימים, מה שמבטיח יציבות ואמינות-לטווח ארוך. בנוסף, צינורות נחושת הם בעלי יכולת עיבוד מצוינת והם קלים לכיפוף, חיתוך, ריתוך וחיבור, עונים על הצרכים של תרחישי התקנה שונים.
סיווג צינור נחושת
סיווג לפי הרכב החומר
ישנם סוגים שונים של צינורות נחושת, המסווגים בעיקר על סמך הרכב החומר, צורה ומבנה, מצב קשיות ותהליך הייצור. קטגוריות שונות מתאימות לתחומים שונים כגון קירור, אספקת מים ומכונות.
- צינור נחושת: בעל תכולת נחושת גבוהה (מעל 99.7%) והמוליכות התרמית הטובה ביותר, הנפוץ בדרגות כמו T2 ו-TP2, הוא נמצא בשימוש נרחב במערכות מיזוג אוויר ואספקת מים.
- צינור נחושת צהוב: עשוי מסגסוגת אבץ נחושת, בעל חוזק גבוה ועמידות בפני שחיקה, נפוץ בדרגות H62, H68 וכו', מתאים למעבים וצינורות הובלה תת-ימיים.
- צינורות ברונזה וצינורות נחושת לבנה: כולל ברונזה פח, ברונזה אלומיניום וסגסוגות נחושת ניקל, עם עמידות טובה בפני קורוזיה, משמשים לעתים קרובות בסביבות כימיות או ימיות מיוחדות
מסווג לפי סטטוס ותהליך
- מצב קשיות: מחולק למצב רך (מצב O, קל לכיפוף), מצב קשה (מצב H, חוזק גבוה) ומצב חצי קשה (1/2H), מצב חצי קשה נבחר לעתים קרובות עבור צינורות קירור.
- תהליך ייצור: מחולק לצינור נמשך (קוטר חיצוני קטן), צינור שחול (קוטר חיצוני גדול) וצינור ללא תפרים, תהליכים שונים קובעים את טווח הגדלים והלחץ המתאים
מסווג לפי צורה ומבנה
- צינורות קונבנציונליים ולא סדירים: בנוסף לצינורות עגולים סטנדרטיים, ישנם גם צינורות נחושת לא סדירים כגון צינורות מרובעים, צינורות משושה וצינורות מתומנים המשמשים למבנים מכניים ספציפיים.
- צינור נחושת מושחל פנימי: לקיר הפנימי יש מבנה הברגה, שיכול להגדיל את שטח העברת החום ולשפר את יעילות הקירור. הוא משמש בעיקר במחלפי חום מיזוג אוויר.
- צינור נימי וצינור דק-דפנות: קוטר קטן, דופן דקה, משמש בדרך כלל למדידת לחץ מכשירים או חיבור מכשיר מדויק
מבחר צינורות נחושת
הבחירה של צינורות נחושת צריכה לקחת בחשבון גורמים שונים כגון תרחישי יישום, טוהר החומר, מצב התהליך, מפרטי הגודל ומוניטין המותג.
ציונים שונים של צינורות נחושת מתאימות לתרחישים שונים, עם הבדלים עיקריים בתכולת החמצן, שיטות הסרת החמצון ובקרת הטומאה:
- TP2 (נחושת משחררת זרחן)
נחושת+כסף גדול או שווה ל-99.90%, מכיל כמויות זרחן (0.013%~0.050%) לניקוי חמצון
אין סיכון ל"מחלת מימן", ניתן לרתך ולהשתמש באווירה מפחיתה
ביצועי ריתוך מעולים, משיכות טובה, מתאים להרחבה וכיפוף צינורות
מומלץ עבור: צינורות קירור מיזוג אוויר, צינורות גז, מחליפי חום
- T2 (נחושת טהורה רגילה)
נחושת+כסף גדול או שווה ל-99.90%, תכולת חמצן גבוהה
There is a risk of "hydrogen disease" (easily brittle under reducing atmosphere>370 מעלות)
ביצועי הריתוך ממוצעים והעלות נמוכה יחסית
מתאים לרכיבים מוליכים או מבניים כלליים שאינם נתונים לריתוך בטמפרטורה גבוהה
- TU1 (נחושת נטולת חמצן)
נחושת+כסף גדול או שווה ל-99.97%, תכולת חמצן נמוכה במיוחד (פחות או שווה ל-0.003%)
מוליכות גבוהה ביותר (≈ 100% IACS), אך עלות גבוהה
משמש בעיקר עבור מוצרי אלקטרוניקה-מתקדמים, מכשירי ואקום וציוד מוליך-על
תכונות המוצר
- מוליכות תרמית וחשמלית מצוינת
המוליכות התרמית של נחושת גבוהה עד כ-384 W/(m · K), עדיפה בהרבה על רוב המתכות והפלסטיק, מה שהופך אותה לחומר אידיאלי לציוד לחילופי חום כגון מחליפי חום, צינורות חיבור מיזוג אוויר, רדיאטורים וכו'.
- עמידות ועמידות בפני קורוזיה מצוינים
לנחושת יש תכונות כימיות יציבות באטמוספרה, במים מתוקים ובסביבות כימיות שונות, ואינה מתחמצנת או נשחקת בקלות. תגליות ארכיאולוגיות הראו שעדיין ניתן להשתמש בצינורות מים מנחושת המתוארכים ל-4500 שנה בפירמידות המצריות. באדריכלות המודרנית, צינורות מים מנחושת יכולים להיות בעלי תוחלת חיים של למעלה מ-50 שנה, ואף להיות בעלי תוחלת חיים זהה לבניינים.
- חוזק גבוה ועמידות בלחץ
חוזק המתיחה הוא בדרך כלל בין 205~315 MPa (כגון נחושת TP2), אשר יכול לעמוד בסביבות לחץ גבוה-. עמידות הלחץ שלו היא פי כמה עד פי עשרות מזו של צינורות פלסטיק, וביצועיו אינם מתדרדרים בטמפרטורות גבוהות
- בטיחות אנטיבקטריאלית והיגיינה טובה
יוני נחושת יכולים להרוג ביעילות חיידקים כמו Escherichia coli ולגיונלה. ניסויים הראו ששיעור אי ההפעלה של חיידקים במים עולה על 99% תוך 5 שעות בצינורות נחושת. צינורות נחושת אינם מכילים תוספים מזיקים כגון חומרים פלסטיים, עומדים בתקני היגיינת מי שתייה וקצב שטיפת יוני נחושת נמוך מ-1 ppm
- פלסטיות חזקה, קל לעיבוד והתקנה
ניתן ליצור צינורות נחושת על ידי כיפוף, הרחבה, ריתוך ושיטות אחרות, במיוחד לצינורות נחושת רכים (O-מצב) יש גמישות טובה, מה שמקל על הנחת צינורות בשבילים מורכבים. אביזרי נחושת מחוברים היטב ויש להם ביצועי איטום גבוהים
- ידידותית לסביבה וניתנת למחזור
ניתן למחזר ולחדש את הנחושת ב-100% מבלי לשחרר גזים רעילים, לעמוד בדרישות של בנייה ירוקה ופיתוח בר קיימא
- עלות חומרי הגלם גבוהה יחסית
בהשוואה לצינורות פלסטיק-אלומיניום, צינורות PVC וכו', לצינורות נחושת יש מחירי יחידה גבוהים משמעותית, וזה הגורם המגביל העיקרי לקידום וליישום שלהם
- דרישות קפדניות לתהליך ההתקנה
נדרשים ריתוך מקצועי או מחברים מיוחדים (כגון מהדקים ומפרקי התפשטות). בנייה לא נכונה עלולה להוביל בקלות לדליפה או לחיבורים חלשים
יישומים
צינורות נחושת נמצאים בשימוש נרחב באינסטלציה, קירור, מיזוג אוויר, ציוד תעשייתי ותחומים מיוחדים, והפכו לחומרי מפתח בשל עמידותם בפני קורוזיה ומוליכות תרמית טובה.
אזורי יישום עיקריים
- מערכות בניין ואינסטלציה: צינורות נחושת הם הבחירה המועדפת להתקנת צנרת אספקת מים, צנרת חימום וקירור בדיור מסחרי למגורים, וכן להובלת גז ומערכות ספרינקלרים לכיבוי אש.
יתרונות: עמידות בפני קורוזיה, אנטיבקטריאלית, תוחלת חיים ארוכה, תוחלת חיים זהה לבניינים וניתנת למחזור.
- תעשיית קירור ומיזוג אוויר: בשימוש נרחב בצינורות הולכת קירור ובמחליפי חום (כגון מעבים ומאיידים) למיזוג אוויר, מקררים וציוד אחר.
מאפיינים: חוזק גבוה בטמפרטורה-נמוכה, מוליכות תרמית מעולה, צינור נחושת ללא חמצן יכול למנוע טוב יותר קורוזיה של מערכות קירור.
- ייצור תעשייתי ומכני: משמש למערכות הידראוליות, מערכות סיכה, ציוד לייצור חמצן, צינורות-בטמפרטורה נמוכה וצינורות מדידת לחץ מכשירים.
תרחישים: מזקקים כימיים, ציוד להתפלת מי ים ימיים, מערכות בקרה תרמית תעופה וחלל וכו'.
מטרות מיוחדות אחרות
- רפואה ואלקטרוניקה: מערכות עירוי/חמצן לציוד רפואי, רכיבי פיזור חום מוליכים למוצרים אלקטרוניים.
- קישוט ואומנות: משמש לפיסול, קישוט אמנותי, ריהוט בהתאמה אישית וקישוט תאורה.
- בתחום האנרגיה החדשה, חלק מהציוד הגבוה-משמש כמצע לחוטי פיתול מגנטים מוליכים-על או רכיבי קירור.
צינורות נחושת הם בעלי נקודת התכה של עד 1083 מעלות, עמידים לטמפרטורות ולחצים גבוהים, קלים לכיפוף ועיבוד, בעלי חיבורים חזקים ללא דליפה ומהווים חומרי צנרת בטוחים ואמינים בסביבות שונות.
