Сегодня, практически каждый Россиянин слышал про новый вид водопровода из меди. В России данный вид материалов водоснабжения появился совсем недавно и постепенно набирает внимание потребителей. Также, вместе с появлением популярности к водопроводу из меди распространяются спорные слухи о вреде и пользе водопровода из меди.
Для больших масс людей слухи всегда были одной из составляющей интересов к новинкам в разных сферах, а ввиду малой и неполной доступности к информации о новой технологии и появляются отрицательные слухи, те же, кто осмелился протестировать новую технологию, установив себе, начинает утверждать обратное. Так давайте разберёмся вреден ли медный водопровод для питьевой воды?
Начнём с того, что медный водопровод не новинка! Медь была первым материалом, который открыли в древней Греции на Кипре. Кстати медный водопровод уже давно используется в Европейских странах и имеет единый стандарт EN1057. Что касается материала труб из меди, то удобство работы с такой трубой в том, что она более текуча и легко поддается изгибам с очень малой вероятностью порыва при гибке. К тому же, при соответствующих условиях эксплуатации такой водопровод может прослужить достаточно долго. Медь имеет антисептические свойства и является нейтральным материалом, но как и любой металл в большой концентрации вреден для живых организмов.
Сфера применения медных труб охватывает широкую сферу, в которые входят:
В питьевом водоснабжении медные трубы имеют преимущества не только в большом диапазоне выдерживаемого давления (от 20 до 200Атм). Высокая однородность материала позволяет создавать медные трубы с самой ровной внутренней поверхностью, что уменьшает количество молекулярных связей металла, и следствие, меньше образование окислов и солей. К тому же, медные трубы обладают химической инертностью к хлору (Не образуют хлористых оксидов, опасных для человека).
- Отопительные системы
Эксплуатация медной трубы в отоплении позволяет создавать надежные и долговечные системы отопления. Все благодаря свойствам высокой стойкости меди к коррозии и большим температурным перегрузкам.
- Топливные трубопроводы
Благодаря нейтральным свойствам меди. Использование данных материалов позволяет использовать медные трубы в топливо-проводах без риска воспламенения или образования статического заряда.
- Газопроводы
В системах газопровода удобство применения медных труб заключается в герметичности соединений из меди. Нет нужды в сварке, все соединения спаиваются из того же материала. Отсутствует гальваническая коррозия и окисления при использовании газа. Высокая герметичность спаянных и запрессованных соединений уменьшает риски утечек газа и повышают безопасность в эксплуатации.
- Промышленность
В промышленности трубы из меди применяются в системах тормозов, гидравлики, а также в газовых водонагревателях, авиастроении, климатической и холодильной технике.
Применение медных труб в питьевом водоснабжении.
В России медные трубы используются в основном в промышленности, но Европейское применение медного водопровода постепенно добралось и до Российского рынка. Если быть точнее, то с 2005 года в России появился свой ГОСТ Р 52318-2005 на изготовление медных труб для водопровода и согласно техническим описаниям он соответствует Европейским стандартам EN1057. Но помимо условий изготовления, к медным трубам применяются также ГОСТы на химический состав труб, толщину стенок, гладкость поверхности труб. Например:
ГОСТ Р 52318-2005 – определяет технические характеристики меди и медных сплавов, в том числе круглые бесшовные трубы для водопровода, отопления и газа; указывает на обязательное наличие маркировки EN1057, определяющей соблюдение стандарта DIN (подкисления фосфором для усиления стойкости к воздействию воды);
ГОСТ 617-90 – для толстостенных круглого сечения, имеющих химический состав, определенный в ГОСТ 859, толщину стенки 1 мм и наружный диаметр 3-360 мм;
ГОСТ 11383-75 – для тонкостенных;
DIN EN723 – определяет показатели качества внешних и наружных поверхностей.
Если углубляться, то Европейский стандарт EN1057 не только описывает производственный цикл изготовления труб из меди, но и содержит список стандартов медных труб, разделяющих по типам применения труб для конкретных областей, виды прокатки, химический состав, допуски и нормы токсичности для живых организмов.
Одним словом стандарт EN1057 описывает нормы производства и характеристики медных труб для питьевого водоснабжения:
- Срок службы до 50 лет;
- Стойкость к колебаниям температуры от -100 до +250 градусов;
- Стойкость к колебаниям давления – не деформируются после замораживания и перегревания, соединения так же не нарушаются;
- Отсутствие выделений вредных для человека веществ, стойкость к окислению и бактериям;
- Высокие показатели пластичности - это позволяет гнуть трубы, не используя фитинги;
- Устойчивость к коррозии, атмосферному кислороду и солнечным лучам;
Вред или польза питьевого водопровода из медных труб.
Как мы уже описывали выше. Медь обладает инертностью к химическим соединениям, а это означает, что медь хорошо образует химические соединения во время плавки и практически не реагирует в холодном состоянии. Таким образом, выходит что медная труба в водопроводе все же образует соли меди, так к чему же может это привести? Добавим, что для меньшего окисления в питьевом водопроводе используется подкисленная фосфором медь, такая медь более жесткая и обладает высокой стойкостью к химической коррозии в соединениях с водой и растворённом в воде кислороде. Исключение составляет электрохимическая коррозия, от которой не защищены даже стальные и нержавеющие трубы.
А вы знаете, что в Европейском стандарте подкисленная медная труба называется "фосфорсодержащая медная труба", химический состав такой трубы составляет 94% меди и 6% фосфора и относится к сорту Cu-DHP.
Cu-DHP — сорт медной трубы, используемой во всем мире. Такая труба после окисления фосфором приобретает оптимальные характеристики. Легко поддается пайке и не ржавеет, в обычных эксплуатационных условиях такие трубы прослужат десять, двадцать, а то и тридцать лет. Температура плавления такого материала составляет 1080°С.
Что касается образования токсичных и ядовитых солей, то тут можно вздохнуть с облегчением, так как Cu-DHP труба практически не взаимодействует с хлором, содержащимся в водопроводной воде. Образование солей хлора настолько мало вероятно, что процент возникновения практически равен 0% - исключением является гальваническая коррозия.
Дело в том, что медный водопровод очень восприимчив к гальванической коррозии и является отличным проводником. Это основной недостаток медного водопровода. Особенно это касается соединения медных труб с нержавеющей и оцинкованной сталями, но как и везде решение все же имеется. Решение очень простое - это правильный монтаж и специальные фитинги для перехода на нержавеющую и оцинкованную трубы. Основное правило нержавеющая и оцинкованная труба в начале, а медная труба до конечной точки и конечно же специальные переходные фитинги из латуни.
Разрушение слухов о токсичности медного питьевого водопровода.
Среди населения и приверженцев системы ГОСТ времён СССР много заблуждающихся. Эти заблуждения касаются токсичности и образовании ядовитых соединений в медном трубопроводе. Как мы говорили выше в Европе медный трубопровод используется очень давно. А теперь давайте взглянем на это "трезвым взглядом".
Медь (ионы меди Cu2+) является необходимым элементом для всех растений и животных (в том числе и человека). В токе крови медь переносится белком церулоплазмином. После усваивания меди кишечником она транспортируется к печени с помощью альбумина. К тому же медь встречается в большом количестве ферментов, например, в цитохром-с-оксидазе, в содержащем медь и цинк ферменте супероксид дисмутазе, и в переносящем молекулярный кислород белке гемоцианине. В крови всех головоногих и большинства брюхоногих моллюсков и членистоногих медь входит в состав гемоцианина в виде имидазольного комплекса иона меди, роль, аналогичная роли порфиринового комплекса железа в молекуле белка гемоглобина в крови позвоночных животных. Как видим из всех этих умных фраз следует одно - ионы меди участвуют в биологической активности организма человека, а также ионы содержатся в морепродуктах.
Что касается токсичности, то по нормам СанПин допускаются некоторые соединения меди, а содержание в питьевой воде не должно превышать 1 мг/л (СанПиН 2.1.4.1074-01), однако недостаток меди в питьевой воде также нежелателен.
Всемирная Организация Здравоохранения в 1998 году выразилось по поводу содержания меди в воде так: «Риски для здоровья человека от недостатка меди в организме многократно выше, чем риски от её избытка».
В 2003 году в результате интенсивных исследований ВОЗ пересмотрела прежние оценки токсичности меди. Было признано, что медь не является причиной расстройств пищеварительного тракта. Но так ли Это?
Существовали опасения, что Гепатоцеребральная дистрофия (болезнь Вильсона — Коновалова) сопровождается накоплением меди в организме, так как она не выделяется печенью в желчь. Эта болезнь вызывает повреждение мозга и печени (цирозпечени). Однако причинно-следственная связь между возникновением заболевания и приёмом меди внутрь подтверждения не нашла. Установлена лишь повышенная чувствительность лиц, в отношении которых диагностировано это заболевание к повышенному содержанию меди в пище и воде. Предполагается, что медь и цинк конкурируют друг с другом в процессе усваивания в пищеварительном тракте, поэтому избыток одного из этих элементов в пище может вызвать недостаток другого элемента.
Здоровому взрослому человеку необходимо поступление меди в количестве 0,9 мг в день. При недостатке меди в хондро- и остеобластах снижается активность ферментных систем и замедляется белковый обмен, в результате замедляется и нарушается рост костных тканей.
Металлический вкус меди.
Для тех, кто думает, что в питьевой воде появится ощущение вкуса меди сильно ошибается, так как чтобы излишняя концентрация ионов меди придала воде отчётливый «металлический вкус». Содержание ионов меди должно составлять от 2мг/л до 10 мг/л (все зависит от органлептических вкусов человека).
Естественная способность к такому определению повышенного содержания меди в воде является природным механизмом защиты от приёма внутрь воды с излишним содержанием меди.
Скептические взгляды на безопасность медных труб для Россиян является одной из причин недоверия к данному виду водоснабжения. Эта одна из основных причин столь малой распространённости водопровода из меди.
Давайте произведем расчёт сколько же ионов меди передается в воду в метре медной трубы при застое за сутки:
Диаметр трубы 15мм
Итак посчитаем внутреннюю площадь соприкосновения медной трубы с водой в одном метре
1000мм * 2п (6,28) * r (6мм) = 37680 кв.мм.
Теперь зная плотность меди и размер молекулы получим Объем площади слоя реакции с водой:
S (м.куб) = 0,03768 (кв. м.) * 0,4х10^-10 = 0,015072х10^-10 м.куб.
Теперь получим количество вещества меди (молекул меди):
N= ((9000*0,015072*10^-10)/0.0635)*6x10^23=12,817x10^16 молекул меди в 1 метре 15 трубы с внутренним диаметром 12 мм.
Выведем вес ионов поступающих в объем воды 1 метра трубы:
m=(12,817х10^16/6x10^23)*0,0635=1,3519x10^-8кг или 0,000013519 грамм
Учитывая, что в одном метре 15 трубы со стенкой 1мм помещается 0,1311 л воды получаем, что в 1 литре питьевой воды образуется:
1000мл=1000г => 1000/131,1= 7.62 (множитель)
Количество меди в 1л равно:
0,000013519 *7,62 = 0,000103 грамм = 0,103 миллиграмм (норма до 1мг/л в сутки)
Очень даже безопасно для живых организмов!!!
Для тех же, кто еще не поверил произведем расчёт для 18 мм медной трубы:
Диаметр трубы 18мм
Итак посчитаем внутреннюю площадь соприкосновения медной трубы с водой в одном метре
1000мм * 2п (6,28) * r (8мм) = 50240 кв.мм.
Теперь зная плотность меди и размер молекулы получим Объем площади слоя реакции с водой:
S (м.куб) = 0,05024 (кв. м.) * 0,4х10^-10 = 0,020096х10^-10 м.куб.
Теперь получим количество вещества меди (молекул меди):
N= ((9000*0,020096*10^-10)/0.0635)*6x10^23=17,0895x10^16 молекул меди в 1 метре 18 трубы с внутренним диаметром 16 мм.
Выведем вес ионов поступающих в объем воды 1 метра трубы:
m=(17,0895х10^16/6x10^23)*0,0635=1,8168x10^-8кг или 0,000018168 грамм
Учитывая, что в одном метре 18 трубы со стенкой 1мм помещается 0,2011 л воды получаем, что в 1 литре питьевой воды образуется:
1000мл=1000г => 1000/201,1= 4.91 (множитель)
Количество меди в 1л равно:
0,000018168 *4,91 = 0,0000892 грамм = 0,0892 миллиграмм (норма до 1мг/л в сутки)
Как видим значение количества меди стало меньше и это сразу бросается в глаза!!! Но мы забыли, что диаметр трубы увеличился, а следовательно и объем воды в ней, что соответственно повлекло уменьшение концентрации молекул меди в объеме 1 метра трубы.
Вердикт: медный водопровод абсолютно безопасен для здоровья человека!!!
Выписки из стандартов и требований EN1057 к питьевому трубопроводу из меди.
Для более точного рассмотрения этого вопроса рассмотрим нормы по СанПин (EN1057 п.3.1 ) систем питьевого водоснабжения. Эти нормы усматривают следующие требования:
Стандарт DIN 4046 - вода для использования человеком и удовлетворения его нужд, должна обладать всеми качественными особенностями - соответствующими действующим предписанием, в частности, «Предписанию по питьевой воде», стандартам DIN 2000 и DIN 2001.
Установка систем для питьевой воды осуществляется по DIN 1988 (TRWI). Системами питьевого водоснабжения, согласно DIN 1988, ч.1, считаются все трубопроводы и/или приборы, элементы составляющие систему, которые обеспечивают подачу воды в резервуары для обработки и потребления питьевой воды, входящие в центральные и/или индивидуальные системы водоснабжения. В нормативных документах указаны точные разграничения.
В системах питьевого водоснабжения не рекомендуется, с целью антикоррозийной защиты, производить обработку воды в какой-либо форме.
Существует множество бактерий возбудителей, способных размножаться в системах снабжения подогретой питьевой воды. Поэтому трубопроводы должны монтироваться с учетом требований Трудового листа DVGW W551 «Системы подогрева питьевой воды; трубопроводы для питьевой воды; технические меры для уменьшения роста числа бактерий возбудителей».
Обязательное предписание для трубопроводов питьевого водоснабжения AVB – Wasser V (требования к общим условиям по снабжению водой) действует для всех элементов трубопровода, а значит и к самим трубам, к ним выдвигаются требования по изготовлению с соблюдением признанных правил и технологий. В предписании отмечено, что наличие маркировки знаком качества признанной контрольной службы, подтверждает выполнение данных требований.
МЕДНЫЕ ТРУБЫ, соответствующие данным требованиям, разрешены к использованию в трубопроводах холодного и горячего питьевого водоснабжения.
Медь, как материал, пригодна для питьевой воды без каких либо ограничений, если питьевая вода соответствует требованиям и условиям DIN 50930. Важной величиной является значение показателя рН воды, который согласно требованиям должен быть в пределах 6,5…9,5. А также питьевая вода должна быть нейтральной к содержанию свободных углекислот, согласно DIN 50930, ч.5 коэффициент содержания свободных углекислот в воде Кв 8,2 не должен превышать 1,00 моль/м. куб.
Для систем центрального водоснабжения данные по показателям рН и Кв 8,2 должны предоставляться службами водоснабжения, а в отдельных или индивидуальных системах предоставляются местными службами.
Минимально допустимый номинальный внутренний диаметр труб для систем питьевого снабжения, по DIN 1988, ч.3, составляет DN 10 (соответствует медной трубе 12х1). Часто используемые трубы с параметрами 18х1 соответствуют значению DN 16.
Инженерам, проектировщикам и монтажникам настоятельно рекомендуется использовать только те трубы, которые прошли контроль DVGW и имеют маркировку знаком качества DVGW (EN1057).
Для соединения медных трубопроводов в системах холодного и горячего питьевого водоснабжения действуют правила указанные в Трудовом листе DVGW GW 2 и информационном издании 159 «Соединения медных труб». Существенным является следующее – так как при твердой пайке используются температуры более 400°С, то возможно образование неблагоприятных с точки зрения гигиены окалины и пленки на внутренней части трубопровода. Поэтому в медных трубах для питьевого водоснабжения диаметром до 28 мм включительно разрешается осуществлять соединения только низкотемпературной пайкой – мягкой пайкой. А также для труб с данными диаметрами не рекомендуется отжиг для сгибания или изготовления раструба. Соответственно у труб диаметром больше 28 мм таких ограничений нет.
Примерный расчёт срока службы медной трубы.
Давайте рассмотрим примерный срок службы медного водопровода из имеющихся данных для домашнего водопровода в самых худших условиях эксплуатации медных труб (возьмем за константу количество меди в 1л воды 0,5мг):
Допустим простая ситуация в частном доме - стоит водонагреватель на ГВС и воду берут только холодную (пускай скважина с pH 7). Среднесуточный расход воды допустим 400 литров в сутки. Отсутствует электрохимическая коррозия.
400 литров * 0,5мг = 200мг === 0,2г <== ровно столько в сутки должна терять медная труба длинной в метр при pH 7
0,2г * 365 дней = 73г в год
медная труба с внутренним диаметром 18мм имеет стенки толщиной 1 мм и вес одного метра трубы всего 0,59 кг, 15мм труба - 1мм = 0,39кг
Допустим длинна водопровода будет 10 метров => получаем 5,9 кг или 3,9 кг
5,9 кг / 0,073 = 80 лет и 3,9 кг / 0,073 = 53 года
По расчётам видно, что при режиме эксплуатации 400 литров в сутки труба полностью растворится.... Но это в идеальных условиях, потому как вода может застаиваться, быть разной по составу и так далее!!!! Значит будем считать когда растворится наполовину - 40лет и 26лет - это количество лет медная труба должна прослужить 100%.
На самом деле если предположить что скорость будет такая, то на поворотах дырки должны появиться раньше - скажем лет через 30 или 20.
ИТОГ
Мы рассмотрели новинку питьевого водопровода, проанализировали все За и Против медных труб. Результат стал впечатляющим!!! Медные трубы в квартиру можно!!! Автор статьи до последнего не доверял этому виду водопровода, но проанализировав огромное количество информации, собранной по частям, изменил свой взгляд на медные трубы. А произведенные расчёты показали, что медные трубы в питьевом водопроводе действительно полезная вещь!!!
Если сравнивать медный трубопровод с полипропиленом или металлопластиком, то данный вид трубопровода не смотря на свою стоимость во многом выигрывает. А те, кто не убедился на все 100% после ознакомления со статьей, то добавлю только одну фразу: "При использовании городского водоснабжения, до Вашей точки водоразбора проложен не один километр железной трубы ;) А уж железные окислы образуются в куда больших концентрациях."
К тому же суточная рекомендуемая медиками норма употребления человеком меди должна составлять 2-3мг/сутки, для детей же эта норма составляет 1мг/сутки. На этом хотелось бы поблагодарить всех, кто дочитал статью до конца. Надеемся материал Вам пригодился.