Существует ли морозостойкая металлическая труба?

25

Я хочу установить водопровод на внешней стороне моего дома для садоводства и т. Д. Наружные температуры здесь в Латвии иногда падают до -25 ° C, поэтому я не могу использовать обычную водопроводную трубу; оно лопнет, когда вода замерзнет. Существует ли формула, позволяющая определить, насколько толстая стенка трубы должна сравниваться с объемом воды внутри трубы, чтобы труба выдерживала силу расширяющейся замерзшей воды. Есть ли достаточно сильные водопроводные краны?

Существуют ли другие решения, не требующие отопления?

AndyZ
источник
Было бы достаточно отключить розетку зимой?
rpmerf
1
Нет, это слишком интенсивно обслуживает :)
AndyZ
Просто обратите внимание @AndyZ, если у вас есть шланг на всех 3-х из приведенных ниже примеров, когда вода может замерзнуть. Все они работают путем слива воды в зону замерзания, а седло клапана находится в более теплом месте.
Ed Beal
2
Просто для пояснения, это не лед, который вызывает взрыв. Пробки, образующие лед, вызывают резкое повышение гидравлического давления - до 250 бар. Вы можете Google трубы, необходимые, чтобы противостоять этому! Вот почему все вспышки вспыхивают. Это взрывные депрессии. Упомянутый клапан выглядит идеально.
YorkshireDave
3
Общее решение в Канаде звучит так, как у вас уже есть: обычный клапан на открытом воздухе с внутренним клапаном (который оснащен сливной пробкой). Простого отключения внутреннего клапана недостаточно, чтобы предотвратить повреждение - трубопровод необходимо слить, открыв сливную пробку или наружный клапан.
Anthony X

Ответы:

44

Обычное устройство, используемое в США (и требуемое некоторыми строительными нормами), представляет собой выпускное отверстие для воды, которое является длинным, так что отключение воды позволяет части, подверженной воздействию элементов, высохнуть. Они называются «морозостойкими» или «морозостойкими» и т. Д .:

enter image description here

Они бывают разных длин, и реальный клапан находится справа от этой картины, где медь встречается с латунью. Это приводит к сливу всего клапана, поэтому вода не подвергается воздействию внешних температур. Реальные водопроводные трубы будут находиться внутри стены дома и, как правило, не будут подвергаться воздействию отрицательных температур.

Вот еще одна диаграмма, чтобы помочь объяснить этот ответ :

enter image description here

JPhi1618
источник
спасибо, просто чтобы уточнить, мне все еще нужно убедиться, что в трубе нет давления воды, поэтому у меня должен быть еще один клапан внутри дома, затем просто оставить этот клапан открытым и дать ему высохнуть? Если так, то магии нет ;-), я хотел найти решение, о котором мне не нужно беспокоиться
AndyZ
7
Нет, вращение ручки на этом клапане закрывает воду изнутри. Он истощает себя, и больше ничего не нужно делать. Один клапан и готово.
JPhi1618
Ооооооо .... теперь я вижу, хорошо, это звучит намного лучше :) Да, спасибо, я понял.
AndyZ
6
Отсоедините шланг до наступления зимы! Мне пришлось заменить свою долю, и когда я это сделаю, я все равно добавлю клапан; это не дураки-проф. IME это иногда длится всего несколько лет, и если вакуумный выключатель застрянет, вы будете рады, что вставили клапан, чтобы можно было закрыть его и разобраться с ним следующим летом.
Mazura
1
Вам необходимо снять шланг, чтобы вода могла самотеком выходить из области трубы (показано синим цветом на приведенной выше схеме). Если он останется там, он замерзнет и расколется петуху.
Harper
14

Замораживание воды может создать давление, которое ученые только недавно смогли экспериментально проверить. Для более практических примеров:

Так на какую силу способен лед? Ну, люди пытались решить это в течение длительного времени. В 1784 и 1785 годах один майор Эдвард Уильямс воспользовался погодой в Квебеке и неоднократно пытался найти метод сдерживания льда. Сначала Уильямс пытался запечатать воду внутри артиллерийских снарядов, чугунные пробки которых запускались со скоростью 475 футов со скоростью 20 футов в секунду, когда давление становилось слишком большим. Затем Уильямс невозмутимо занялся закреплением штекеров на месте с помощью крючков, только для того, чтобы оболочки были разделены на две части.

В другом эксперименте была предпринята попытка наполнить пушки, сделанные из чугуна толщиной в один дюйм, водой, чтобы они тоже раскололись, когда замерзли. Ученые во Флоренции позже попытались наполнить шар из латуни толщиной в один дюйм водой только для того, чтобы он тоже треснул, когда замерз. Позже они выяснили, что сила, необходимая для этого, составила около 27 720 фунтов.

Для более точного ответа вам нужно еще раз вернуться к диаграмме фазовой фазы воды, которая показывает, что лед превратится в лед II, когда давление достигнет 300 мегаскаль, что в точности равно 43 511,31 фунта силы на квадратный дюйм. Другими словами, это то количество давления, которое должен выдержать контейнер, чтобы остановить превращение воды в обычный лед, вместо этого заставляя его превращаться в лед II.

( источник )

Ответ на морозостойкую систему водопровода на самом деле противоположен: сделать трубы тонкими и пластичный Достаточно того, что они расширяются вместе с трубой. Новая, хорошо изготовленная медь часто может замерзнуть несколько раз перед расщеплением.

Проблема в том, что каждый раз, когда медь расширяется, она становится более хрупкой. Металлурги знают, что когда вы растягиваете, сжимаете или иным образом обрабатываете медь и большинство других металлов, у них возникают внутренние напряжения, которые делают их более хрупкими. Процесс отжига может уменьшить или устранить эти напряжения, восстанавливая пластичность металла.

Таким образом, медная труба часто выдерживает несколько циклов замораживания / оттаивания. Тем не менее, стыки гораздо менее прощаемы, и множество стыков с замерзшими трубами происходит на стыках или рядом с ними, где напряжения не могут быть легко распределены.

Таким образом, короткий ответ на ваш вопрос заключается в том, что нет практическое Размер трубы, которая будет противостоять замерзшей воде.

Существует множество способов справиться с этим, однако наиболее распространенным является кран или гидрант с морозостойкой конструкцией.

Adam Davis
источник
4
Они неправильно читают фазовую диаграмму. Если вы хотите нерасширяющуюся форму льда, вам нужно всего лишь сопротивляться ~ 200 МПа, чтобы получить лед III. Расчеты за пределами конверта говорят, что высокопрочная стальная труба с толщиной стенки, равной 10% ее радиуса, может справиться с этой задачей в течение нескольких зим, хотя повторяющиеся циклы замораживания-оттаивания со временем ослабят ее.
Mark
1
@ Отметьте, что это именно то, что я ожидал и о чем я удивлялся, так почему бы не сделать толщину стенки равной 100% от внутреннего радиуса, это может длиться, может быть, на всю жизнь человека?
AndyZ
1
@AndyZ, стоимость. McMaster продаст вам трубу высокого давления по 40 МПа за 50 долларов за фут (сравните обычную медную трубу по 3 доллара за фут). Как вы думаете, сколько будет стоить труба в пять раз сильнее?
Mark
1
@ Марка не смотрите на стоимость с этой точки зрения, посмотрите с другой стороны, медная труба стоит 3 $ за фут, поэтому сделайте ее в десять раз толще, и она ДОЛЖНА стоить всего 30 долларов США ;-)
AndyZ
3
@AndyZ делает его в десять раз толще и стоит $ 300 - количество материала, необходимого для трубы, пропорционально (квадрат внешнего диаметра) - (квадрат внутреннего диаметра).
Jules
11

Первая проблема заключается в том, что на самом деле ничто не является доказательством защиты от замерзания, только защита от замерзания (вы правильно сформулировали свой вопрос таким образом) до определенного момента. Нагревательные устройства являются «доказательством», которое вы можете получить, пока, конечно, они не выйдут из строя по какой-либо причине, и, конечно, у них есть свои собственные недостатки.

Тем не менее, если вы хотите или хотите, чтобы нагрудник находился ближе к саду, вам может понадобиться дворовый гидрант. Это приведет к сливу воды в трубе ниже линии замерзания в земле. Вам придется прокладывать трубу ниже линии замерзания, которая зависит от глубины в зависимости от нескольких факторов, таких как температура и тип почвы. Поговорите с местными строителями или городскими чиновниками, чтобы узнать, какова морозная линия в вашем районе.

Yard Hydrant-1

Yard Hydrant-3

(У реальных гидрантов есть намного более длинные стояки.)

Эти гидранты хороши, но они дороги, начиная с 120 долларов США и выше. В большинстве инструкций по установке не упоминается о том, чтобы положить какой-то камень или блок под колено на конце трубы, чтобы лучше его поддерживать. Вы также должны положить немного дренажного камня внизу и вокруг него, и я рекомендую какую-нибудь ландшафтную ткань, окружающую дренажный камень.

Для получения дополнительной информации о том, что и где находится «Морозная линия»: nsidc.org

Я хотел бы разместить больше ссылок, но моя репутация недостаточно высока. ... небольшая помощь здесь;)

JaredW82
источник
спасибо, да, Эд Бил уже связан с одним из тех, кто в своем ответе, но добавленная вами фотография лучше, чем ссылка :)
AndyZ
О, я скучал по этому. У меня есть два из них на моей собственности, и они прекрасно работают!
JaredW82
1
"до точки кретина" Черт возьми, автозамена!
David Richerby
Пропустил это тоже :)
JaredW82
7

Вышеуказанные замораживающие нагрудники работают на стене дома. Если вы хотите кран дальше от дома это стиль гидранта работает отлично. Линия снабжения скрыта ниже уровня замерзания, а основание блока залегает в скале, когда вы выключаете его, вода стекает в скалу. У нас есть 3 таких для наших лошадей, и они никогда не замерзли. Этим летом я планирую заменить наши 3 других стандартных нагрудника, поскольку они всегда замерзают и ломают клапан.

Ed Beal
источник
Спасибо, нет, я думал о решении на стене дома. Но этот гидрант, кажется, сделан из золота, по крайней мере, цена предполагает это ;-)
AndyZ
Они того стоят. За настенный блок @ Jphil1618 получает +.
Ed Beal
Нашел настенный блок за 40USD, надо признать, цены на настенные блоки тоже очень высокие.
AndyZ
Я видел, что они широко используются на свойствах ранчо, где необходимы водовыпускные трубы на линии забора, где они не будут защищены от стихии. Они дорогие по этой конкретной ссылке, но их можно купить дешевле в местном магазине фермерских товаров.
JPhi1618
Да, онлайн цены на эти вещи безумны. Sillcocks (стеновые блоки) идут за $ 13-20 на месте у здания. Как бы мне ни хотелось верить в американскую исключительность, другие страны также слышали о зиме. Я бы, конечно, не заплатил бы за импорт светильника в американском стиле, если в вашем местном строительном оборудовании будет тот, который подходит для местных шлангов, прокладки и ручки легко доступны, и имеют метрические гексагоны и резьбы.
Harper
6

Как ни странно, самая стойкая металлическая водопроводная труба - оригинал - свинец! Он достаточно пластичен, поэтому, когда содержимое трубы расширяется во время замерзания, труба растягивается наружу, не ломаясь. Конечно, существует предел того, насколько он сможет справиться с этим до того, как металл утомится, стены утончатся, а вещи начнут протекать, но это, вероятно, самый устойчивый вариант.

Однако обратная сторона свинца очевидна - отравление! Поэтому я бы не советовал использовать его. :) Тем не менее, если вы спрашиваете об сантехнике, стоит помнить, что слово «сантехника» происходит от «свинца», что в переводе с латыни означает «свинец», и это только одна из причин, почему оно использовалось.

Graham
источник
Ну, да, свинец - это то, что убивает кого-то, а не поливает вас в саду
AndyZ
@AndyZ Потребовалось 2000 лет, чтобы получить что-то лучше! :) Оксид свинца химически довольно стабилен (при условии, что ваша вода не очень кислая), а накипь выстилала внутреннюю часть труб, поэтому свинцовая сантехника фактически не содержала токсичных уровней свинца в водопроводной воде. Исторически отравление свинцом происходило в основном на рабочем месте, а не из воды. Сейчас у нас есть лучшие и безопасные альтернативы, поэтому мы их используем.
Graham
«лучше и безопаснее альтернативы», да, мне нравятся эти лучше :)
AndyZ
Что ж, сейчас вы бы просто использовали достаточно пластичный пластик. Но тогда вам нужно беспокоиться об ультрафиолетовом свете.
Harper
Хорошая информация Особенно латинское слово для свинца. Неудивительно, что «сантехники» двигаются так медленно. Им нужно «вывести лидерство».
ArchonOSX
2

Ни трубопроводы, ни материалы не являются «морозостойкими», когда наполнены водой и в вашем приложении это не должно быть проверено. Но я согласен с JPhi1618, чтобы получить Sillcock Freeze Proof для выполнения вашего проекта. Sillcock

Вот несколько советов по их оптимальному использованию:

  1. Слегка наклоните конец рукоятки от внутреннего соединения, чтобы он всегда сливался полностью после каждого использования.

  2. Запечатайте заднюю сторону монтажной пластины после того, как отверстие наружной стены также было заделано или заполнено пеной, чтобы воздух не попал в дом, не имел никакой возможности попасть к внутреннему клапану и усилителю; внутреннее тепло может удерживать большую часть клапана выше нуля.

  3. Частично открутите крышку вакуумного выключателя для всего, что остается подключенным к Sillcock в морозную погоду, это защищает Sillcock & amp; что бы ни было связано только если этот элемент истощает полностью под действием силы тяжести В идеале ничто не должно быть связано в этих условиях & amp; они будут повреждены или уничтожены, если не будут отдельно & amp; полностью истощен.

Iggy
источник
благодарю вас. Но как быть с внутренним диаметром трубы 10 мм и стенками стальной трубы толщиной 30 мм, так мало ли замерзшей воды все равно сломает такой толстый металл?
AndyZ
2
О, да, абсолютно, лед сломает большинство всего, может потребоваться несколько заморозков, но лед победит в конце. Кроме того, сталь будет не только ржаветь, но и будет иметь очень плохую реакцию электролиза на медь, если не будет правильно подключена.
Iggy
Я не могу поверить, что 10 мм замерзшей воды создаст такую ​​высокую силу, что в какой-то момент лед начнет формировать разные кристаллы от льда II до льда XV, ну, мне не нужно производить лед XV, но есть некоторый предел тому, что сила расширения льда может сделать. Вопрос в том, является ли эта сила сверх того, что разумно, или нет. Труба со стенками толщиной 1 метр была бы ... допустим, она была бы тяжелой
AndyZ
Я знаю, что вы говорите & amp; Я могу согласиться, что у льда есть предел ... Я не знаю формулу обычной физики, но я уверен, что она где-то существует. Но лед разбивает горы на части ... мы должны использовать взрывчатку и отбойные молотки, чтобы соответствовать силе просто ледяной воды. Но в вашем приложении нет лучшего одношагового решения, чем защищенный от замерзания Sillcock. Теперь двухэтапное решение - это обычный Sillcock снаружи & amp; внутреннее отключение, которое может находиться в нескольких метрах от Sillcock, которое будет превосходить Sillcock, защищенное от замерзания, ТОЛЬКО ЕСЛИ оно выполнено правильно И до того, как начнется заморозка.
Iggy
Что ж, комментарий «ТОЛЬКО ЕСЛИ все сделано правильно» говорит сам за себя, забудьте отключить подачу воды и выпустить оставшуюся воду только один раз в нужное время, и вы снова порадуете свой магазин DIY. Да, швы, как лед, это сука, если можно так сказать :)
AndyZ
1

В морозостойкие силаны клапан все еще может замерзнуть в зависимости от внутренней / наружной температуры и глубины клапана. Традиционный метод сделать это с помощью запорный и сливной клапан далее назад, что требует закрытия / слива перед температурой замерзания и открытия его после: https://diy.stackexchange.com/a/38208

В домах я смотрел на запорный и сливной клапан было целых 3 метра

При температуре -25 ° C снаружи подумайте о том, чтобы сделать и то, и другое, особенно если в будущем тепло может быть отключено. Я не мог найти формулы для глубины; попробуйте заглянуть в дома своей соседки, чтобы увидеть, что они сделали, и если это работает для них.

Я бы не стал винить вас, если бы вы решили просто провести шланг в помещении летом, чтобы все было просто! На твоем месте это решение, которое я бы предпочел. Из детства я помню садовый шланг, прикрепленный к кухонному фасету, выходящий через окно над раковиной. У фасета были нити, чтобы можно было присоединить садовый шланг, а на фаске была вилка из ПВХ, чтобы в раковине все еще можно было брать воду.

Andrew Smart
источник
-1

Сила замерзания воды в 114000 фунтов на квадратный дюйм (за GOOGLE). Тем не менее, вы можете использовать несколько ранее упомянутых устройств ... другой способ - "минимизировать" ущерб, когда он происходит. Одним из методов является использование простых замораживающих пробок и / или шарового клапана с замораживающей пробкой, встроенной в Это.

RON1955
источник