Początki epoki brązu wiążą się z obróbką miedzi i jej użyciem do produkcji głównie małych i drogocennych przedmiotów. Umiejętność obróbki miedzi była znana we wschodniej Anatolii już około 6500 p.n.e.
Miedź charakteryzuje się gęstością 8,94 g/cm3, temperaturą topnienia 1082oC, jest bardzo dobrym przewodnikiem elektrycznym i cieplnym. Współczynnik przewodzenia ciepła w temperaturze otoczenia 391 W/mK, ciepło właściwe 385 J/kgK. Ponadto miedź ma wysoką odporność na korozję, jest odporna na gorącą wodę, roztwory zasadowe (z wyjątkiem amoniaku) i kwas solny. Słabo odporna na wodę morską, wiele kwasów, zasad i soli, rozpuszcza się w kwasie azotowym i siarkowym. Należy jednak zaznaczyć, że w temperaturze powyżej 399oC w atmosferze gazów redukujących, szczególnie wodoru, następuje redukcja CuO2 do miedzi i pary wodnej.
Następuje niszczenie struktury metalu, zwane "kruchością wodorową". W chłodnictwie ma to znaczenie przy łączeniu armatury miedzianej przez lutowanie lub spawanie. Powstają mikropęknięcia, które mogą być przyczyną nieszczelności w instalacji oraz wzrasta kruchość materiału.
Miedź występuje w postaci wielu typów lub odmian handlowych, czysta zawiera szereg różnych zanieczyszczeń w ilości od 0,01 do 1% (np. As, Bi, Fe, Ni, Pb, Sn, itd.) w zależności od sposobu jej wytwarzania lub oczyszczania. Ponad 85% miedzi otrzymywane jest poprzez elektrolityczną rafinację. Inne typy miedzi można otrzymać przez przetopienie (np. beztlenową, tlenową i odtlenioną).
Najszerzej wykorzystuje się miedź, która zawiera około 0,04% tlenu. Miedź ta jest szeroko wykorzystywana w przemyśle elektrycznym i elektrotechnicznym. Niski opór elektryczny 0,01675 mW/m w temperaturze 20oC sprawia, że jest to metal najlepiej przewodzący prąd elektryczny po srebrze.
Miedź fosforyzowana jest drugim typem miedzi szeroko stosowanym w urządzeniach pracujących w wysokich i niskich temperaturach. Wyrabia się z niej rury do wody użytkowej i do chłodnictwa. Miedź beztlenowa stosowana jest w przemyśle elektrycznym i elektronicznym (np. elementy lamp elektronowych).
Ogólnie można stwierdzić, że miedź i jej stopy charakteryzują się następującymi właściwościami:
- umiarkowaną wytrzymałością i twardością,
- bardzo dobrą odpornością na korozję,
- łatwością obróbki,
- wysokim przewodnictwem cieplnym i elektrycznym,
- brakiem właściwości magnetycznych,
- wysokim właściwości w niskich temperaturach,
- stosunkowo łatwym łączeniem przez lutowanie, spawanie,
- przeciętnym kosztem materiału.
Miedź i jej stopy należą do pierwszych materiałów stosowanych w technice chłodniczej i kriogenice. Miedź nie ma progu kruchości i może być stosowana w temperaturach bliskich zeru bezwzględnemu (tabela 1). Szerokie zastosowanie znalazły mosiądze i brązy zarówno w postaci przerobionej plastycznie, jak i w odlewach. Części mosiężne mogą pracować w zakresie temperatur 520÷20 K. Z brązów wykonuje się tuleje, zawory i inne części pracujące w zakresie temperatur 520÷77 K. Na uwagę zasługuje brąz berylowy charakteryzujący się wysoką wytrzymałością i sprężystością. Wykonane z niego sprężyny pracują w temperaturach do 4 K [2].
 |
Rury miedziane okrągłe do chłodnictwa i klimatyzacji powinny być wykonane bez szwu z materiału o składzie chemicznym: minimum 99,90% Cu + Ag oraz fosforu w zakresie 0,015% =< P =< 0,040% [PN-EN 12735:2002]. Produkowane są w zakresie nominalnych średnic zewnętrznych od 3 do 108 mm i są dostępne w kręgach, zwykle o długości 25 lub 50 m lub w odcinkach prostych, zwykle o długości 3, 5, 6 m. Stan materiału rur przedstawiono w tabeli 2.
 |
Rury do gazów medycznych lub próżni [PN-EN 13348:2002] produkowane są w zakresie nominalnych średnic zewnętrznych od 8 do 54 mm. Rury okrągłe bez szwu do wody i gazu w instalacjach sanitarnych i grzewczych [PN-EN 1057:1999] produkowane są w zakresie nominalnych średnic zewnętrznych od 6 do 267 mm. Te dwie grupy rur wykonane są z tego samego materiału co rury do chłodnictwa, gatunek miedzi Cu-DPH lub CW024A. Stan materiału określony jest jak dla rur do chłodnictwa i klimatyzacji (tabela 2).
W powyższych normach dotyczących rur miedzianych bardzo szczegółowo podano: wymagania jakościowe (skład chemiczny, właściwości mechaniczne, jakość powierzchni, itp.), wymiary, grubości ścianek i dopuszczalne odchyłki, metody badań w czasie produkcji zapewniające jakość rur, sposób znakowania i pakowania, dokumenty wymagane przy dostawie. Istotna różnica dla rur miedzianych bez szwu polega na rodzaju zastosowania, które można pogrupować na rury do:
- chłodnictwa i klimatyzacji,
- gazów medycznych i próżni,
- instalacji sanitarnych i grzewczych (ciepłej i zimnej wody, gazowe i ciekłego paliwa, ogrzewania i kanalizacyjne).
Ponadto typoszergi poszczególnych grup rur różnią się zakresami średnic i grubościami ścianek. Rury do chłodnictwa i klimatyzacji są również w sposób szczególny przygotowane do montażu poprzez odwodnienie, oczyszczenie i zabezpieczenie (zakorkowanie) na końcach. Następnie rury do chłodnictwa powinno się połączyć nierozłącznie [PN-EN 387-2:].
Do wykonywania połączeń nierozłącznych powinno się stosować lutowanie twarde lub spawanie. Do złączek rurowych, do łączenia rur i do łączenia armatury nie powinno się stosować lutowania miękkiego. Podczas operacji spawania lub lutowania powinno się unikać zanieczyszczeń instalacji przez tworzenie się tlenków. W tym celu można spawać w atmosferze gazu obojętnego lub usuwając powstały osad tlenków. Należy dokładnie zbadać zgodność wszystkich materiałów wykorzystywanych w operacji lutowania, czy spawania (np. lutu, topnika) z czynnikiem chłodniczym.
Pamiętajmy, że do określonych rodzajów instalacji należy stosować wyłącznie odpowiedni rodzaj rur miedzianych, właściwie ocechowanych i posiadających certyfikat lub deklaracje zgodności z właściwą normą europejską.
Producenci urządzeń chłodniczych mogą uchylić gwarancję na ich produkty, gdy będą one pracowały w instalacjach wykonanych z rur innych niż rury chłodnicze (oznaczone normą chłodniczą). Koszt instalacji rurowej w porównaniu z kosztami urządzeń głównych jest niewielki, a skutkiem stosowania nieznacznie tańszych rur instalacyjnych może być utrata gwarancji na urządzenia lub konieczność wymiany instalacji rurowej, co może narazić inwestora lub instalatora na duże straty, nie tylko finansowe [1]. (...)
Więcej informacji na łamach miesięcznika Chłodnictwo&Wentylacja nr 1-2/2005.
