耐凍結性の金属パイプはありますか?


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私は家の外にガーデニングなどのために水出口を設置したいです。ここラトビアの外気温は-25°Cに下がることがあるので、一般的な水道管を使用できません。水が凍ると破裂します。パイプが凍結水の膨張の力に耐えられるように、パイプ内の水量と比較してパイプの壁をどれだけ厚くする必要があるかを示す公式はありますか?十分に強い水栓はありますか?

加熱を必要としない他のソリューションはありますか?


冬にコンセントを止めるだけで十分でしょうか?
rpmerf

1
いいえ、それはあまりにサービス集約的です:)
AndyZ

@AndyZに注意してください。以下の3つの例すべてにホースがあり、水が凍結している場合があります。それらがすべて機能する方法は、凍結ゾーンに水を排出することであり、バルブシートはより暖かい場所にあります。
エドビール

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明確にするために、バーストを引き起こすのは氷ではありません。氷の形成により、油圧が急激に上昇します-最大250 bar。あなたはそれに抵抗するために必要なパイプをグーグルにすることができます!これが、すべてのバーストがフレアされる理由です。それらは爆発的な減圧です。上記のバルブは完璧に見えます。
ヨークシャー

4
カナダでの一般的な解決策は、すでにあるもののように聞こえます。屋内バルブを備えた屋外の通常のバルブ(排水プラグが装備されています)。損傷を防ぐためには、屋内のバルブを単に停止するだけでは十分ではありません。排水プラグまたは屋外のバルブを開くことでラインを排水する必要があります。
アンソニーX

回答:


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米国で使用される(および一部の建築基準法で必要とされる)一般的なデバイスは、水を切ると要素にさらされた部分が乾くことができるように長い水出口です。これらは「フロストフリー」または「フリーズプルーフ」などと呼ばれます。

ここに画像の説明を入力してください

長さはさまざまで、実際のバルブはこの写真の右端にあり、銅と真鍮が出会っています。これにより、バルブ全体が排水されるため、水が外気温にさらされることはありません。実際の水道管は家の壁の内側にあり、通常は氷点下にさらされません。

この答えからの説明に役立つ別の図を次に示します

ここに画像の説明を入力してください


ありがとう、ただ明確にするために、私はまだパイプに水圧がないことを確認する必要があるので、私は家の内側に別のバルブを持っている必要があり、それからこのバルブを開いたままにして乾燥させますか?もしそうなら、魔法はありません;-)、私は気にする必要のない解決策が欲しかった
AndyZ

7
いいえ、このバルブのノブを回すと、内側の水が閉じられます。それはそれ自身を排出し、他に何もすることはありません。1つのバルブと完了。
JPhi1618

ああ…。
アンディズ

6
冬が来る前にホースを外してください!私はこれらのシェアを交換する必要がありましたが、その場合はとにかくバルブを追加します。これらは愚か者ではありません。IMEは数年しか続かないことがありますが、真空ブレーカーが動かなくなった場合は、バルブを入れて遮断し、来年の夏に対処できるようになります。
マズラ

1
ホースを取り外して、水がパイプ領域から重力で排水できるようにする必要があります(上の図の青色で表示)。そこにとどまると、フリーズしてシルコックが割れます。
ハーパー

14

水を凍結すると、科学者が実験的に検証できるようになったばかりの圧力が発生する可能性があります。より実用的な例:

それでは、氷がどれだけの力を発揮できるのでしょうか?さて、人々はこれを長い間解決しようとしてきました。1784年と1785年、エドワード・ウィリアムズ少佐はケベック州の天気を利用して、氷を封じ込める方法を何度も試し、失敗しました。ウィリアムズは最初、砲弾の内側に水を封じようとしました。その圧力が大きくなりすぎると、鋳鉄製のプラグが毎秒20フィートという驚異的な速度で475フィート発射されました。その後、ウィリアムズは、シェルを2つに分割するためだけに、フックを使用してプラグを所定の位置に固定しました。

別の実験では、1インチの厚さの鋳鉄で作られた大砲を水で満たす試みが行われました。フィレンツェの学者たちは、後に、厚さ1インチの真鍮でできたボールを水で満たそうとしました。後に彼らは、そのために必要な部隊が約27,720ポンドで出勤することを突き止めました。

より正確な答えを得るには、もう一度水相図に戻る必要があります。これは、圧力が300メガパスカルに達すると氷がIce IIに変わることを示しています。言い換えれば、それは水が通常の氷に変わるのを止めるためにコンテナが生き残ることができる必要がある圧力の量であり、代わりにそれが氷IIに変わる原因となります。

ソース

凍結防止配管システムに対する答えは、実際には反対です。パイプを薄くして延性を持たせ、パイプとともに膨張するようにします。よく製造された新しい銅は、分割する前に数回凍結することがよくあります。

これに関する問題は、銅が膨張するたびに、銅がより脆くなることです。金属労働者は、銅や他のほとんどの金属を伸ばす、圧縮する、または他の方法で加工すると、内部応力が発生して脆くなることを知っています。アニーリングのプロセスは、これらの応力を低減または除去し、金属の延性を回復させることができます。

そのため、銅管は多くの場合、数回の凍結/解凍サイクルに耐えることができます。ただし、ジョイントの許容度ははるかに低く、応力が容易に分散できないジョイントまたはその近くで凍結パイプの破損が多く発生します。

したがって、あなたの質問に対する簡単な答えは、凍った水に耐えるパイプの実用的なサイズがないということです。

これを処理する方法は多数ありますが、最も一般的なのは凍結防止の蛇口または給水栓です。


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彼らは相図を誤解しています。膨張しない形の氷が必要な場合は、氷IIIを得るために200MPaまで抵抗するだけです。封筒の裏側の計算によると、壁の厚さが半径の10%に等しい高強度の鋼管は、数回の冬の間は機能しますが、凍結融解サイクルを繰り返すと時間が経つと弱まります。
マーク

1
@Markそれはまさに私が期待したものであり、私が疑問に思ったものですので、なぜ壁の厚さを内側半径の100%に等しくしないと、これはおそらく人間の寿命の間続くでしょうか?
-AndyZ

1
@AndyZ、コスト。McMasterは、40MPaの高圧パイプを1フィートあたり50ドルで販売します(通常の銅パイプを1フィートあたり3ドルで比較)。5倍強いパイプにはどれくらいの費用がかかると思いますか?
マーク

1
@Markはその観点からコストを見るのではなく、反対側から見て、銅パイプは1フィートあたり3ドルかかるので、10倍厚くし、わずか30米ドルである必要があります;-)
AndyZ

3
@AndyZは10倍厚く、300ドルかかります-パイプに必要な材料の量は(外径の2乗)-(内径の2乗)に比例します。
ジュール

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第一の落とし穴は、特定のポイントまで、実際には耐凍結性のみであり、耐凍性のみであるということです。加熱ユニットは、取得できる限り「証明」されています。もちろん、何らかの理由で故障するまではもちろん、独自の欠点もあります。

とはいえ、ビブを庭の近くに配置したい場合、または必要とする場合、庭の消火栓が必要かもしれません。これらは、パイプ内の水を地面の凍結ラインより下に排出します。霜の線の下までパイプを走らせる必要があります。霜の線は、温度や土壌の種類などのいくつかの要因に基づいて深さが変化します。お住まいの地域の霜線が何であるかを知るために、地元の建設業者または市の役人に相談してください。

ヤード消火栓-1

ヤード消火栓-3

(実際の給水栓には、より長いスタンドパイプがあります。)

これらの消火栓は素晴らしいですが、120ドル前後から高価です。ほとんどの設置手順では、パイプの端にあるエルボ取り付け具の下にある種の石またはブロックを配置して、パイプをよりよく支えるように指示することを忘れています。また、排水溝をその下と周囲に配置する必要があります。排水溝を囲むランドスケープファブリックをお勧めします。

「フロストライン」の内容と場所の詳細については、 nsidc.org

もっとリンクを投稿できたらいいのにと思いますが、私の評判は十分ではありません。...ここで少し助けて;)


ありがとう、はいエドビールはすでに彼の答えの1つにリンクしていますが、追加した写真はリンクよりも優れています:)
AndyZ

ああ、私はそれを見逃した。私は実際にこれらの2つを自分の所有地に置いており、うまく機能しています!
JaredW82

1
「クレチン点まで」くそー、オートコレクト!
デビッドリチャービー16

それも見逃した:)
JaredW82

7

上記の凍結防止ビブは、家の壁で機能します。あなたが家から遠くに蛇口が必要な場合、この消火栓スタイルは素晴らしい作品です。供給ラインは凍結レベルより下に埋まっており、ユニットの底部をオフにすると岩の水が岩に流れ込みます。うちの3つは馬用であり、凍結したことはありません。今年の夏、私たちの他の3つの標準のよだれかけは常に凍結し、バルブが破損するため、交換する予定です。


ありがとう、いいえ、私は家の壁の解決策を考えていました。しかし、この消火栓は金で作られているようです、少なくとも価格はそれを示唆しています
;

彼らはそれだけの価値があります。壁ユニットの場合、@ Jphil1618は+を取得します。
エドビール

40USDの壁ユニットが見つかりました。壁ユニットの価格も非常に高いことを認めなければなりません。
-AndyZ

これらは、要素から保護されないフェンスラインに水出口が必要な牧場タイプのプロパティで広く使用されています。それらはその特定のリンクでは高価ですが、地元の農場の供給店で安く購入することができます。
JPhi1618

ええ、これらのもののオンライン価格は非常識です。シルコック(壁ユニット)は、ここの建物の供給でローカルに13〜20ドルで購入できます。アメリカの例外主義を信じたいのと同じように、他の国も冬のことを聞いています。地元の建物の備品に地元のホースに合うものがあり、ガスケットとハンドルがすぐに利用でき、メトリックのヘックスとスレッドがある場合、私は確かに米国スタイルの備品を輸入することはありません。
ハーパー

6

皮肉なことに、最も耐性のある金属製の水道管はオリジナルです-鉛!凍結中にパイプの内容物が膨張すると、パイプは壊れずに外側に伸びます。もちろん、金属が疲労し、壁が薄くなり、物が漏れ始めるまでにこれを管理できる範囲には制限がありますが、おそらく最も弾力性のあるオプションです。

鉛のマイナス面は明らかですが、中毒です!だから私はそれを使用することはお勧めしません。:)それでも、配管について質問している場合、「配管」という言葉は鉛のラテン語である「plumbum」に由来することを覚えておく価値があります。これが使用された理由の1つにすぎません。


ええ、ええ、鉛はあなたの庭に水をやるのではなく、誰かを殺すものです
-AndyZ

@AndyZより良いものを手に入れるには2000年かかりました!:)酸化鉛は化学的にかなり安定しており(水が強酸性でないと仮定して)、石灰スケールがパイプの内側に並んでいるので、鉛配管は実際には有毒レベルの鉛をパイプ水に入れませんでした。歴史的に、鉛中毒は主に水からではなく職場から来ていました。しかし、現在、より優れた安全な代替手段があるため、それらを使用します。
グラハム

「より良い、より安全な代替手段」、はい、私はそれらの方が好きです:)
AndyZ

さて、今日は十分に延性のあるプラスチックを使用するだけです。しかし、あなたは心配する紫外線を持っています。
ハーパー

良い情報。特に鉛のラテン語。「配管工」の動きが遅いのも不思議ではありません。彼らは「リードを引き出す」必要があります。😉
ArchonOSX

2

配管も材料も、水が充満している場合は「凍結防止」ではありません。アプリケーションでテストする必要はありません。しかし、私はJPhi1618があなたのプロジェクトを達成するためにFreeze Proof Sillcockを取得することに同意します。シルコック

これらを最適に使用するためのヒントを次に示します。

  1. ハンドルの端を内部接続から少し下に傾けて、使用するたびに常に完全に排水するようにします。

  2. 外壁の穴もコーキングまたはフォームで満たされた後、空気が家に入らないように取り付けプレートの裏側をかしめます。内部のバルブに到達する可能性があります。

  3. 部分的に天候を凍結にSillcockに接続したまま何のためのバキュームブレーカのキャップを外し、これはSillcock&何でも接続して保護している場合にのみ、その項目のドレイン完全に重力によってを。理想的には、これらの条件では何も接続しないでください。それらが別々に完全に排出されない場合、損傷または破壊されます。


ありがとうございました。しかし、内径10mmのチューブと厚さ30mmのスチールチューブの壁については、凍結した水がほとんどその厚さの金属を破壊しないでしょうか?
-AndyZ

2
そうそう絶対に、氷はほとんどすべてを壊します、それはいくつかの凍結を要するかもしれませんが、氷は最終的に勝ちます。さらに、スチールは錆びるだけでなく、正しく接続されていないと銅に対する電気分解反応が非常に悪くなります。
イギー

10mmの凍結水が強い力を生み出し、ある時点で氷が異なる結晶IIから氷XVを形成し始めるとは信じられません。まあ、氷XVを生成する必要はありませんが、何に限界があります氷の膨張力ができます。問題は、この力が合理的かどうかを超えていることです。厚さ1メートルの壁のパイプは...重くなります
-AndyZ

私はあなたが言っていることを知っています、そして、氷には限界があることに同意できます... しかし、氷は山をバラバラにします...私たちは爆発物と削岩機を使用して、ちょうど雨水氷の強さに合わせる必要があります。しかし、アプリケーションには、凍結防止のSillcockほど優れた1ステップのソリューションはありません。現在、2ステップのソリューションは、外で通常のSillcockと、Sillcockから数メートル離れた内側のシャットオフであり、適切に実行され、凍結温度が始まる前に凍結防止Sillcockのみに勝るものです。
イギー

「正しく実行された場合のみ」というコメントは、すべてを言っています。適切なタイミングで給水を止め、残りの水を一度だけ放出することを忘れると、DIYストアが再び幸せになります。ええ、そう言うことができれば氷のような縫い目は雌犬です:)
AndyZ

1

霜耐性sillcocks弁は依然として弁の内部/外部の温度、及び深さに応じて凍結することができます。それを行う従来の方法は、停止と廃棄バルブをさらに後ろに使用することで、温度を凍結する前に閉じ/排水し、後に開く必要がありますhttps : //diy.stackexchange.com/a/38208

家で私はストップを見たことがあり、廃棄物のバルブは3メートルもありました。

-25°Cの屋外では、特に将来的に熱が低下する可能性がある場合、両方を行うことを検討してください。深さの式が見つかりませんでした。あなたの隣人の家を見て、彼らが何をしたか、それが彼らのために働くかどうかを見てみてください。

物事をシンプルに保つために夏の間に屋内でホースを走らせることを選んだとしても、私はあなたを責めないでしょう!あなたの靴では、これが私が好む解決策です。子供の頃からキッチンのファセットに取り付けられた庭のホースが、シンクの上にある窓から出ていたのを覚えています。ファセットにはスレッドがあり、庭のホースを取り付けることができます。また、ファセットにはPVCフォークがあり、シンクに水を引き込むことができました。


0

供給パイプの内側に小さな圧縮可能な密閉チューブを挿入します。水が凍結すると、膨張する水が柔軟な内側チューブを圧縮して、圧力を安全なレベルに保ちます。私が理解しているように、h2 oの膨張は凍結する直前に発生するため、ハイドロリック印刷により圧力を均等に分散する必要があります。情報としては、内側の(圧縮可能な)チューブがvolで5%を吸収できるはずだと推測します。供給パイプ容積の。縫い目がとても単純なので、何かが足りないはずです。


こんにちは、Home Improvementへようこそ。興味深いアイデアですが、「そこにどのように侵入するのか」、「どのようにそれを保持するのか」、「どのように漏れないようにするのか」、「どのように水流に影響しないのか」が欠けていると思います。
ダニエル・グリスコム

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114,000 psi-(PER GOOGLE)での水の凍結の力。そうは言っても、前述の多くのデバイスを使用できます...別の方法は、発生したときの損傷を「最小化」することです。1つの方法は、単純なフリーズプラグおよび/またはフリーズプラグが組み込まれたボールバルブの使用ですそれ。

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