耐凍結性の金属パイプはありますか？

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？

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。

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。

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。

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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。

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。

（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;）

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。