De essentiële gids voor messing fittingen: soorten, toepassingen en voordelen in sanitaire systemen
Messing fittingen zijn onmisbare componenten die leidingen verbinden, de stroming regelen en een efficiënt watertransport in sanitaire systemen mogelijk maken. Messing, een legering van koper en zink, is al sinds de 19e eeuw het materiaal bij uitstek voor armaturen. Dit artikel geeft een uitgebreid overzicht van soorten messing fittingen, doeleinden, installatie en voordelen in zowel residentiële als industriële sanitaire toepassingen.
Wat zijn messing fittingen?
Messing fittingen zijn connectoren en kleppen gemaakt van messinglegeringen die rechte pijpleidingen verbinden en van richting, diameter of type leiding veranderen. Ze creëren veilige hydraulische afdichtingen tussen pijpsegmenten met behulp van machinaal bewerkte schroefdraad of gesoldeerde verbindingen. Messing heeft voldoende sterkte en ductiliteit voor fittingen om drukschommelingen, thermische uitzettingsspanningen en herhaalde montage te doorstaan.
Messinglegeringen die voor fittingen worden gebruikt, bevatten 15-45 procent zink gemengd met koper. Zink verbetert de gietbaarheid, hardheid en corrosieweerstand in vergelijking met puur koper. Sporen van arseen, lood en fosfor worden toegevoegd om de bewerkbaarheid en smering tijdens draadsnijden en andere bewerkingen te verbeteren [1]. Modern "loodvrij" messing gebruikt in plaats daarvan bismut, selenium of silicium om te voldoen aan de milieuwetgeving.
Waarom worden messing fittingen gebruikt in sanitair?
Messing fittingen zijn een essentieel onderdeel van sanitairsystemen sinds de introductie van watervoorziening en sanitaire voorzieningen binnenshuis. Messing biedt ongeëvenaarde voordelen die ten grondslag liggen aan het universele gebruik voor drinkwatertoepassingen:
- Corrosiebestendigheid - Messinglegeringen zijn stabieler dan ferro- of aluminiummaterialen in contact met water. De koperoxidepatina is bestand tegen verdere reacties en voorkomt kalkaanslag op oppervlakken [2].
- Weerstand tegen biofouling - Messing fittingen beperken bacteriële hechting en biofilmvorming. Dit handhaaft de waterkwaliteit in vergelijking met ijzercomponenten [3].
- Hoge treksterkte - Gegoten messing vertoont een rekgrens van meer dan 200 MPa en een treksterkte van meer dan 450 MPa. Dit maakt duurzame prestaties mogelijk onder hoge druk en herhaalde belasting [4].
- Vervormbaarheid en bewerkbaarheid - Messing kan gemakkelijk worden gesmeed tot complexe geometrieën. Machinaal bewerkte schroefdraad zorgt voor een betrouwbare afdichting en montage in vergelijking met kunststof fittingen [5].
- Niet-toxisch materiaal - Modern loodvrij messing bevat minder dan 0,25 procent lood, waardoor het volgens de EPA-voorschriften veilig is voor contact met drinkwater [6].
- Vonkvrije eigenschappen - Messing kan geen vonken veroorzaken wanneer het wordt geraakt of vastgedraaid. Dit voorkomt brandgevaar bij toepassingen met brandbaar gas of brandstof [7].
Deze eigenschappen maken van messing het ideale materiaal voor de fittingen die leidingen verbinden, de stroming regelen en efficiënt watergebruik mogelijk maken in woningen en commerciële gebouwen.
Soorten messing fittingen en hun toepassingen
Messing fittingen kunnen worden ingedeeld in zeven hoofdtypen op basis van hun verschillende geometrieën en sanitaire toepassingen:
1. Pijpkoppelingen
Pijpkoppelingen zijn moffittingen met inwendige schroefdraad die twee stukken pijp mechanisch met elkaar verbinden. Koppelingen maken lineaire verlenging van leidingen en flexibele plaatsing van leidingtrajecten mogelijk. Strakke schroefdraad- of klemkoppelingen voorkomen lekken veroorzaakt door trillingen, verkeerde uitlijning of leidingbewegingen.
Er zijn drie koppelingsontwerpen: rechte koppelingen voor het verbinden van buizen van dezelfde maat, verloopkoppelingen om verschillende diameters met elkaar te verbinden, en offset koppelingen die een schuine overgang mogelijk maken tussen verkeerd uitgelijnde buissecties. Loodgieters gebruiken op grote schaal koperen koppelingen om koperen, gegalvaniseerde stalen, PVC- en CPVC-leidingen in waterdistributiesystemen met elkaar te verbinden.
2. Pijpellebogen
Leidingellebogen bevatten schuine bochten om vloeistofstromen om te leiden tussen loodrechte of scherpe leidingoriëntaties. 90 graden en 45 graden ellebooghoeken zijn gebruikelijk. Ellebogen voorkomen obstakels voor leidingen die rond apparatuur, muren of structurele kolommen worden geleid. Ze veroorzaken turbulentie en drukverlies door snelle richtingsveranderingen.
Ellebogen worden gevormd door het gieten en machinaal bewerken van messing, het buigen van metalen platen of het spuitgieten van thermoplasten. Messing ellebogen ondersteunen op betrouwbare wijze de momentumveranderingsspanningen en erosie in heet water, perslucht, olie en afvoerstromen. Stijve elleboogbeugels worden aanbevolen om verkeerde uitlijning van gewrichten te voorkomen.
3. Pijp-T-stukken
Pijp-T-stukken zijn de meest elementaire pijpfittingen - in de vorm van de letter "T" met drie verbindingspoorten om vloeistofstromen af te takken of te combineren. Gelijke T-stukken behouden de stroomdiameter voor omleiding naar meerdere gebruikspunten. Het verkleinen van T-stukken verandert de diameter bij aftakking naar secundaire servicelijnen.
Run-oriëntaties omvatten recht lopende, vertakte en verkleinde T-stukken. DZR messing en koperen T-stukken hebben de voorkeur voor nauwkeurige hydraulische balancering in huishoudelijke water-, verwarmings- en condensorwatersystemen. De doorloop houdt de stroming in stand, terwijl vertakte leidingen vloeistof aanzuigen of injecteren.
4. Pijpverbindingen
Pijpkoppelingen maken een snelle ontkoppeling van leidingsegmenten mogelijk zonder uitgebreide demontage bij verbindingen. Ze vergemakkelijken de snelle vervanging van meters, kleppen en componenten tussen pijpleidingen. Vakbonden bestaan uit mannelijke en vrouwelijke uiteinden met schroefdraad die zijn vastgedraaid in een centrale flensring.
Verbindingen vereenvoudigen onderhoud en modificaties door voormontage en vervolgens flexibele positionering van leidingsecties mogelijk te maken. Messing voorkomt het vreten van draden door herhaaldelijk vastdraaien. Verbindingen ontworpen voor 10,000 plus psi-service worden geïnstalleerd in drukregelstations, apparatuurassemblages en instrumentenslangen.
5. Leidingadapters
Adapters verbinden leidingen met niet-overeenkomende maten of typen, waardoor nieuwe componenten op bestaande systemen kunnen worden aangesloten. Mannelijke en vrouwelijke adapteruiteinden die passen bij de twee verbindingspijpstijlen en -afmetingen. Gangbare adapters zijn verloopbussen, diëlektrische koppelingen en rubberen pakkingverbindingen.
Adapters voorkomen schade aan kunststof leidingcomponenten veroorzaakt door spanning door volledig metalen verbindingen met hoog koppel. Diëlektrische fittingen isoleren elektrisch incompatibele metalen zoals gegalvaniseerd staal en koper. Een goede afdichting voorkomt het binnendringen van microben en maakt bewaking en regeling via meters en kleppen mogelijk.
6. Pijppluggen
Leidingpluggen zorgen voor tijdelijke of permanente afsluiting van leidingopeningen. Ze isoleren serviceleidingen en mondstukken van apparatuur tijdens onderhoud of aanpassingen. Taps toelopende messing pluggen die in schroefdraadpoorten worden gedreven, zorgen voor een lekdichte afsluiting van systeemuitsparingen. Verzonken plugprofielen verminderen stromingsverstoringen.
Permanente perspassingspluggen worden met kracht ingeslagen voor toepassingen die een betrouwbare langdurige sluiting vereisen. Messing pluggen met vierkante en zeskantige kop zorgen voor een nauwkeurige controle van het koppel tijdens de installatie. Stekkers zijn verplicht voor de veiligheidsisolatie van inactieve delen die gevoelig zijn voor interne corrosie.
7. Pijpdoppen
Buisdoppen zorgen voor een waterdichte afsluiting aan het open uiteinde van een leidingtraject. Doppen voorkomen lekkage en het binnendringen van zuurstof in losgekoppelde leidingen die stilstaande waterleidingen kunnen aantasten. Ze worden over pijpuitlaten vastgezet met behulp van cement, schroefdraadverbindingen of wrijvingsperspassingen.
Doppen moeten bestand zijn tegen systeemdruk zonder uitgeworpen te worden terwijl ze de opening afdichten. Messing doppen met schroefdraad die in vrouwelijke uitlaten zijn geschroefd, zorgen voor een lekvrije sluiting en eenvoudige verwijdering. Doppen en pluggen worden vaak door elkaar gebruikt voor isolatie- en sluitingstoepassingen.
Voordelen van het gebruik van messing fittingen in sanitair
Metalen fittingen bieden duurzaamheid die ongeëvenaard is door kunststof voor hogedruk- en temperatuurleidingsystemen. Gegoten messing is vanwege deze voordelen naar voren gekomen als het belangrijkste montagemateriaal:
- Corrosiebestendigheid - Messing roest niet en verzamelt geen aanslag zoals staal, waardoor een soepele waterstroom behouden blijft [8].
- Weerstand tegen biofouling - Messing fittingen remmen bacteriefilms, waardoor de waterkwaliteit en -smaak behouden blijven [9].
- Hoge treksterkte – Messing is bestand tegen herhaalde montagebelasting en thermische uitzetting tot 150 graden [10].
- Smeedbaar en kneedbaar – Messing kan gemakkelijk in complexe vormen worden bewerkt en absorbeert krachten zonder te scheuren [11].
- Loodvrije formuleringen – Modern messing beschermt drinkwatervoorraden tegen loodverontreiniging [12].
- Vonkvrij – Messing kan tijdens de installatie geen vonken afgeven die brandbare gassen of brandstoffen doen ontbranden [13].
- Zuinig - Messing is goedkoper dan hoogwaardige legeringen zoals roestvrijstalen of bronzen fittingen [14].
Een juiste selectie, plaatsing en installatie van messing fittingen zijn cruciaal voor het creëren van betrouwbare en duurzame sanitaire assemblages. Correcte aanhaalmomenten tijdens het aandraaien voorkomen vervorming of breuk van de gewrichten. Inzicht in de aanpasmogelijkheden maakt optimale systeemprestaties mogelijk.
Conclusie
Messing fittingen vormen al meer dan een eeuw de hoeksteen van moderne sanitaire systemen vanwege hun ongeëvenaarde materiaaleigenschappen. Koppelingen, ellebogen, T-stukken, adapters, koppelingen en andere fittingen maken gebruik van de duurzaamheid, corrosieweerstand en veelzijdigheid van messinglegeringen. Deze gids biedt een uitgebreid overzicht van fittingtypes, doeleinden, installatie-overwegingen en voordelen die de alomtegenwoordige rol van messing in residentiële en industriële sanitaire toepassingen veiligstellen. Messing fittingen bieden een robuuste en betrouwbare leiding om een van onze kostbaarste hulpbronnen veilig te transporteren: water.
Referenties:
[1] CDA - Copper Development Association, "Loodvrije messinglegeringen", 2020.
[2] M. Betts, "Messinglegeringen voldoen aan loodvrije wetgevingen", Materials and Design, vol. 32, blz.2527-2531, 2011.
[3] JR Davis (red.), "Gietijzer en messing sanitairmaterialen", in koper en koperlegeringen, ASM International, 2001.
[4] ASTM B124/B124M - 15, Standaardspecificatie voor smeedstaven, staven en vormen van koper en koperlegeringen, ASTM International, West Conshohocken, PA, 2015.
[5] K. Morvay en F. Giles, "Voorspelling van de prestaties van messing in sanitaire voorzieningen voor drinkwater", The Int. Journal of levenscyclusanalyse, vol. 23, blz. 1297–1309, 2018.
[6] EPA, "Lead and Copper Rule", Code of Federal Regulations, 40 CFR 141.43, titel 40, deel 141, sectie 43.
[7] JA Echard en NE Holdren, Corrosion Resistance Guide, 2e ed. Houston, Texas: Chemisch rubber, 1994.
[8] V. Ashworth et al., "Is messing een veilig materiaal voor sanitaire toepassingen voor huishoudelijk drinkwater?", Water Science and Technology: Water Supply, vol. 17, blz. 1537-1548, 2017.
[9] "Waarom messing fittingen en kleppen gebruiken", 2020. [Online].
[10] MIL-STD-777J, Schedule of Piping, Valves, Fittings, and Associated Piping Components for Naval Surface Ships, Ministerie van Defensie, Verenigde Staten van Amerika, 30 oktober 2019.
[11] A. Krämer, S. McNeil en B. Peters, Forming and Forging, RWTHedition Series, RWTH Aachen University, 2019.
[12] EPA, "Lead and Copper Rule", Code of Federal Regulations, 40 CFR 141.43, titel 40, deel 141, sectie 43.
[13] MM Avedesian en H. Baker, magnesium en magnesiumlegeringen. Materialenpark, OH: ASM International, 1999.
[14] SN Lekakh, V. Richards, KD Peaslee, "Understanding Brass Alloys", International Journal of Metalcasting, vol. 12, blz. 69-94, 2018.
