Y a-t-il un tuyau métallique résistant à l'eau de congélation?

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Je veux installer une sortie d'eau à l'extérieur de ma maison pour le jardinage, etc. Les températures extérieures ici en Lettonie tombent parfois à -25 ° C, donc je ne peux pas utiliser une conduite d'eau commune; il éclaterait lorsque l'eau gèlerait. Existe-t-il une formule pour indiquer l'épaisseur de la paroi du tuyau par rapport au volume d'eau à l'intérieur du tuyau, afin que le tuyau résiste à la force de l'expansion de l'eau gelée. Y a-t-il des robinets d'eau suffisamment solides?

Existe-t-il d'autres solutions qui ne nécessitent pas de chauffage?

AndyZ
la source
la fermeture de la prise en hiver serait-elle suffisante?
rpmerf
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Non, c'est trop de service :)
AndyZ
Juste une note @AndyZ si vous avez un tuyau sur les 3 exemples ci-dessous avec de l'eau, ils peuvent geler. La façon dont ils fonctionnent tous consiste à drainer l'eau vers la zone de congélation et le siège de soupape est à un endroit plus chaud.
Ed Beal
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Juste pour clarification, ce n'est PAS la glace qui provoque l'éclatement. Les bouchons de formation de glace provoquent une forte augmentation de la pression hydraulique - jusqu'à 250 bars. Vous pouvez Google le tuyau requis pour résister à cela! C'est pourquoi toutes les rafales sont évasées. Ce sont des décompressions explosives. La valve mentionnée est parfaite.
YorkshireDave
4
La solution courante au Canada ressemble à ce que vous avez déjà: une valve ordinaire à l'extérieur avec une valve à l'intérieur (qui est équipée d'un bouchon de vidange). Il ne suffit pas de fermer la vanne intérieure pour éviter tout dommage - la conduite doit être vidangée en ouvrant le bouchon de vidange ou la vanne extérieure.
Anthony X

Réponses:

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Un appareil couramment utilisé aux États-Unis (et requis par certains codes du bâtiment) est une sortie d'eau qui est longue de sorte que la coupure de l'eau permet à la partie exposée aux éléments de sécher. Ceux-ci sont appelés "sans givre" ou "antigel", etc.:

entrez la description de l'image ici

Ils viennent en différentes longueurs, et la valve réelle est tout à fait à droite de cette image où le cuivre rencontre le laiton. Cela entraîne la vidange complète de la vanne, donc aucune eau n'est exposée aux températures extérieures. Les conduites d'eau réelles seront bien à l'intérieur du mur de la maison et ne seront généralement pas exposées à des températures glaciales.

Voici un autre diagramme pour aider à expliquer à partir de cette réponse :

entrez la description de l'image ici

JPhi1618
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merci, juste pour clarifier, je dois toujours m'assurer qu'il n'y a pas de pression d'eau dans le tuyau, donc je dois avoir une autre valve à l'intérieur de la maison, puis laisser cette valve ouverte et la laisser sécher? Si c'est le cas, alors il n'y a pas de magie ;-), je voulais une solution dont je n'ai pas à me soucier
AndyZ
7
Non, tourner le bouton de cette valve ferme l'eau à l'intérieur. Il se vide et il n'y a rien d'autre à faire. Une valve et c'est fait.
JPhi1618
Oh..OOOOH .... maintenant je vois, ok, ça sonne beaucoup mieux :) Oui, merci, je l'ai.
AndyZ
6
Débranchez le tuyau avant l'hiver! J'ai dû remplacer ma part de ceux-ci et quand je le fais, j'ajoute quand même une valve; ce ne sont pas des imbéciles. IME ceux-ci ne durent parfois que quelques années et si le brise-vide se bloque, vous serez heureux d'avoir installé une valve pour pouvoir la fermer et y faire face l'été prochain.
Mazura
1
Vous devez retirer le tuyau pour que l'eau puisse s'écouler par gravité hors de la zone du tuyau (indiqué en bleu dans le schéma ci-dessus). S'il y reste, il gèlera et fendra le sillcock.
Harper - Reinstate Monica
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Le gel de l'eau peut générer des pressions que les scientifiques n'ont pu vérifier expérimentalement que récemment. Pour des exemples plus pratiques:

Alors exactement combien de force la glace est-elle capable d'exercer? Eh bien, les gens essaient de régler cela depuis longtemps. En 1784 et 1785, un major Edward Williams a profité de la météo au Québec et a tenté à plusieurs reprises de trouver une méthode pour contenir la glace. Williams a d'abord essayé de sceller l'eau à l'intérieur des obus d'artillerie, dont les bouchons en fonte ont été lancés à 475 pieds à une vitesse étonnante de 20 pieds par seconde lorsque la pression devenait trop forte. Imperturbable, Williams se mit alors à ancrer les bouchons en place à l'aide de crochets, seulement pour que les coquilles se fendent en deux.

Dans une autre expérience, une tentative a été faite de remplir les canons en fonte d'un pouce d'épaisseur avec de l'eau uniquement pour eux aussi de se fendre quand il était gelé. Les universitaires de Florence ont ensuite essayé de remplir une boule en laiton d'un pouce d'épaisseur avec de l'eau uniquement pour qu'elle se fissure également lorsqu'elle était gelée. Plus tard, ils ont compris que la force requise pour le faire était d'environ 27 720 livres.

Pour une réponse plus exacte, vous devez à nouveau revenir sur le diagramme de la phase aqueuse, qui montre que la glace se transformera en glace II lorsque la pression atteindra 300 méga pascals, ce qui correspond exactement à 43 511,31 livres de force par pouce carré. En d'autres termes, c'est la quantité de pression dont un conteneur aurait besoin pour survivre afin d'empêcher l'eau de se transformer en glace ordinaire, au lieu de cela de se transformer en glace II.

( source )

La réponse à un système de plomberie résistant au gel est en fait le contraire: rendre les tuyaux suffisamment fins et ductiles pour qu'ils se dilatent avec le tuyau. Le cuivre neuf et bien fabriqué peut souvent geler plusieurs fois avant de se fendre.

Le problème est que chaque fois que le cuivre se dilate, il devient plus cassant. Les métallurgistes savent que lorsque vous étirez, compressez ou travaillez le cuivre et la plupart des autres métaux, ils développent des contraintes internes qui les rendent plus cassants. Le processus de recuit peut réduire ou éliminer ces contraintes, rétablissant ainsi la ductilité du métal.

Ainsi, un tuyau en cuivre peut souvent résister à quelques cycles de gel / dégel. Les joints sont beaucoup moins tolérants, cependant, et de nombreuses défaillances de tuyaux gelés se produisent au niveau ou à proximité des joints où les contraintes ne peuvent pas être aussi facilement réparties.

Ainsi, la réponse courte à votre question est qu'il n'y a pas de taille pratique de tuyau qui résiste à l'eau gelée.

Il existe une multitude de méthodes pour gérer cela, cependant, la plus courante est le robinet antigel ou la bouche d'incendie.

Adam Davis
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4
Ils ont mal lu le diagramme de phase. Si vous voulez une forme de glace non expansive, il vous suffit de résister à ~ 200 MPa pour obtenir de la glace III. Un calcul au dos de l'enveloppe indique qu'un tuyau en acier à haute résistance avec une épaisseur de paroi égale à 10% de son rayon peut faire le travail pendant quelques hivers, bien que les cycles de gel-dégel répétés l'affaiblissent au fil du temps.
Mark
1
@Mark c'est exactement ce à quoi je m'attendais et ce à quoi je me demandais, alors pourquoi ne pas faire l'épaisseur de la paroi égale à 100% du rayon intérieur, cela durerait peut-être pour toute une vie humaine?
AndyZ
1
@AndyZ, coût. McMaster vous vendra un tuyau haute pression évalué à 40 MPa pour 50 $ par pied (comparez un tuyau en cuivre ordinaire à 3 $ par pied). Combien pensez-vous qu'un tuyau cinq fois plus résistant coûtera?
Mark
1
@Mark ne regarde pas le coût de ce point de vue, regardez de l'autre côté, un tuyau en cuivre coûte 3 $ par pied, alors faites-le dix fois plus épais et il NE DOIT coûter que 30 USD ;-)
AndyZ
3
@AndyZ le rend dix fois plus épais et coûte 300 $ - la quantité de matériau nécessaire dans un tuyau est proportionnelle à (carré de diamètre extérieur) - (carré de diamètre intérieur).
Jules
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Le premier problème, c'est que rien n'est réellement résistant au gel, seulement résistant au gel (vous aviez raison de formuler votre question de cette façon) jusqu'à un certain point. Les unités de chauffage sont à peu près aussi `` prouvables '' que vous pouvez en obtenir, jusqu'à ce qu'elles tombent en panne pour une raison quelconque, et bien sûr, elles ont leurs propres autres inconvénients.

Cela dit, en supposant que vous vouliez ou que vous ayez besoin que le bavoir soit situé plus près du jardin, vous pourriez avoir besoin d'une bouche d'incendie. Ceux-ci draineront l'eau dans le tuyau en dessous de la ligne de congélation dans le sol. Vous devrez faire passer un tuyau sous la ligne de gel, qui varie en fonction de la profondeur en fonction de plusieurs facteurs tels que la température et le type de sol. Parlez aux constructeurs locaux ou aux autorités de la ville pour savoir quelle est la ligne de gel dans votre région.

Poteau Hydrant-1

Poteau Hydrant-3

(Les bouches d'incendie réelles ont des bornes-fontaines beaucoup plus longues.)

Ces bouches d'incendie sont excellentes, mais elles sont chères à partir de 120 $ US et plus. La plupart des instructions d'installation oublient de vous dire de mettre une sorte de pierre ou de bloc sous le coude à l'extrémité du tuyau afin de mieux le supporter. Vous devriez également mettre un peu de pierre drainante en dessous et autour et je recommande un tissu paysager entourant la pierre drainante.

Pour plus d'informations sur ce qu'est et où est la «ligne de gel»: nsidc.org

J'aimerais pouvoir publier plus de liens mais ma réputation n'est pas assez élevée. ... un peu d'aide ici;)

JaredW82
la source
merci, oui Ed Beal déjà lié à l'un de ceux dans sa réponse, mais la photo que vous avez ajoutée est meilleure qu'un lien :)
AndyZ
Oh, j'ai raté celui-là. J'en ai en fait deux sur ma propriété et ils fonctionnent très bien!
JaredW82
1
"jusqu'à un point de crétin" Damn you, autocorrect!
David Richerby
Vous
avez
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Les bavoirs antigel au-dessus fonctionnent sur le mur d'une maison. Si vous voulez que le robinet soit plus loin de la maison, ce style de bouche d'incendie fonctionne très bien. La conduite d'alimentation est enterrée en dessous du niveau de gel et la base de l'unité est recouverte de roche lorsque vous l'éteignez, l'eau s'écoule dans la roche. Nous en avons 3 pour nos chevaux et ils n'ont jamais gelé. Je prévois de remplacer nos 3 autres bavoirs standard cet été car ils gèlent et cassent toujours la valve.

Ed Beal
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Merci, non, je pensais à une solution sur le mur de la maison. Mais cette bouche d'incendie semble être en or, au moins le prix suggère que ;-)
AndyZ
Ils en valent la peine. Pour une unité murale @ Jphil1618 obtient +.
Ed Beal
Trouvé une unité murale pour 40USD, je dois admettre que les prix des unités murales sont également très élevés.
AndyZ
J'ai vu ceux-ci largement utilisés sur des propriétés de type ranch où des sorties d'eau sont nécessaires sur une ligne de clôture où elles n'auraient aucune protection contre les éléments. Ils sont chers sur ce lien particulier, mais peuvent être achetés moins cher dans un magasin local de fournitures agricoles.
JPhi1618
Ouais, les prix en ligne de ces choses sont fous. Sillcocks (les unités murales) vont de 13 à 20 $ localement à l'approvisionnement du bâtiment ici. Tout comme j'aime à croire à l'exceptionnalisme américain, d'autres pays ont également entendu parler de l'hiver. Je ne paierais certainement pas pour importer un luminaire de style américain si votre approvisionnement de construction local en aura un qui s'adapte aux tuyaux, aux joints et aux poignées locaux sont facilement disponibles, et a des hexagones et des filetages métriques.
Harper - Rétablir Monica le
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Ironiquement, le tuyau d'eau en métal le plus résistant est l'original - le plomb! Il est suffisamment ductile pour que lorsque le contenu du tuyau se dilate pendant la congélation, le tuyau s'étire vers l'extérieur sans se casser. Bien sûr, il y a une limite à ce qu'il peut gérer avant que le métal ne se fatigue, que les murs ne s'amincissent et que les choses commencent à fuir, mais c'est probablement l'option la plus résistante.

L'inconvénient du plomb est cependant assez évident - l'empoisonnement! Je ne conseillerais donc pas de l'utiliser. :) Pourtant, si vous posez des questions sur la plomberie, il convient de rappeler que le mot "plomberie" vient de "plumbum" qui est le mot latin pour le plomb, et ce n'est qu'une des raisons pour lesquelles il a été utilisé.

Graham
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Eh bien, oui, le plomb est quelque chose pour tuer quelqu'un, pas pour arroser votre jardin
AndyZ
@AndyZ Il a fallu 2000 ans pour obtenir quelque chose de mieux! :) L'oxyde de plomb est chimiquement assez stable (en supposant que votre eau n'est pas très acide) et le calcaire tapissait l'intérieur des tuyaux, donc la plomberie au plomb n'a pas mis de niveaux toxiques de plomb dans l'eau courante. Historiquement, l'empoisonnement au plomb provenait principalement du lieu de travail et non de l'eau. Nous avons maintenant des alternatives meilleures et plus sûres, donc nous les utilisons.
Graham
"alternatives meilleures et plus sûres", oui, j'aime mieux celles-ci :)
AndyZ
Eh bien, de nos jours, vous utiliseriez simplement un plastique suffisamment ductile. Mais vous avez alors à vous soucier de la lumière UV.
Harper - Reinstate Monica
Bonne info. Surtout le mot latin pour plomb. Pas étonnant que les "plombiers" se déplacent si lentement. Ils ont besoin de "sortir le plomb". 😉
ArchonOSX
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Aucune tuyauterie ni aucun matériau n'est "résistant au gel" lorsqu'il est plein d'eau et dans votre application, il ne doit pas être testé. Mais, je suis d'accord avec JPhi1618 pour obtenir un Sillcock Freeze Proof pour accomplir votre projet.Sillcock

Voici quelques conseils pour les utiliser de manière optimale:

  1. Inclinez légèrement la poignée vers le bas par rapport à la connexion intérieure pour qu'elle se vide toujours complètement après chaque utilisation.

  2. Calfeutrez l'arrière de la plaque de montage après que le trou du mur extérieur a également été calfeutré ou rempli de mousse pour que l'air ne pénètre pas dans la maison, ayez la possibilité d'atteindre la valve de l'intérieur et la chaleur intérieure peut garder la majorité de la valve au-dessus du point de congélation.

  3. Dévissez partiellement le capuchon du brise-vide pour tout ce qui reste connecté au Sillcock par temps de gel, cela protège le Sillcock et tout ce qui est connecté uniquement si cet article se vide complètement par gravité. Idéalement, rien ne devrait être connecté dans ces conditions et ils seront endommagés ou détruits s'ils ne sont pas séparés et complètement vidangés.

Iggy
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Je vous remercie. Mais qu'en est-il du diamètre intérieur d'un tube de 10 mm et des parois des tubes en acier de 30 mm d'épaisseur, si peu d'eau gelée briserait-elle encore le métal si épais?
AndyZ
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Oh ouais absolument, la glace cassera presque tout, cela peut prendre quelques gels mais la glace gagnera à la fin. De plus, l'acier ne rouillerait pas seulement, il aurait une très mauvaise réaction d'électrolyse de votre cuivre s'il n'était pas connecté correctement.
Iggy
Je ne peux pas croire que 10 mm d'eau glaciale créeraient une force aussi élevée, à un moment donné la glace commence à former différents cristaux de glace II à la glace XV, eh bien, je n'ai pas besoin de produire de la glace XV, mais il y a une limite à ce que la force d'expansion de la glace peut faire. La question est de savoir si cette force dépasse ce qui est raisonnable ou non. Un tuyau avec des parois de 1 mètre d'épaisseur serait ... disons que ce serait lourd
AndyZ
Je sais ce que vous dites et je peux convenir que la glace a une limite ... Je ne connais pas la formule de physique courante mais je suis sûr qu'elle existe quelque part. Mais, la glace brise les montagnes ... nous devons utiliser des explosifs et des marteaux-piqueurs pour correspondre à la force de la glace d'eau de pluie. Mais, dans votre application, il n'y a pas de meilleure solution en une étape que le Sillcock résistant au gel. Maintenant, une solution en 2 étapes est juste un Sillcock régulier à l'extérieur et un arrêt intérieur qui peut être à quelques mètres du Sillcock, qui battrait le Sillcock résistant au gel UNIQUEMENT SI effectué correctement et avant que les températures de congélation ne commencent.
Iggy
Eh bien, le commentaire "SEULEMENT SI effectué correctement" dit tout, oubliez de couper l'alimentation en eau et de libérer l'eau restante une seule fois au bon moment et vous rendez votre magasin de bricolage heureux à nouveau. Oui, les coutures comme la glace sont une chienne si vous pouvez le dire :)
AndyZ
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Dans les bas de caisse résistants au gel, la vanne peut toujours geler en fonction de la température intérieure / extérieure et de la profondeur de la vanne. La méthode traditionnelle consiste à utiliser une vanne d'arrêt et de vidange plus en arrière, ce qui nécessite de fermer / vidanger avant les températures de congélation, et de l'ouvrir après: /diy//a/38208

Dans les maisons, j'ai regardé l' arrêt et la soupape de vidange avait atteint jusqu'à 3 mètres.

À -25 ° C à l'extérieur, envisagez de faire les deux, surtout si à l'avenir la chaleur risque de baisser. Je n'ai pas pu trouver de formules pour la profondeur; essayez de regarder dans les maisons de votre voisin pour voir ce qu'il a fait et si cela fonctionne pour lui.

Je ne vous blâmerais pas si vous décidiez de simplement faire fonctionner un tuyau à l'intérieur pendant l'été pour garder les choses simples! Dans vos chaussures, c'est la solution que je préfère. Je me souviens de mon enfance un tuyau d'arrosage attaché à la facette de la cuisine, sortant par la fenêtre au-dessus de l'évier. La facette avait des filets pour pouvoir attacher un tuyau d'arrosage, et il y avait une fourche en PVC sur la facette pour que l'eau puisse encore être aspirée dans l'évier.

Andrew Smart
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Insérez un petit tube scellé compressible à l'intérieur du tuyau d'alimentation. Lorsque l'eau gèle, l'eau en expansion devrait comprimer le tube intérieur flexible en maintenant la pression à des niveaux sûrs. Si je comprends bien, l'expansion de h2 o se produit juste avant la congélation, de sorte que la pression doit être uniformément dispersée par une impression hydrolique. Pour votre information, je pense que le tube intérieur (compressible) devrait pouvoir absorber 5% en vol. du volume du tuyau d'alimentation. Les coutures sont si simples que je dois manquer quelque chose.

Bobbob
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Bonjour et bienvenue à Home Improvement. Idée intéressante, mais je pense qu'il vous manque "comment y pénètre-t-il", "comment est-il maintenu en place", "comment empêche-t-il les fuites" et "comment n'affecte-t-il pas le débit d'eau".
Daniel Griscom
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La force du gel de l'eau en 114 000 psi (PAR GOOGLE). Cela étant dit, vous pouvez utiliser un certain nombre de dispositifs mentionnés précédemment ... une autre façon est de "minimiser" les dommages lorsqu'ils se produisent. Une méthode consiste à utiliser de simples bouchons de congélation et / ou une vanne à boisseau sphérique avec un bouchon de gel incorporé dans il.

RON1955
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