有耐冻水的金属管吗？

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我想在屋子外面安装一个出水口，用于园艺等。拉脱维亚的室外温度有时会下降到-25°C，因此我不能使用普通的水管。水结冰时会破裂。是否有公式可以说明必须将管壁的厚度与管内的水量进行比较，以使管子能够承受冷冻水膨胀的力。是否有足够坚固的水龙头？

是否有其他不需要加热的解决方案？

plumbing water

— 安迪
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在冬天关闭出口就足够了吗？

— rpmerf '16

1

不，这太需要服务了:)

— AndyZ '16

如果在以下所有这三个示例上都装有软管，且上面的水可能结冰，请注意@AndyZ。它们全部工作的方式是将水排到冷冻区，而阀座位于较温暖的位置。

— Ed Beal

2

只是为了澄清，不是冰引起爆裂。结冰的塞子导致液压压力急剧上升-高达250 bar。您可以Google抵抗它的管道！这就是为什么所有爆发都会爆发。它们是爆炸性的压缩。提到的阀门看起来很完美。

— 约克郡

4

在加拿大，常见的解决方案听起来像您已经拥有的解决方案：室外的普通阀门和室内的阀门（配有排水塞）。仅关闭室内阀门不足以防止损坏-必须通过打开放油塞或室外阀门来排干管道。

— 安东尼X

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在美国使用的一种通用设备（某些建筑规范要求使用）是长的出水口，因此关闭水源可使暴露在外的部分变干。这些称为“无霜”或“防冻”等：

它们有不同的长度，实际的阀门一直在该图的右侧，铜与黄铜相接。这会导致整个阀门排水，因此不会有水暴露在外界温度下。实际的水管将很好地放在房屋的墙壁内，并且通常不会暴露在冰冻温度下。

这是另一个图表，可以帮助您从此答案中进行解释：

— JPhi1618
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谢谢，为澄清起见，我仍然需要确保管道中没有水压，因此我必须在房屋内部安装另一个阀门，然后只打开该阀门并使其干燥？如果是这样，那么就没有魔法;-)，我想要一些我不必关心的解决方案

— AndyZ 2016年

7

不，旋转此阀上的旋钮可以关闭内部的水。它会消耗掉自己，没有其他事情可做。一阀完成。

— JPhi1618 '16

哦..OOOOH ....现在，我明白了，听起来不错很多：)是的，谢谢，我明白了。

— AndyZ '16

6

在冬天来临之前断开软管！我不得不替换掉这些部分，当我这样做时，无论如何我都添加了一个阀门。这些不是傻瓜。IME这些有时仅持续数年，如果真空断路器被卡住，您会很高兴将阀门装进去，因此可以将其关闭并在明年夏天进行处理。

— Mazura '16

1

您需要卸下软管，以便水可以重力排出管道区域（上图中的蓝色显示）。如果停留在那，它将冻结并裂开硅棒。

— 哈珀-恢复莫妮卡

14

冻结水会产生压力，科学家直到最近才能够进行实验验证。有关更实际的示例：

那么，冰到底能发挥多少力呢？好吧，人们一直在努力解决这个问题。1784年和1785年，一位爱德华·威廉姆斯少校利用魁北克的天气，反复尝试并未能找到封冰的方法。威廉姆斯起初试图将水密封在炮弹内部，当压力变得太大时，铸铁插头以每秒20英尺的惊人速度发射475英尺。威廉姆斯不为所动，然后开始使用钩子将插头固定在适当的位置，仅将壳体分成两半。

在另一个实验中，试图用水填充一英寸厚的铸铁制成的大炮，因为它们在冷冻时也会裂开。佛罗伦萨的学者后来试图用水填充一英寸厚的黄铜制成的球，但这样做的目的是在冷冻时也容易破裂。他们后来发现，这样做所需的力量约为27,720磅。

要获得更准确的答案，您需要再次返回水相图，该图表明，当压力达到300兆帕斯卡时，正好是每平方英寸43,511.31磅力，冰将变成Ice II。换句话说，这就是容器必须能够承受的压力大小，以阻止水变成普通的冰，而使之变成Ice II。

_{^（来源）}

防冻管道系统的答案实际上是相反的：将管子做成足够细的和可延展的，以使其随管子一起膨胀。精良的新制造铜通常在分裂前会冻结几次。

问题在于，每当铜膨胀时，铜就会变脆。金属工人知道，当您拉伸，压缩或以其他方式加工铜和大多数其他金属时，它们会产生内部应力，从而使它们更脆。退火过程可以减少或消除这些应力，恢复金属的延展性。

因此，铜管通常可以承受几个冻结/融化循环。但是，接头的承受力要差得多，并且在应力难以轻易分布的接头处或附近发生了许多冻结的管道故障。

因此，对您的问题的简短回答是，没有可承受冷冻水的实际尺寸的管道。

尽管有很多方法可以解决此问题，但是最常见的是防冻水龙头或消防栓。

— 亚当·戴维斯（Adam Davis）
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4

他们误读了相图。如果您想要非膨胀形式的冰，则只需抵抗〜200MPa即可获得冰III。粗略计算表明，壁厚等于其半径的10％的高强度钢管可以在几个冬天工作，尽管反复的冻融循环会逐渐减弱。

— 2016年

1

@Mark正是我所期望的，也是我所想知道的，所以为什么不使壁厚等于内半径的100％，这可能会持续一生？

— AndyZ '16

1

@AndyZ，费用。McMaster将以每英尺$ 50的价格向您出售额定压力为40MPa的高压管（与普通铜管相比，每英尺$ 3）。您认为坚固五倍的管子要花多少钱？

— 2016年

1

@Mark不要从这个角度看待成本，而从另一侧看，铜管每英尺的成本为3美元，因此使其厚度增加十倍，而且仅需成本30美元；-)

— AndyZ

3

@AndyZ使其厚度增加十倍，成本为300美元-管道中所需的材料量与（外径的平方）-（内径的平方）成比例。

— Jules

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首先要弄清楚的是，直到某一点，实际上没有任何东西可以证明只有防冻作用（您应该这样说才对）。加热单元几乎是您所能得到的“证明”，直到它们由于某种原因而失效，当然还有其他缺点。

就是说，假设您想要或需要将围兜放置在靠近花园的地方，那么您可能需要的是围场消防栓。这些将把管道中的水排到地下冻结线以下。您必须将管道铺设到霜冻线以下，霜冻线的深度会因温度和土壤类型等多种因素而有所不同。与当地的建筑商或城市官员交谈，以了解您所在地区的霜冻线是什么。

（实际的消防栓具有更长的竖管。）

这些消防栓很棒，但价格昂贵，大约$ 120美元起。大多数安装说明都忘了告诉您在管道末端的肘形接头下放一些石头或砌块，以便更好地支撑它。您还应该在其下方和周围放置一些沥水石，我建议在沥水石周围使用一些景观织物。

有关“ 冻结线”的内容和位置的更多信息，请访问： nsidc.org

我希望我可以发布更多链接，但我的声誉还不够高。...这里有一点帮助;）

— 杰瑞德·W82
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谢谢，是的，Ed Beal已经链接到他的答案中的一个，但是您添加的图片比链接要好:)

— AndyZ '16

哦，我想念那个。实际上，我的房产上有两个，而且效果很好！

— JaredW82 '16

1

“到一个cretin点”该死，自动更正！

— David Richerby '16

也错过了:)

— JaredW82 '16

7

上面的防冻围嘴在房屋的墙壁上工作。如果您想将水龙头放到离房屋较远的地方，则这种消防栓样式非常有用。当您关闭供水管道时，将其埋在冻结水平以下，并且将设备的底部埋在岩石中，然后将水排入岩石。我们的马匹中有3种，它们从未冻结过。我计划在今年夏天更换其他3个标准围嘴，因为它们总是会冻结并破坏阀门。

— 埃德·比尔
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谢谢，不，我正在考虑在房子墙壁上找到解决方案。但是这种消火栓似乎是由黄金制成的，至少价格表明;-)

— AndyZ

他们值得。对于墙单元，@ Jphil1618得到+。

— Ed Beal

找到一个40USD的壁挂单元，我必须承认壁挂单元的价格也很高。

— AndyZ '16

我已经看到这些在牧场类型的属性上得到了广泛的使用，在围栏线上需要有出水口，而这些出水口将不受元素的保护。它们在该特定链接上很昂贵，但可以在当地的农场供应商店便宜地购买。

— JPhi1618 '16

是的，这些东西的网上价格很疯狂。Sillcocks（墙单元）在当地的建筑物上售价为13-20美元。我非常想相信美国的例外情况，其他国家也听说过冬天。如果您当地的建筑物供应的设备适合当地的软管，垫圈和手柄，并且具有公制六角和螺纹，那么我肯定不会花钱购买美国风格的设备。

— 哈珀-恢复莫妮卡

6

具有讽刺意味的是，最耐腐蚀的金属水管是原装的-铅！它具有足够的延展性，以致在冻结过程中当管道内容物膨胀时，管道向外伸展而不会破裂。当然，在金属变得疲劳，壁变得更薄以及东西开始泄漏之前，它可以处理的数量是有限制的，但这可能是最有弹性的选择。

铅的缺点很明显-中毒！所以我不建议使用它。:)不过，如果您要询问管道，则值得记住的是，“管道”一词来自拉丁语中铅的“铅”字，这只是使用它的原因之一。

— 格雷厄姆
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好吧，是的，铅可以杀死某人，而不是在花园里浇水

— AndyZ 2016年

@AndyZ花了2000年才能得到更好的东西！:)氧化铅在化学上相当稳定（假设您的水不是强酸性的），并且水垢排在管道内部，因此铅水管实际上并未在管道水中添加有毒的铅。从历史上看，铅中毒主要来自工作场所，而不是水。但是，我们现在有更好，更安全的替代方案，因此我们使用它们。

— 格雷厄姆

“更好，更安全的替代品”，是的，我更喜欢那些:)

— AndyZ '16

如今，您只需要使用足够易延展的塑料即可。但是，此时您需要担心紫外线。

— 哈珀-恢复莫妮卡

好信息。尤其是拉丁语中的铅。难怪“水管工”动作这么慢。他们需要“发挥作用”。😉–

— ArchonOSX

2

装满水的管道和材料都不能“防冻”，在您的应用中不应进行测试。但是，我同意JPhi1618获得防冻Sillcock来完成您的项目。

以下是一些最佳使用它们的技巧：

将手柄末端从内部连接处稍微倾斜一点，以便每次使用后始终将其完全排干。
在外壁的孔也被填塞或填充泡沫后，塞紧安装板的背面，使空气不会进入房屋，进入内部阀门的任何可能性；内部热量可使大部分阀门保持在冻结状态。
对于在寒冷天气下与Sillcock相连的任何部件，请部分拧开真空断路器盖，这可以保护Sillcock及其相连的部件，除非该物品因重力而完全排干。理想情况下，在这种情况下不应该连接任何东西，如果不分开并完全消耗掉它们，它们将被损坏或破坏。

— 伊吉
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谢谢。但是，大约10mm的管子内径和30mm的钢管壁厚，这么少的冷冻水仍能使那么厚的金属破裂吗？

— AndyZ '16

2

哦，是的，冰绝对会破坏一切，它可能会冻结一些，但最终冰会赢。另外，如果连接不正确，钢不仅会生锈，还会对铜产生非常差的电解反应。

— Iggy 2016年

我不敢相信10mm的冰水会产生如此之高的力，在某个时候，冰开始形成不同的晶体冰II至冰XV，好吧，我不需要生产冰XV，但对于冰膨胀力可以做到。问题是，这种力量是否超出合理范围？壁厚为1米的管道会...很重

— AndyZ '16

我知道您在说什么，我可以同意，冰有一个极限...我不知道常规的物理公式，但我确定它存在于某个地方。但是，冰可以使山脉破裂……我们必须使用炸药和手提钻来匹配雨水冰的强度。但是，在您的应用程序中，没有比防冻Sillcock更好的1步解决方案。现在，两步解决方案就是在外面的常规Sillcock和内部的截止阀，该截止阀可以距Sillcock几米远，只有在冻结温度开始之前并且在冻结温度开始之前，才可以击败防冻Sillcock。

— Iggy

好吧，“只有在正确的情况下执行”这样的注释可以说明一切，而忘记在适当的时间关闭水源并释放一次剩余的水，您会让自己的DIY商店再次开心。是的，如果可以这么说，像冰一样的接缝是个bit子：)

— AndyZ '16

1

在防冻门槛阀中，取决于内部/外部温度以及阀的深度，阀仍会冻结。传统方法是在更远的地方使用截止阀和废气阀，这需要在冻结温度之前关闭/排空，然后在以下位置打开：https : //diy.stackexchange.com/a/38208

在房屋中，我已经看过停靠站，而排气阀的高度已达3米。

在-25°C时，可以考虑同时进行这两项操作，尤其是在将来可能会降低热量的情况下。我找不到深度的公式。尝试看一下您的邻居的房子，看看他们做了什么以及它是否对他们有用。

如果您选择在夏季室内仅使用软管来简化操作，我不会怪您！在您的鞋子上，这是我想要的解决方案。我记得小时候有一条花园软管连接到厨房表面，从水槽上方的窗户出来。小平面上有螺纹，因此可以连接花园软管，并且小平面上有PVC叉，因此仍然可以在水槽中抽水。

— 安德鲁·斯玛特
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0

将一根小的可压缩密封管插入供应管内部。当水冻结时，膨胀的水应压缩柔性内管，以将压力保持在安全水平。据我了解，h2 o的膨胀恰好在冻结之前发生，因此压力应通过可水印的打印均匀分散。供您参考，我猜测内（可压缩）管应能够吸收5％（按体积计）。供给管的体积。接缝是如此简单，我一定会丢失一些东西。

— 鲍勃
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您好，欢迎来到家居装修。有趣的想法，但我认为您缺少“它如何进入那里”，“它如何保持在适当位置”，“它如何防止泄漏”以及“它如何不影响水流”的缺失。

— Daniel Griscom

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水冻结力为114,000 psi-（PER GOOGLE）。话虽如此，您可以使用许多前面提到的设备...另一种方法是“最小化”发生的损坏。一种方法是使用简单的防冻塞和/或内置了防冻塞的球阀。它。

— RON1955
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