Сталь против меди

Медные трубки были золотым стандартом в автомобильной промышленности на протяжении десятилетий. Они устанавливались на абсолютное большинство легковых и грузовых автомобилей по всему миру вплоть до конца 1990-х — начала 2000-х годов. Чистая медь — это мягкий, пластичный и коррозионностойкий материал. Именно эти свойства и определяли её повсеместное использование в недавнем прошлом. Мягкую медную трубку невероятно легко гнуть и формировать без риска излома или образования складок. Это упрощало процесс монтажа на конвейере и ремонта в условиях СТО или гаража. Благодаря пластичности, медные трубки создавали надежное и герметичное соединение при обжиме фитингов. Медь практически не подвержена коррозии от воздействия влаги, соли и реагентов с дорог – она покрывается оксидной пленкой, которая создает прочный барьер для дальнейшего разрушения металла. Долгие годы это было ключевым преимуществом меди перед сталью. При отсутствии механических повреждений (ударов, истирания) медная трубка могла служить десятилетиями

Не лишена медная трубка и серьезных недостатков. Прежде всего это низкая стойкость к механическим повреждениям: Мягкую медную трубку легко повредить камнем, деформировать при неаккуратном ремонте, пережать. Перетянув штуцер при монтаже, можно деформировать наконечник трубки. Медь — значительно более дорогой материал по сравнению со сталью. А выплавка меди на редкость «грязное производство, которое наносит большой ущерб окружающей среде.

Часто называют еще один критический недостаток медных трубок – низкую усталостная прочность: Медь подвержена "усталости". Постоянные вибрации от кузова и подвески, а также пульсации давления в тормозной системе приводят к образованию микротрещин в местах изгиба и в точках крепления. Со временем это может привести к внезапному разрыву трубки и полному отказу тормозов. К этому вопросу мы вернемся чуть позднее…

Почему медные трубки вытесняются свернутыми из стальной ленты? И почему это случилось совсем недавно? Дешевые, но недостаточно прочные и долговечные шовные стальные трубки «победить» медь не смогли. Сталь взяла верх с развитием технологии двухслойных свертно-паяных трубок. Что примечательно, для спаивания слоев стали там используется… медь!

Основные преимущества стальных трубок перед медными, по которым автопроизводители почти полностью перешли на стальные тормозные трубки:

·        Высокая усталостная прочность: Сталь гораздо лучше сопротивляется вибрациям и циклическим нагрузкам. Риск внезапного разрыва сведен к минимуму.

·        Высокая стойкость к механическим воздействиям: Стальную трубку гораздо труднее повредить камнем, пережать или деформировать.

·        Более низкая стоимость: Сталь дешевле меди, что критически важно для массового производства.

·        Экологичность: используется меньше не экологичного в производстве и дефицитного цветного металла.

Единственный серьезный недостаток стали — коррозия — был успешно преодолен за счет применения многослойных антикоррозионных покрытий (цинкование, пассивация, полимерное защитное покрытие). Современные стальные трубки служат весь срок жизни автомобиля даже в самых суровых условиях.

Какие перспективы есть у меди? Сталь с конвейеров автозаводов она уже вряд ли потеснит, но у меди остаются свои ниши. И прежде всего это рынок ремонта автомобилей. Многие автомастерские, по-прежнему предпочитают медь за её невероятную пластичность и простоту работы. При качественной, профессиональной установке и в условиях, где нет экстремальных нагрузок, медные трубки могут прослужить очень долго.

 Главное выбрать «правильные» трубки по двум основным параметрам: применяемый материал и толщина стенки. Чистота меди — это ключевой параметр, напрямую определяющий надежность и долговечность трубки. Для тормозных систем используется не просто "медь", а строго регламентированные марки. Требуется чистая медь с минимальным содержанием кислорода. Для раскисления применяют фосфор, который связывает кислород. Если в меди есть кислород, то при наличии влаги и высокой температуры атмосферный водород реагирует с кислородом и образует пары воды. Давление этих паров разрушает металл изнутри, создавая микротрещины и пустоты, что катастрофически снижает прочность и может привести к внезапному разрыву под давлением. Вспоминаем про усталостные трещины, о которых мы говорили ранее.

Сколь либо значительное содержание других примесей (свинец, железо, сера, сурьма и т.д.) в меди заметно ухудшает свойства металла, делает его более хрупким, снижает пластичность, затрудняя гибку без изломов, может способствовать развитию коррозии.

Толщина стенки медной трубки — это компромисс между прочностью и пластичностью. Оптимальная толщина - 0,8…0,9 мм. Она обеспечивает запас прочности, значительно превышающий максимальное рабочее давление в тормозной системе легкового автомобиля (которое редко превышает 100-120 бар, а при экстренном торможении может достигать 180-200 бар). 

При такой толщине стенки трубка сохраняет пластичность и обеспечивает удобство монтажа: Её можно гнуть вручную без риска сплющивания, образования складок ("колен") на внутреннем радиусе изгиба. Складка нарушает сечение трубки, создает турбулентность потока жидкости и является концентратором напряжения, откуда может начать развиваться трещина.

Более тонкая стенка (например, 0,7мм) будет слишком легко деформироваться при неаккуратном обращении, её легко пережать, она выдерживает значительно меньшее внутреннее давление. Трубки со стенкой более 1 мм неудобны в работе: правильно согнуть такую – сложная задача.