구리관 납땜: 새지 않는 이음부 만들기
결론부터
이음부가 새는지는 불을 붙이기 전에 이미 정해집니다. 구리를 금속 광택이 날 때까지 연마하고, 양면에 플럭스를 얇게 바르고, 배관에 물이 없는지 확인한 뒤, 이음쇠 아래에서 가열해 모세관 현상이 땜납을 틈 위로 끌어올리게 하십시오. 음용수 배관에는 반드시 무연 땜납. 방법은 이게 전부입니다.
이음부 하나를 다시 하려고 기술자를 부르면, 아래 도구를 전부 사는 것보다 비쌉니다. 그래도 돈을 내는 이유는, 석고보드 뒤에서 터진 이음부가 얌전히 몇 방울만 떨어뜨리지 않기 때문입니다.
그 두려움은 이해되지만 대부분 빗나간 것입니다. 구리관 납땜은 짧은 점검표이고, 결과를 좌우하는 항목은 모두 불을 붙이기 전에 끝납니다.
필요한 것
토치와 가스. 파란 용기의 프로판이면 1/2인치와 3/4인치는 무리 없이 다룹니다. 노란 용기는 MAP-Pro로 더 뜨겁고, 1인치 이상이거나 밸브 몸체 같은 방열체 옆의 이음부라면 갖춰 둘 만합니다.
연마재. 관 바깥면에는 연마포, 이음쇠 안쪽에는 와이어 브러시. 전동 드라이버에 물릴 수 있는 브러시를 고르십시오. 목록에서 가장 성가신 단계가 2초로 줄고, 그래야 실제로 제대로 하게 됩니다.
플럭스. 일반 배관용이면 충분합니다. 초보자가 건너뛰는 항목이 이것입니다.
땜납. 음용수를 통과시키는 곳에는 무연 95/5 주석-안티몬. 미국에서는 선호가 아니라 법입니다. 땜납과 플럭스는 납 0.2% 이하, 관과 이음쇠의 접액면은 가중 평균 0.25% 이하입니다. 예전 50/50 주석-납은 배수 배관에서 여전히 합법이지만, 매대에서 두 릴은 거의 구분되지 않고 무연은 양쪽 모두에 쓰입니다. 한 종류만 사서 선택지를 없애십시오.
빛날 때까지 닦는다
깨끗해 보이는 구리는 깨끗하지 않습니다. 산화막은 공기 중에서 몇 시간이면 생기고, 땜납은 그것을 적시지 못합니다.
관 끝에서 2~3센티미터를 연마포로 고르게 밝은 구리색이 날 때까지 닦고, 이어서 이음쇠 소켓을 브러시로 마무리합니다. 덜 닦인 부분이 나중에 새는 자리입니다. 닦은 면은 맨손으로 만지지 마십시오. 피지만으로도 그 자리에 땜납이 붙지 않습니다.
플럭스는 얇게, 양면에
플럭스는 두 가지 일을 합니다. 뜨거운 구리에서 산화막을 벗겨내고, 금속이 온도를 유지하는 동안 새 산화막이 생기는 것을 막습니다. 이것이 없으면 녹은 땜납은 구슬처럼 뭉쳐 굴러떨어집니다. 왁스 칠한 차 위의 물과 같습니다.
양면에 얇고 고른 막이면 충분합니다. 두껍게 바르면 타서 탄화되고, 나중에 문질러 없애야 할 잔여물만 남습니다. 끼운 뒤 4분의 1 바퀴 돌려 퍼뜨리십시오.
배관이 말라 있는지 확인한다
관에 남은 물은 구리를 100°C에 붙잡아 둡니다. 물이 있는 동안에는 아무리 오래 불을 대도 이음부가 납땜 온도에 도달하지 못하고, 당신은 그 자리에서 가스와 플럭스를 태우며 토치가 고장 났다고 확신하게 됩니다.
계통의 물을 빼고 낮은 위치의 수도꼭지나 밸브를 열어 진공을 없애십시오. 그래도 가는 물줄기가 계속되면 막아야 합니다. 납땜용 플러그가 팔리고 있고, 흰 빵을 뭉쳐 관에 밀어 넣어도 같은 역할을 합니다. 통수하면 녹아 씻겨 나갑니다.
이 확인을 건너뛰면 이후 단계는 어느 것도 성립하지 않습니다.
아래에서 가열한다
땜납은 이음부에 부어 넣는 것이 아닙니다. 빨려 들어가는 것입니다.
관과 이음쇠 사이의 틈은 수천분의 1인치입니다. 온도가 맞으면 녹은 땜납은 모세관 현상으로 그 틈을 따라 이동합니다. 가는 빨대 속 액체를 중력을 거슬러 끌어올리는 그 힘입니다. 당신이 할 일은 금속을 그 온도까지 올리고, 그다음에는 방해하지 않는 것뿐입니다.
불꽃은 관이 아니라 이음쇠 아래쪽에 대고, 계속 움직입니다. 열은 위로 오르므로 아래를 데우면 윗부분도 함께 올라갑니다.
위를 먼저 가열하면 차가운 함정을 만들게 됩니다. 땜납은 거기서 녹아 아직 차가운 아래로 흘러내려 틈 안에서 굳고, 이음부가 채워지기 전에 길을 막습니다. 밖에서 보면 완성된 모습입니다. 안은 비어 있고, 처음 가압하는 순간부터 스밉니다.
20~30초 뒤 불꽃에서 먼 쪽에 땜납을 대 보십시오. 문질러지기만 하면 계속 가열합니다. 닿자마자 녹아 틈으로 사라지면 그 순간입니다. 이음부를 한 바퀴 돌려 가는 구슬이 둘레에 보일 때까지 넣고 멈추십시오. 반 인치 이음부에 땜납 선 반 인치 정도. 바깥에 쌓인 땜납은 아무 역할도 하지 않으며, 보통은 과열됐다는 뜻입니다.
스스로 식게 둔다
젖은 천에 손을 뻗지 마십시오.
아직 응고 중인 이음부를 급랭하면 응력이 그대로 갇힙니다. 생기는 것은 눈에 보이는 균열이 아니라 미세한 균열입니다. 시험하는 날에는 압력을 견디고, 반년 뒤 벽 안에서 스미기 시작합니다.
2~3분 자연 냉각이면 충분합니다. 만질 수 있을 정도로 식으면 마른 천으로 플럭스 잔여물을 닦아내십시오. 플럭스는 약산성이라 관 바깥에 남으면 구리를 부식시키고 시간이 지나면 녹색 얼룩을 남깁니다.
실제로 문제가 되는 온도
위의 문제들 가운데 몇 가지는 같은 현상을 다른 각도에서 본 것입니다. 하나의 눈금 위에 올리면 전체가 보입니다.
95/5 무연 땜납의 고상선은 452°F, 액상선은 464°F입니다. 순수 PTFE 밸브 시트는 대부분의 제조사가 248°F에서 302°F로 표시하고, 일부가 400°F, 유리 충전 RPTFE가 450°F에 이릅니다.
이 둘을 함께 읽으십시오. 땜납은 도표의 어떤 시트 정격보다 이음부가 뜨거워져야 비로소 흐르기 시작합니다. 배관에 붙은 상태로 밸브를 납땜하는 것은 불꽃을 조심하면 되는 문제가 아닙니다. 땜납이 녹기도 전에 시트는 이미 한계를 넘습니다. 실효성 있는 보호는 열을 다른 곳으로 보내는 것뿐입니다.
밸브를 배관에 납땜할 때
여기까지는 일반 이음쇠 이야기입니다. 납땜식 밸브에는 한 단계가 더 필요하고, 이를 건너뛰어 새 밸브를 망치는 일이 자주 일어납니다.
볼밸브 시트와 혼합밸브의 내부 부품은 PTFE이며, 작업 중 구리가 도달하는 온도보다 훨씬 낮게 정격되어 있습니다. 몸체로 전달된 열이 이를 변형시킵니다. 납땜한 이음부 자체는 멀쩡하게 나오고, 밸브만 그때부터 시트를 지나 새기 시작합니다.
- 시작 전에 밸브를 완전히 여십시오. 닫힌 볼은 열을 시트에 가둡니다.
- 설계가 허용하면 분해하십시오. 3피스 볼밸브는 중앙부를 빼고 양쪽 소켓만 납땜할 수 있습니다. 이 몸체 형식이 존재하는 실무적 이유 중 하나입니다.
- 불꽃은 소켓에 대고 몸체에서 각도를 비껴가게 하십시오. 배관이 짧으면 방열 페이스트나 젖은 천을 몸체에 감으면 도움이 됩니다.
밸브까지 고르는 중이라면 황동 vs 스테인리스 볼밸브에서 어떤 수질에 어떤 재질이 맞는지 다룹니다. 음용수 배관은 무연 땜납뿐 아니라 몸체도 인증된 무연 재질이어야 합니다. 기존 밸브를 떼어내는 쪽은 볼밸브 교체 방법을 보십시오.
이음부가 새는 이유
| 보이는 증상 | 무엇이 잘못됐나 |
|---|---|
| 땜납이 구슬로 뭉쳐 굴러떨어진다 | 플럭스가 없거나, 금속 광택이 날 때까지 닦지 않았다 |
| 아무리 가열해도 땜납이 녹지 않는다 | 배관 안의 물이 구리를 100°C에 붙잡고 있다 |
| 겉은 완벽한데 가압하면 스민다 | 위에서 가열했다. 차가운 아래쪽 틈에서 땜납이 굳어 이음부가 채워지지 않았다 |
| 처음엔 버티다 몇 달 뒤 스민다 | 뜨거울 때 급랭했다. 응고 중에 미세 균열이 생겼다 |
넷 중 셋은 토치를 꺼내기 전에 이미 정해졌습니다.
자주 묻는 질문
불을 붙이기 전에
이음부 뒤에 내화 패드를 대고 치울 수 있는 것은 먼저 치우십시오. 근처 목재에는 열이 남아, 정리를 마친 뒤에 발화할 수 있습니다. 15분 뒤에 다시 한번 확인하십시오. 물과 소화기를 손 닿는 곳에 두고, 환기하고, 보안경을 쓰십시오. 땜납은 아래로 떨어지는데, 거기에는 대개 당신의 손이 있습니다.
참고 문헌
- NSF/ANSI/CAN 372 — 음용수 시스템 구성품: 납 함량
- 안전음용수법 무연 정의: 땜납과 플럭스 0.2%, 접액면 가중 평균 0.25%
- Copper Development Association — 구리관 핸드북 및 납땜 실무
일반 참고용입니다. 배관 작업은 지역 규정과 관할 기관의 규제를 받으며, 일부 지역은 음용수 계통 시공 자격을 제한합니다.