materiais dos tubos

Tubos de Materiais Ferrosos

TUBOS DE AÇO GALVANIZADOA galvanização dos tubos de aço carbono, tem como finalidade melhorara sua resistência química. A massa média do revestimento em zinco, querinterna quer externa é de 400 g/m 2, o que equivale a uma espessura de 56µµµµm. Os acessórios utilizados nestas redes são de fundição mal eável. Osacessórios são galvanizados por imersão a quente com uma massa de500 g/m2, o que equivale a uma espessura média da camada de zinco de70 µµµµm. Os acessórios são dimensionados para suportar uma pressã o de100 bar à temperatura de 20º C.

Estes tubos têm aplicação em:

•Instalações de aquecimento

•Refrigeração

•Ar condicionado

•Instalações de combate a incêndios

•Distribuição de água quente e fria sanitárias

•Redes de ar comprimido

•Rega

•Condução de líquidos e gases em geral

TUBOS DE AÇO GALVANIZADO

Os revestimentos galvanizados, obtidos por imersão a quente em banho de zinco,proporcionam uma protecção contra a corrosão muito eficaz, a o material de base.

Estes revestimentos têm como característica unirem-se met alurgicamenteao material de base, o que lhe confere uma forte aderência. Es tas ligaçõessão mais duras do que o material de base e a camada exterior de zi nco maismacia, o que torna o conjunto, um sistema amortecedor muito r esistenteaos golpes e à abrasão. Os produtos resultantes da corrosão d o zinco sãonormalmente formados por carbonatos básicos de zinco hidrat ados, sãoinsolúveis, aderentes e pouco porosos, e formam rapidament e uma películasuperficial de passivação muito estável que isola eficazmente orecobrimento galvanizado, impedindo o progresso da corrosã o do zinco.

Tubos de Aços ligaOs aços que possuem qualquer elemento para além de ferro e car bono sãodesignados por aços liga, considerando-se baixa liga em que os elementosadicionais são inferiores a 5 %, liga intermédia entre 5 % e 10%, e de alta ligaquando contém uma quantidade superior a 10%, e aços inoxidáveis quandocontêm uma quantidade de crómio igual ou superior a 12 %. São i ndicados para:

TEMPERATURAS ELEVADAS

Para temperaturas superiores ás admissíveis pelos tubos de aço carbono emesmo para temperaturas inferiores quando é exigido grande resistênciamecânica, resistência à fluência ou resistência à corrosão .

BAIXAS TEMPERATURAS

Temperaturas inferiores a -40º C, em que os aços carbono torn am-se quebradiços.

ELEVADOS ÍNDICES DE CORROSÃO

Os aços inoxidáveis devido á sua grande resistência química , são apropriadospara serviços com fluidos corrosivos.

UTILIZAÇÕES ISENTAS DE CONTAMINAÇÃO

Em aplicações com produtos alimentares, bebidas, farmacêu ticos, indústriaquímica, em que não pode ocorrer contaminação do fluido tran sportado.

Os aços liga mais comuns são: Molibdénio; Cromo-molibdénio ; e Níquel.

Aços liga molibdénio

O molibdénio aumenta a dureza e a resistência á fluência do aço,especialmente sob condições dinâmicas de altas temperaturas. Os aços ligamolibdénio podem ser utilizados com temperaturas mais elevadas do que aspermitidas para o aço carbono.

Aços liga cromo molibdénio

Contêm até 1% de Mo e até 9% de Cr, sendo materiais ferríticos (magnéticos),próprios para a utilização com temperaturas elevadas.

O crómio melhora a resistência á oxidação com temperaturas elevadas e naresistência à corrosão em geral, principalmente aos meios oxidantes, sendoesses efeitos tanto mais importantes quanto maior o teor de crómio.

Os aços liga com percentagens de crómio iguais ou inferiores a 2,5 % sãoadequados para serviços com temperaturas elevadas como por exemplo ascanalizações de vapor sobreaquecido, com esforços mecânicos elevados ebaixo nível de corrosão, nos quais a principal preocupação é a resistência àfluência.

Tubos de Aços liga

Os aços com teores de cromo mais elevados, são apropriados para utilizaçãocom temperaturas elevadas, esforços mecânicos reduzidos e elevado nível decorrosão, tais como em serviços com hidrocarbonetos com compostos deenxofre. Os aços carbono, liga Mo e Cr-Mo estão sujeitos a fracturas frágeis enão devem ser aplicados para temperaturas inferiores a 0º C.

Tubos de Aços liga

Aços liga níquel

Os aços liga contendo níquel são materiais especiais para aplicação comtemperaturas criogénicas, tanto mais baixas quanto maior a percentagem deníquel.

RESUMO:Especificação Elementos de liga %

Limites de temperatura para serviço contínuo.

ASTM e grau Cr Mo Ni ºCA-335 Gr. P1 0,5 500A-335 Gr. P5 5,00 0,5 480A-335 Gr. P11 1,25 0,5 530A-335 Gr. P22 2,25 1,0 530A-333 Gr. 3 3,50 -100A-333 Gr. 7 2,25 -60

A resistência à corrosão do aço é aumentada pela adição de cró mio. O crómiocombina-se com o ferro e o oxigénio forma um denso filme de óxi do que protegea superfície metálica dos ataques químicos. Ao crómio que é o elemento de ligabásico, outros elementos são acrescentados para melhorar a resistência àcorrosão ou as propriedades mecânicas.

A capacidade da camada de óxido para se auto corrigir, signif ica que o aço resisteá corrosão, não importando a quantidade de superfície remov ida. A adição deníquel melhora as propriedades do aço alterando a estrutura de ferrítico paraaustenítico.

Um exemplo é o clássico aço inoxidável 18/8, AISI 304 com 18% d e Cr e 8% Ni.

Adição de molibdénio aumenta a resistência à corrosão. O azot o aumenta aspropriedades mecânicas. O titânio e nióbio ( colômbio ) redu zem o risco decorrosão inter-granular, particularmente após soldadura .

Os aços inoxidáveis com uma estrutura dupla ferritica e aust enitica, oschamados aços duplos combinam as vantagens dos dois tipos pr oporcionandouma elevada resistência mecânica, elevada ductilidade e bo a resistência àcorrosão.

Tubos de Aços inoxidáveis

Outros elementos de liga são adicionados para melhorar as su as propriedades:


Crómio Cr é único nos seus efeitos sobre a resistência à corrosão e aoencrustamento, sendo o principal constituinte de todos os aços inoxidáveis.

Carbono C aumenta a resistência mecânica, mas um baixo conteúdo de carbono épreferível para evitar a corrosão após efectuarem-se as soldaduras.

Níquel Ni em percentagens até 8 a 10% aumenta a sua resistência à tracção e aoimpacto. O níquel combinado com crómio entra na composição dos aços inoxidáveisausteníticos.

Molibdénio Mo em combinação com o crómio e o níquel, aumenta a resistência àcedência e à tracção. A adição de Molibdénio nos aços 18/8 aumenta a sua resistênciaaos ácidos e à corrosão porosa.

Titânio Ti quando adicionado aos aços austeníticos, combina-se com o carbonoformando carbonetos de titânio, impedindo o ataque inter-cristalino após soldadura.

Nióbio Nb é um forte originador de carbonetos e desempenha as mesmas funções deestabilização do Ti.

Azoto N utiliza-se para estabilizar a estrutura austenítica e melhorar a resistênciamecânica.

Silício Si e Manganês Mn elementos de liga utilizados por razões metalúrgicas.


A classificação dos aços inoxidáveisbaseia-se principalmente na naturezada sua estrutura metalúrgica.

Dependem fundamentalmente dacomposição química exacta damicroestrutura, que pode ser formadapelas fases estáveis, austenítica ouferrítica, a “dupla” é uma mistura dasduas.

A fase martensítica é criada quandoalguns aços a temperaturas elevadassão rapidamente arrefecidos, ouquando a estrutura é endurecida porprecipitação de micro constituintes.

Este grupo ( o mais utilizado) contém pelomenos 16 % de crómio e 6% de níquel (ograu básico é o 304 conhecido como 18/8)e varia até aos “super austeníticos” taiscomo o 904 L e graus com 6 % demolibdénio. Este tipo de aços é utilizadoem aplicações criogénicas devido ao efeitodo níquel, que transforma o aço emaustenítico evitando o problema defragilização a baixas temperaturas, que écaracterístico noutros tipos de aços.

Tubos de Aços inoxidáveis Austeníticos

As características da grande família dos aços inoxidáveis p odem sergeneralizadas pelas melhores propriedades de ductibilidad e, dureza eresistência à tracção, resistência à corrosão, resistênci a em aplicaçõescriogénicas. Os aços austeniticos têm ainda menor resposta magnética.

Estas propriedades aplicam-se particularmente à família d os açosausteníticos e variam para os outros graus e famílias.

Características dos aços inoxidáveis

Resposta

magnética

Resistência

á corrosãoEndurecimento Ductibilidade

Resistência à

temperatura Soldabilidade

Elevada Baixa

AusteníticaEm geral

nãoElevada A frio Muito elevada Muito alta Muito alta

Dupla Sim Muito elevada Não Média Baixa Média Alta

Ferrítica Sim Média Não Média Alta Baixa Baixa

Martensítica Sim MédiaArrefecimento

& têmperaBaixa Baixa Baixa Baixa

Endurecidos por

precipitaçãoSim Média

Endurecimento por

envelhecimentoMédia Baixa Baixa Baixa

Normas dos aços inoxidáveis

PRINCIPAIS FORMAS DE CORROSÃO:

Corrosão geral


Corrosão porosa

Corrosão em fendas

Corrosão intergranular

Corrosão sob tensão

Norma Sueca RN 78

Tubos de Aços inoxidáveis PRESSÃO ADMISSÍVEL

Norma DIN2413 < 120º C

Norma DIN 2413<120ºC e De/Di ≤1,67

Norma DIN 2413<120ºC e De/Di ≤1,67

P = Pressão interior em bar

e = espessura mínima da parede do tubo

σadm=

P = Pressão interior em ksi ( psi = ksi×1000)

e = espessura mínima da parede do tubo (mm)

σadm = tensão admissível (ksi)

De = Diâmetro exterior do tubo (mm)

Di = Diâmetro interior do tubo (mm)

Y = 0,4 para e < De/6 para e≥ De/6

Norma Americana ASME B31.3

Os produtos siderúrgicos de base, ferro ou aço extra macio, a ço e ferro fundidosão formados essencialmente por ferro e carbono. O ferro con tém entre 0 e 0,10% de carbono; o aço 0,10 a 1,50 % e o ferro fundido de 2,20 a 4,00 % .

Durante a solidificação do aço o carbono permanece combinad o com o ferro. Nocaso do ferro fundido separa-se da massa metálica e apresent a-se sob a forma demúltiplas palhetas de grafite uniformemente distribuídas , que, debaixo de umaconcentração de esforços podem originar fissuras. Os metal úrgicos têminvestigado a forma de diminuir este efeito, com o ferro fund ido com grafiteesferoidal. Os tubos de ferro fundido cinzento são utilizados para o transporte deágua, gás, água salgada, águas residuais, em serviços de bai xa pressão,temperatura ambiente, e aonde não ocorrem grandes esforços mecânicos.

Tubos de ferro fundido

ferro fundido cinzentoferro fundido esferoidal

Comparação da resistência á tracção entre materiais ferrosos

Resistência mecânica

O excelente comportamento mecânico das condutas formadas por tubos deferro fundido dúctil, permite-lhes resistir a fortes cargas mecânicas (peso doterreno, tráfego rodoviário, assentamentos ou pequenos movimentos doterreno, cargas pontuais imprevistas, etc,), é explicada pelas seguintes trêscaracterísticas:

• A maleabilidade do material

A maleabilidade do ferro fundido dúctil estende-se até à zona elástica eoferece uma elevada capacidade de absorção de energia.

• A flexibilidade das ligações

A flexibilidade das ligações com juntas em elastómeros, permite à condutade acompanhar os pequenos movimentos do terreno sem concentrar ascargas sobre os tubos.

• Grandes coeficientes de segurança

Os elevados coeficiente de segurança, são a regra para o cálculo daespessura da parede dos tubos e dos acessórios.

Tubos de ferro fundido

Cálculo da pressão de funcionamento

A pressão de funcionamento admissível (PFA) é determinada de acordo com a norma EN 545

Donde:

Com: PFA = Pressão de funcionamento admissível em bar

e = Espessura da parede do FFD em mm

Rm = Tensão de ruptura do FFD em MPa (Rm > 420 MPa)

D = Diâmetro exterior do tubo em mm

Cs = Coeficiente de segurança (Cs = 3)

As condutas de ferro fundido dúctil dispõem de um coeficiente desegurança de 3 entre a pressão de serviço admissível e a press ão deruptura calculada.

Protecção Interior

Revestimento com argamassa de cimento

Os tubos de FFD podem ser dotados de um revestimento interior deargamassa de cimento segundo a norma EN 545, respectivamente DIN2880. Este revestimento contém um cimento ligante de alto forno muitoresistente aos sulfatos. A argamassa é centrifugada nos tubos pordispositivos que produzem uma aceleração da ordem de 50 vezes aaceleração da gravidade.

TUBOS DE METAIS NÃO FERROSOS

INTRODUÇÃOOs tubos de metais não ferrosos, têm uma boa resistência á cor rosão, masuma resistência mecânica e uma resistência a temperaturas e levadas inferior àdos tubos construídos em materiais ferrosos, apresentando no entanto umcomportamento muito melhor quando se trata de operarem a bai xastemperaturas.

Os principais tipos de tubos de materiais não ferro sos, utilizados em redes de fluidos são:

• Cobre e as suas ligas.

• Alumínio e respectivas ligas.

• Chumbo

• Níquel e ligas de níquel

• Titânio Zircónio e respectivas ligas

1. COBRE E SUAS LIGAS

IntroduçãoComo principais variedades deste tipo de tubos, temos os tub os de cobre puro ,latões e ligas de cupro-níquel .

Têm excelente resistência á oxidação e agentes atmosférico s, água e águasalgada, alcalis, ácidos diluídos, compostos orgânicos e f luidos corrosivos.Podem ser utilizados em serviço permanente com temperaturas compreendidasentre -180º C e 200º C, pelo que são muito utilizados em criogen ia e redes defluidos medicinais, cloro, etc.

Os tubos de cobre e de latão possuem um elevado coeficiente de transferência decalor pelo que são utilizados no fabrico de permutadores de ca lor (serpentinas efeixes tubulares), condensadores, redes de aquecimento e r efrigeração(transporte de fluidos frigorigénios).

Os tubos de pequenos diâmetros até 50 mm, são utilizados em red es de arcomprimido, transporte de óleos, vapor de BP e sinais de inst rumentação.

As ligas de cobre estão sujeitas a corrosão severa quando est ão sob tensão napresença de amónia, aminas e outros compostos à base de nitra tos.

Não são utilizados na indústria alimentar nem na farmacêuti ca devido á formaçãode resíduos tóxicos originados pela corrosão.

PropriedadesNa série electroquímica dos elementos, o cobre está próximo da zona maisnobre e não é atacado pelos ácidos, mesmo fortes, não é oxidan te pelo quepoderá permanecer em contacto com produtos oxidantes semconsequências. Em geral resiste a ambientes fortemente alc alinos e asoluções salinas.

Outra característica de importante é a sua baixa afinidade com o oxigénio átemperatura ambiente, pelo que o torna adequado para as redes dedistribuição de oxigénio medicinal.

O metal endurecido é difícil de dobrar e o seu grão cristalino é muitofino.Através de um tratamento térmico, conhecido por recoze dura, retoma ascaracterísticas mecânicas iniciais e torna a ser facilment e moldado. Arecozedura não deverá ser muito acentuada pois provoca um eng rossamentodo grão cristalino.

Na presença de uma atmosfera fortemente oxidante, como é o ca so de umasoldadura por brasagem forte, verifica-se um enorme engros samento dogrão.

O efeito desta transformação é a fragilização da lig a metálica que poderá provocar rotura.Esta é a razão pela qual é aconselhá vel trabalhar a temperaturas mais baixas tal como acontece na brasa gem fraca (branda).

Características técnicasOs tubos de cobre são fornecidos em três estados físicos, recozido , semi-duro eencruado . Os tubos recozidos são comercializados em rolos e o encruado e mvaras.

O estado físico define as características mecânicas dos tub os, carga de rotura,alongamento, etc. que determinam a resistência à pressão in terior, a plasticidadee a deformabilidade a frio.

O tubo recozido tem uma elevada deformabilidade que torna possível a suacurvatura, com uma máquina manual até ao diâmetro de 22 ×××× 1,5 mm, nos tubosencruados podem realizar-se curvas manuais até ao calibre 16 ×××× 1,0 mm. Paradimensões superiores, utilizam-se máquinas hidráulicas d e accionamento manualou motorizadas

Características técnicas (continuação)Devido à sua plasticidade os tubos de cobre podem aplicar-se em situaçõesmuito sinuosas, tais como nos edifícios antigos, serpentin as de painéis,pavimentos radiantes e equipamentos térmicos.

A plasticidade do tubo de cobre, entretanto, vem em detrimen to da resistênciamecânica, apesar da resistência dos tubos de cobre à pressão interiorpermanecer ainda muito elevada quando comparada com materi ais alternativos.

Estes tubos são fornecidos em varas com os comprimentos de 3, 5 e 7 m parafacilidade de transporte e em bobines de 25, 50 e 100 m limitad as pelo peso.

No caso de fornecimento industrial aa bobines poderão ter co mprimentos muitosuperiores. São tubos lisos com uma rugosidade absoluta da s uperfície interiorda ordem de 0,0015 mm.

Devido a possuírem superfícies lisas, estes tubos são prati camente insensíveisaos fenómenos de incrustações, provocadas por depósitos ca lcários.

Os tubos podem ser divididos em dois grandes grupos :

Tubos industriais.Tubos para redes de edifícios e similares.

Tubos industriaisA este grupo pertencem os tubos de permutadores de calor, par a equipamentosde dessalinização, baterias alhetadas, circuitos de refri geração, águas desalmoura, redes de ar comprimido industrial e outras aplica ções.Tratam-se de tubos de fabrico especial, de acordo c om as especificações particulares dos clientes.

Tubos para redes de edifícios e similares

A este grupo pertencem os tubos para:Condução de água destinada ao consumo humano ou out ras Redes de aquecimento.Redes de fluidos refrigerantes,Transporte de combustíveis líquidos e gasosos.Distribuição de gás terapêutico ou medicinalAr comprimido terapêutico e medicinal, etc.

Em toda as aplicações, os tubos de cobre são idênti cos, sendo a norma de fabrico utilizada na Europa a EN 1057. Os tubos podem ser submetidos a tratamentos superfi ciais internos e de revestimento exterior de forma a darem uma resposta adequada às diferentes exigências. Estes revestimentos e tratamentos espec iais são objecto de normas particulares.

Normas

Tubo nu

O tubo clássico é fornecido sem revestimento exterior de aco rdo com anorma EN 1057, e os tamanhos mais utilizados são os da tabela 8. 6.

Estes tubos são utilizados, principalmente para redes domés ticas de gás,água potável, fluido refrigerante, aquecimento e ar compri mido.

Na composição dos painéis radiantes são utilizados os tubos 1 2××××1 e 14××××1que são fornecidos em rolos de 100 m, de forma a construir-se a serpentina,mesmo de grande comprimento, sem ser necessário efectuarem -se emendasnos tubos.

Os tubos também podem ser fornecidos com um tratamento espec ial dasuperfície interior para melhorar a resistência à corrosão , em particular apuntiforme.

Tubo revestido a PVC

O primeiro revestimento aplicado em tubos de cobre foi o PVC (policroleto de vinilo) estabilizado com uma espessura de 1,5 mm e r esistente a temperaturas superiores a 100º C.

Os tubos revestidos a PVC estão normalmente disponí veis no estado recozido em rolos com as dimensões da tabela 8.7.

Tubos pré-isoladosPara corresponderem às exigências das normas, passaram a se r fabricadostubos pré-isolados. O material mais utilizado é o polietileno expandido PE,devido á sua flexibilidade, resistência mecânica, estabil idade ao tempo eelevado poder isolante.

Estas características são conseguidas através da capacida de de se obter,após a expansão do material plástico, uma estrutura com células fechadas,através da qual a condutibilidade térmica diminui notavelm ente. O isolamentoé acabado com um revestimento que consiste numa película de p olietilenoaplicada por extrusão, para lhe conferir uma óptima resistê ncia à abrasão.

Tabela 8.8 – Características do isolamento em polietileno expandido

Material PoliuretanoDe×emm

L rolosm

D roloscm

Espessuramm

Condutibilidade térmica a 40º C 0,038 W/m.K 10×1 80 80 6,5Temperatura de serviço -30 a + 95º C 12×1 80 80 6,5Densidade média do revestimento 30 kg/m3 14×1 80 80 6,5Espessura mínima do revestimento 6,5 mm 16×1 85 85 6,5Resistência à difusão do vapor µ > 10.000 18×1 85 85 6,5Reacção ao fogo Classe 1 22×1 85 85 9,0

O revestimento de PVC proporciona ao tubo as seguintes vanta gens:

•Redução da condensação sobre a superfície exterior do tubo q uando a suatemperatura é inferior á do ponto de rossio do ar ambiente cir cundante.

•Redução das manchas não estéticas nem higiénicas devidas á c ondensação;

•Absorção da expansão térmica devido à superfície interior d o revestimento quepermite que o tubo de cobre se movimente sem as limitações de a derência dasargamassas de cimento;

•Protecção contra danos o transporte e na obra;

•Protecção contra a agressividade do meio em redes industria is que possamgerar-se durante os processos de fabrico.

Tabela 8.7 – Dimensões de tubos revestidos a PVC

Dimensões em mm Comprimento dos rolos

De × e m6,0 × 1,0 508,0 × 1,0 5010,0 × 1,0 5012,0 × 1,0 5014,0 × 1,0 5015,0 × 1,0 5016,0 × 1,0 5018,0 × 1,0 5022,0 × 1,0 2522,0 × 1,5 25Diâmetro exterior dos rolos 92 cm

Tubos para gases medicinais e terapêuticosOs principais gases medicinais e terapêuticos utilizados s ão o oxigénio (O2),dióxido de carbono (anidrido carbónico CO2), anestesiante s como o protóxido deazoto (N2O) e ar comprimido medicinal para accionamento dos a parelhosmédicos.

Os tubos de cobre devido à sua características, são muito uti lizados naconstrução deste tipo de redes, pois são fáceis de instalar e são seguros,principalmente na distribuição de oxigénio devido à sua not ável resistência àoxidação.

A particularidade destes gases é do seu impacto directo sob a saúde humana,pelo que são de uma pureza elevada e assim devem permanecer em t odo ocircuito de distribuição.

A superfície interna dos tubos deverá estar isenta de substâ ncias ou partículas,que ao serem transportadas pelo gás, possam tornar-se nociv as ou danificar osequipamentos médicos.

Para eliminar possíveis partículas, os tubos são lavados cu idadosamente comsolventes, conforme prescrito nas normas EN 12735 e ASTM B28 0, para retirartodos os resíduos internos indesejáveis, conferindo às sup erfícies interior eexterior uma aspecto brilhante e isento de fenómenos de oxid ação.

Os tubos são fornecidos com as suas extremidades tamponadas , para impedir oinquinamento do seu interior.

Entre os modernos sistemas de refrigeração, estão muito difundidos os de expansão directa de fluidos refrigerantes, em que estes circulam entre as unidades interiores e as exteriores através de redes muitas vezes com extensões apreciáveis.

Para estes serviços deverá considerar-se não sóas excelentes características dos tubos decobre, mas a exigência de uma elevada limpezainterior para evitar a danificação doequipamento de climatização.

Pelo que estes tubos sofrem um tratamentosuperficial igual ao dos tubos destinados agases medicinais e além disso são isolados paraevitar o desperdício de energia e a condensaçãosobre a superfície exterior (espessura normal doisolamento 10 mm).

Fornecem-se tubos pré-isolados comdimensões, tolerâncias e limpeza da superfícieinterior conforme a norma ASTM B-280.

Tubos pré-isolados para refrigeração

Alumínio e respectivas ligasOs tubos de alumínio são muito leves, possuem um elevado coef iciente detransmissão de calor e são resistentes aos agentes atmosfér icos à água evários compostos orgânicos, incluindo ácidos orgânicos. O s resíduos queresultam da sua corrosão não são tóxicos.

A resistência mecânica do alumínio puro é muito baixa, é melh orada com aadição de pequenas quantidades de Fe, Si, Mg e outros metais.

Os tubos de alumínio e ligas de alumínio, são próprios para ut ilização emcontínuo com temperaturas compreendidas entre -270 e 200º C .

O seu excepcional comportamento com temperaturas muito bai xas, tornam-no muito utilizado em serviços criogénicos devido ao seu redu zido custorelativamente a outros materiais.

São empregues em sistemas de aquecimento, de refrigeração, serviçoscriogénicos e em que não se podem contaminar os fluidos trans portados.

Níquel e suas ligasAs principais ligas para a construção de tubos, são o níquel c omercial, metalMonel liga com 67% de Ni e 30% de Cu, Inconel liga formada com 80 % de Ni e13% de Cr.

Os tubos construídos nestes materiais, são excepcionalmen te resistentes àcorrosão, têm muito boas qualidades mecânicas e podem ser ut ilizados tantocom baixas como elevadas temperaturas. Além de resistirem a os ambientescorrosivos usuais podem ser utilizados em serviços com diver sos ácidosdiluídos e alcalis quente.

O mais corrente é o metal Monel, em redes de água salgada, ácid o sulfúricodiluído, ácido clorídico diluído, alcalis aquecidos e serv iços com fluidoscorrosivos ou quando não é admitida a contaminação do fluido conduzido.

Para os serviços com fluidos oxidantes, os limites de temper atura são:

•Metal monel 550º C

•Níquel 1.050º C

•Incoloy 1.100º C

O limite de temperaturas negativas é de -200º C para todas as l igas de níquel.

O elevado custo destes materiais limita a sua utilização a ser viços muitoespecíficos.

ChumboOs tubos de chumbo são pesados, macios e de muito b aixa resistência mecânica. São muito resistentes á corrosão, quer seja pelos a gentes atmosféricos, solo, águas incluindo águas salgadas e aciduladas, álcali s halogéneos e a outros agentes corrosivos. É dos raros materiais metálicos que suporta o ácido sulfúrico com qualquer concentração.A temperatura limite de serviço varia entre 120 e 2 00º C de acordo com a liga de chumbo.Utiliza-se embora raramente, em canalizações de baixa pressão na indústria.

Titânio Zircónio e respectivas ligasSão materiais que há não poucos anos, eram utilizados apenas e m aplicaçõesexperimentais devido ao seu elevado custo.

Hoje em dia devido ao seu relativo embaratecimento, têm empr ego corrente naindústria para situações difíceis.

São metais que apresentam propriedades superiores no que di z respeito àcorrosão, qualidades mecânicas e resistência à temperatur a.

O seu peso específico é metade do peso do aço.

O seu comportamento à corrosão é superior ao dos aços inoxidá veis e dos tubosde ligas de níquel.

Tubos de MateriaisPlásticos

TUBOS DE PLÁSTICO

GENERALIDADES

Os materiais plásticos sintéticos são o grupo mais importante dosmateriais não metálicos utilizados em redes de fluidos,substituindo a partir da década de 1980 os materiais tradicionais,devido ao seu menor custo.

De um modo geral os plásticos apresentam as seguintescaracterísticas:

• São leves, com uma densidade compreendida entre 0,9 e 2,2.

• Muito resistentes á corrosão.

• Paredes lisas com um baixo coeficiente de atrito.

• Facilmente manuseáveis e trabalháveis

• Baixa condutibilidade térmica e eléctrica

• Cor própria e duradoura com dispensa de pinturas de protecçãoe acabamento

• Boa aparência

• Código de cores proveniente de fábrica para identificação d ascanalizações

• Fraca resistência ao calor, temperaturas de serviço reduzi das.

• Reduzida resistência mecânica, o limite da resistência àtracção é da ordem de 15 a 100 MPa para a maior parte dosplásticos.

• Pouca estabilidade dimensional, estão sujeitos á deformaç ãopor fluência para qualquer valor da temperatura.

• Elevado coeficiente de dilatação, podendo atingir valores 15vezes superiores aos do aço.

• Alguns plásticos são combustíveis.

• São muito resistentes aos ácidos diluídos, alcalis, soluçõ essalinas e ácidas, água salgada e a uma grande variedade deprodutos químicos. A maioria dos plásticos é atacada pelosácidos minerais concentrados.

• Os hidrocarbonetos assim como os solventes orgânicosdissolvem alguns dos plásticos.

Os plásticos dividem-se em dois grandes grupos, ostermoplásticos e os plásticos termoestáveis .

Os termoplásticos amolecem com aplicação de calor, antes desofrerem qualquer decomposição química, por essa razão podemser repetidamente amolecidos, moldados e reempregados.

Os plásticos termoestáveis , não podem ser conformados pelocalor.

Os materiais termoplásticos são utilizados no fabrico de tubos depequeno diâmetro, sendo os termoestáveis mais utilizados nostubos de grande diâmetro.

De acordo com as suas propriedades, utilizam-se tubos demateriais plásticos para serviços com temperaturas moderadas eesforços mecânicos moderados.

Na generalidade os materiais plásticos têm um comportamento relativamente ácorrosão completamente diferente dos metais, não ocorrendo o fenómeno dacorrosão lenta e progressiva característica dos metais.

Os plásticos ou resistem indefinidamente aos agentes corrosivos, ou são poreles atacados e rapidamente destruídos, por esse motivo não tem sentido aaplicação de sobreespessura para corrosão .

A destruição dos materiais plásticos ocorre por dissolução ou por reacçãoquímica directa.

Como as borrachas os plásticos sofrem um processo de envelhecimento lentoquando expostos por longo tempo á radiação solar, por acção dos raiosultravioleta, tornando-se frágeis (quebradiços).

Adicionam-se determinados pigmentos aos plásticos para melhorar o seucomportamento á acção dos raios ultravioletas.

Não podem ser empregues em redes cuja avaria ou des truição pela acção das chamas provenientes de um incêndio possam provo car graves prejuízos ou quebra de segurança, mesmo que a sua t emperatura de serviço seja reduzida, por exemplo redes de incêndi os ou salas de caldeiras.

Fabricam-se com diâmetros até 630 mm pelo processo de extrus ão e diâmetrosaté cerca de 1.000 mm segundo o processo de Wickel “winding”. São tubosmuito utilizados para canalizações de distribuição de drenag em de esgotos,condução de ácidos, álcalis e outros produtos corrosivos. O tubo de PVC nãoplastificado para esgoto no interior dos edifícios, produzi do de acordo com a EN1329.

TUBOS DE PVC ou U-PVCO Policroleto de Vinilo (PVC) é um termoplástico utilizado no fabrico de tubos dePVC rígido, isto é, sem plastificantes.

Diâmetro Espessura

32 3,0

40 3,0

50 3,0

75 3,0

90 3,0

110 3,2

125 3,2

TUBOS DE PVC-C

O PVC-C (Cholorinated Polyvinyl Chloride) é um PVC modifica do, com umatracção adicional sob elevada temperatura , que provoca uma orientação daestrutura molecular, alongando-a, que melhora substancia lmente as propriedadesdo PVC, aumenta a sua resistência mecânica e química, a tempe ratura de serviçoé mais elevada que a do PVC assim como a durabilidade.

Têm uma parede mais fina do que os tubos de PVC para a mesma resistência mecânica.

Os tubos de PVC-C permitem a condução de líquidos c orrosivos aquecidos até uma temperatura de 100º C.São fáceis de instalar, sendo as suas uniões efectu adas por soldadura a frio com solventes ou por abocardamento.

Possuem uma condutibilidade térmica baixa, pelo que reduzem a formação decondensados na parede exterior devido á humidade ambiente e permitem mantera temperatura dos fluidos com um isolamento mínimo.

A tensão admissível de trabalho é aproximadamente dupla da d o PVC.

Maior secção de escoamento, para o mesmo diâmetro nominal o c audaltransportado é aproximadamente 5% superior.

A textura laminada deste material confere-lhe uma resistên cia ao impactosuperior à dos tubos convencionais de PVC.

TUBOS DE POLIETILENO DE BAIXA DENSIDADE (PE)O polietileno é o mais leve e de menor custo dos termoplásticos, tem umaelevada resistência aos ácidos minerais aos álcalis e aos sais. É um materialcombustível de baixa resistência mecânica compreendida entre 12 e 25 MPacom limites de temperatura compreendidos entre -35 e 50º C.

Estes tubos restringe-se aos sistemas sem responsabilidade tais como os de rega de baixa pressão.

TUBOS DE POLIETILENO DE ALTA DENSIDADE (PEAD)O polietileno de alta densidade é um material do tipo parcialmente cristalino de alta densidade 940 kg/m3, a que se adiciona um aditivo de carvão com uma concentração da ordem de 2,5 %. Possui um baixo módulo de elasticidade e alta tenacidade mesmo quando submetido a baixas temperaturas. Fabricam-se tubos correntemente até ao diâmetro de 1600 mm, mas quando fabricados pelo método Wickel podem atingir 2500 mm.

Aplicam-se em canalizações de águapotável, aquedutos de irrigação,colectores de esgoto, transporte degás e para condutas sob pressão paraos mais variados fluidos líquidos ougases, instalações fabris, instalaçõesinteriores.

Os coeficientes de rugosidade destestubos são reduzidos, a rugosidadefísica é comparável à do vidro ou demetais polidos.

Os tubos são resistentes àsdanificações mecânicas durante otransporte e assentamento econdições climatéricas e geológicas.

TUBOS DE POLIETILENO RETICULADO (PEX)O Polietileno é um dos mais importantes termoplásticos mas contudo é um dosmateriais de maior restrição em muitas aplicações por apresentar baixo pontode fusão, tendência de as trincas propagarem-se quando tencionado e ofereceruma baixa resistência à acção dos hidrocarbonetos.

Num esforço para lidar com essas desvantagens desenvolveu-se o polietilenoreticulado

A reticulação define-se como um processo que altera a estrutura química detal forma que as cadeias do polímero são ligadas umas ás outras paraformarem uma rede tridimensional por meio de uniões químicas.

Tubos de Polietileno Reticulado PEXA promoção de ligações cruzadas é uma maneira de se modificar as característicasdos polímeros, visto que a reticulação dificulta a fusão e o escoamento quandoaquecido.

Assim, através da reticulação, o polímero semi-cristalino exibirá propriedadesmecânicas de termoplásticos abaixo da temperatura de fusão Tm, e de elastómero(borracha) acima desta temperatura, aumentando a sua viscosidade na formafundida, a resistência à deformação e a resistência ao aparecimento e propagação detrincas.

O polietileno reticulado emprega-se em tubulações de água quente, isolamento decabos eléctricos, gás e etc.

Recentemente, o seu emprego estendeu-se à indústria de petróleo e gás,principalmente no sector de tubulações flexíveis, visto ser um material de custorelativamente baixo e apresentar uma boa resistência química e mecânica.Marcação dos tubos PEXNa norma EN ISO 15875 1,2 destacam-se as seguintes características:Referência não só ao tubo, mas também ao conjunto do sistema.Coeficientes de segurança, pressões máximas de serviço admissíveis.Modernização dos ensaios e parâmetros de controlo de qualidade a realizar em fábrica.Criou o conceito de Classe de Aplicação, de acordo com a seguinte tabela:

Códigos de construção de redes ACS na Europa:

TUBOS PRÉ ISOLADOS

Os tubos de polietileno (PE e PEX) podem ser fornecidos com isolamentoincorporado, havendo soluções que compreendem desde um até quatro tuboscondutores para diferentes aplicações das quais se distinguem:

POLIPROPILENO (PP-H)O polipropileno PP-H ou PP (homopolímero) é uma poliolefina fabricada a partir do propileno gasoso. Tem todas as boas propriedades do PEAD e excedendo-o com:

Menor densidadeElevada resistência aos ataques químicosElevada resistência mecânicaBom comportamento com temperatura desde 0º C, até 80º C.Período de vida útil longo

O polipropileno é um material combustível, mas não é considerado como inflamável.

As principais aplicações do polipropileno são:

Redes de água potável e esgotos industriais e domésticos.Águas pluviais.Circuitos de água quente. Redes de água gelada.Construção naval. Redes de ar comprimido.Indústria alimentar. Indústria química. Indústria farmacêutica.Emissários submarinos

POLIPROPILENO RETICULADO (PP-R)O polipropileno também está disponível como um copolímero, que lhe aumenta a sua resistência às baixas temperaturas mas apresenta menor resistência á tracção.

PRFV (PRV) (poliéster reforçado com fibra de vidro)

São tubos de resina de poliéster reforçado com fibra de vidro aos quais por vezes sejuntam outros aditivos tais como a sílica, designados por PRFV ou por vezesreferenciados simplesmente como PRV, manufacturados por enrolamento filamentarhelicoidal. O poliéster é um material termoestável muito resistente á corrosão. É ummaterial de construção constituído por uma matriz de poliéster insaturado polimerizado,envolvendo um reforço de fibra de vidro, resultando uma distribuição anisotrópica dassuas características mecânicas em função da orientação das fibras de reforço.

Aplicam-se em condutas de água e residuais,contudo, devido á incorporaçãode fibra de vidro não é permitido a utilização destes tubos nem para águapotável nem na indústria alimentar.

Gamas de fabricoFabricam-se tubos de PRFV correntemente até ao diâmetro de 3,0 metros, emvaras com 6,0 e 12,0 m de comprimento e para classes de pressão até 32 bar,mas como o seu processo de fabrico é muito versátil, alguns fabricantesfornecem qualquer outra medida e configuração por encomenda.

Diâmetros de fabrico corrente

A resina e a fibra de vidro, formam um material compósito com granderesistência a corrosão. Devido a esta característica, os tubos de PRFV têm umbaixo custo de implantação, pois não é necessário aplicar-se qualquer tipo demedida para protecção contra a corrosão ou revestimento, tal como protecçãocatódica, aplicação de mantas plásticas, galvanização, pinturas entre outros.

Montagem aérea num desumidificador industrial

Leveza

Esta característica proporciona custos detransporte reduzidos, manuseio assim comomontagem fáceis, não é necessária a utilização naobra de equipamentos de elevação e transportede grande porte.

Montagem em vala

Os tubos montados em vala, requerem umacompactação perfeita do material de enchimento,para o efeito recomenda-se a utilização de técnicasapropriadas tais como a rega entre camadas.

Rugosidade e resistência à abrasão

Os tubos apresentam uma baixa rugosidade euma excelente resistência à abrasão, podendo seraplicados para velocidades médias deescoamento elevadas A baixa rugosidade e aresistência à corrosão impedem a formação deincrustações devido à precipitação calcária (águadura).

Utilização

Devido á grande resistência à corrosão, elevada pressão de serviço, resistência àabrasão, diâmetros admissíveis até 3,6 m, estes tubos são utilizados para:

Água bruta; Esgotos domésticos e industriais; Irrigação; Água salgada; Centraishidroeléctricas; Emissários submarinos; Circuitos de refrigeração de termoeléctricas;Aplicações industriais em líquidos e gases corrosivos; Condutas de ar e chaminésindustriais; Água do sistema de refrigeração; Lodos dos decantadores; Ácidos, sodacáustica e salmouras; Gases incondensáveis dos aquecedores e evaporadores.

Chaminé industrialCondutas de água de arrefecimento

POLICARBONATO (PC)

Os Policarbonatos são um grupo particular entre os polímeros termoplásticos. Caracterizam-se por serem facilmente trabalháveis, moldáveis e transformáveis a quente; razões pelas quais, estes plásticos são muito utilizados na indústria química. As suas propriedades (resistência à temperatura e á propagação da chama, resistência aos impactos e propriedades ópticas) posicionam-nos entre os plásticos de engenharia.

Os policarbonatos recebem o seu nome devido a serem polímeros com grupos functionais interligados entre si por grupos carbonato (-O-(C=O)-O-) numa longa cadeia molecular. Os tubos de Policarbonato (PC) são extrudidos a partir deste componente termoplástico, ligeiro, durável, resistente aos impactos e retardante à propagação da chama

Dimensões: Diâmetros desde 3 mm até 200 mm; Espessuras de parede a partir de0,025 mm até paredes espessas.

Utilização: Aplicações Médicas;Transporte pneumático

TUBOS DE POLIESTIRENO (PS)

O Poliestireno com a designação abreviada de PS, é um polímero aromático fabricadocom base no monómero aromático estireno, um hidrocarboneto líquido que écomercialmente obtido a partir do petróleo pela indústria química.

O Poliestireno é uma substância termoplástica, que se apresenta no estado sólido(vidrada) à temperatura ambiente, mas flui quando aquecida a uma temperaturasuperior á temperatura de transição de vidro (para moldagem ou extrusão), e retoma oestado sólido novamente quando arrefecida.

TubosOs tubos de Poliestireno (PS) são fabricados por extrusão a partir deste composto termoplástico que é quimicamente resistente. É um plástico opaco com excelente rigidez, é termicamente estável e tem uma temperatura de fusão elevada, pode ser extrudido com diversas dimensões e cores.

Dimensões: Diâmetros desde 3 mm até 200 mm; Espessuras de parede a partir de 0,025 mm até paredes espessas.

UtilizaçãoIndústria do papel; Indústria têxtil

TUBOS DE POLISULFONE (PSU OU PSF)

“Polisulfone” C27H22O4S descreve uma família de polímeros termoplásticos.

Eles contêm o radical arilo SO2, arazão da definição do grupo “sulfone”.Os Polysulfones foram introduzidosem 1965 pela “Union Carbide”.

Estes polímeros caracterizam-se pela sua rigidez e estabilidade com temperaturas elevadas. É um material duro, rígido, de elevada resistência mecânica, transparente, que conserva as suas propriedades entre -100 °C e +150 °C. É muito resistente aos ácidos minerais, alcalis, e electrólitos, com pH compreendido entre 2 a 13.

Este tipo de plástico pode ser utilizado em acessórios certificados pela FDA (Food and Drug Administration) para aplicações em medicina, e indústria alimentar

Dimensões: Diâmetros desde 3 mm até 200 mm; Espessuras de parede a partir de 0,025 mm até paredes espessas.

UtilizaçãoSistemas de filtraçãoTransporte de alimentos e bebidasAplicações médicas

Tubos de Materiais

Elastómeros

TUBOS DE BORRACHA

GENERALIDADES

Fabricam-se tubos de diferentes tipos de borrachas, naturais e sintéticas, para umagrande faixa de pressões e temperaturas.

A maioria dos tubos de borracha são flexíveis, e são utilizados principalmente devido aessa propriedade.

Os diferentes tipos de borrachas naturais e sintéticas, designam-se genericamente por elastómeros. Cada tipo tem propriedades próprias, mas todos apresentam como característica principal uma extraordinária elasticidade , em que atingem a ruptura com uma deformação elástica muito elevada (alongamento compreendido entre 300 a 700%), sem que restem deformações permanentes.Os limites de temperatura de serviço estão compreendidos entre -50 e 100º C.

Algumas borrachas ardem facilmente e outras têm uma combustão muito lenta.

A maioria das borrachas deteriora-se rapidamente quando expostas aos agentessolares, tornando-se quebradiças. A adição de negro de fumo melhora a sua resistênciaà exposição solar e aumenta a sua resistência ao desgaste superficial. Para serviçosseveros, os tubos são reforçados por lonas e malhas metálicas vulcanizadas naborracha.

Os tubos de borracha podem ser de borracha natural , conhecida por borrachapura ou latex, ou uma variedade de componentes sintéticos tais como:

�Silicone;

�EPDM;

�Viton;

�Neoprene;

�Poliuretano,

�Polisulfide;

�Butilo;

�SBR;

�Vinil;

�Nitrilo;

�Acrilico ou poliacrilato;

�Isopreno, etc.

Os tubos de borracha são próprios para muitas aplicações quer com líquidos quer comgases.

Servem para transportarem uma grande variedade de líquidos tais comorefrigerantes, hidráulicos, escorrencias, água e água salgada, material muito viscosocomo graxas e xaropes.

O material dos tubos determina as suas propriedades e como consequência as suasaplicações.

As características mais importantes a considerar na selecção de um tubo deborracha, são a pressão de serviço e a capacidade de admitir vácuo , resistência aosácidos e a outros solventes, flexibilidade e rigidez, raios de curvatura, campo detemperatura admissível e dimensões, tais como diâmetro exterior e interior eespessura da parede.

Os tubos de borracha aplicam-se na indústria aeroespacial, química, criogenia,laboratórios, sanitária, refrigeração, ar condicionado, óleos/combustíveis, confecçãoalimentar, tubos esterilizados para medicina/cirurgia e indústria farmacêutica emaplicações hidráulicas, pneumáticas, de processo e outras.

Existem borrachas resistentes a ambientes com temperaturas elevadas e corrosivos, àprova de explosões. Para bombeamentos, ar comprimido e aplicações com vácuo.

Diferentes tipos de reforço

As cores correntes para os tubos de borracha são o vermelho, preto,castanho e amarelo.

Tambémpodemser transparentes, translúcidos ou policromáticos.

Os tubos de látex são os que se apresentamnuma maior variedadede cores, que incluemas cores primárias, preto pastéis,fluorescentes, âmbar, bronze, prata, etc.

TUBOS DE LÁTEX Os tubos de borracha não sintéticos, sãofabricados com látex liquido natural por umprocesso de imersão de que resulta um tubosem costura muito macio e durável.

A principal aplicação destes tubos é emmedicina com destaque em cirurgia, mas assuas propriedades tornam-nos adequados paraoutras aplicações.

Estes tubos suportam esterilizaçõesfrequentes, e a sua tranlucidez natural permitevisualizar o escoamento dos líquidos no seuinterior.

A lisura natural dos tubos de Látex quer interiorquer exterior, permite um escoamento fácil ereduz a possibilidade de formação de crostas,estes tubos estão isentos de plastificantes ecoagulantes que podem contaminar o fluido emescoamento.

Extracção do látex numa seringueira

Todas as propriedades referidas, aliadas à sua superior elasticidade eresiliência mesmo após pulsações, alongamentos ou curvaturas repetidas,tornam estes tubos não só adequados para a indústria dos cuidados de saúde,mas também para a indústria alimentar, instrumentação, etc.

A borracha natural resiste às águasinclusive ácidas e alcalinas, aos ácidosdiluídos aos sais e a numerosos outrosmeios corrosivos.

É atacada pelos produtos petrolíferos e porvários solventes e compostos orgânicos.

Os tubos de borracha natural são os querequerem menor quantidade de energiapara a sua produção.

BR (ESTIRENO-BUTADIENO).

Entre as borrachas sintéticas distingue-se o SBR que é uma borracha sintética de baixocusto, de uso geral, com propriedades semelhantes às da borracha natural.

Mangueira de incêndios revestida a borracha

TUBOS DE EPDM

Os tubos de EPDM são formados por um elastómero não-polar, tecnicamentedesignado por uma borracha de Etileno Propileno Dieno Monómoro.

Especificamente, estes tubos são muito comuns na indústria automobilística, redes devácuo, sistemas de rega.

Os tubos de EPDM são bons isolantes eléctricos e são próprios para serviços comlíquidos à prova de incêndios, acetonas, água quente e fria, álcoois, alcalis e algunsácidos.

Não são resistentes para a maioria dos óleos, gasolina, querosene, hidrocarbonetos,solventes halogenados e ácidos concentrados.

São resistentes aos efeitos de longa duração no tempo tais como o calor, ozono eoxidação.

NEOPRENE

A borracha de Neoprene com a designação comercial de um elastómero sintéticopolicloropreno polímero de cloropreno (CR).

É um dos melhores elastómeros para todos os propósitos, com uma boa resistência aoozono, raios solares, oxidação e muitos derivados de petróleo.

Outras vantagens inclui-se o seu óptimo comportamento com água e muitos outrosprodutos químicos, assim como as suas boas características de resiliência e de tensãode tracção. O neoprene é de custo mais elevado que as outras borrachas sintéticas,mas a sua resistência aos produtos petrolíferos, ozono, óleos e à maioria de produtosquímicos, justificam o aumento de custo.

A principais limitações na utilização do Neoprene prendem-se com a não resistênciaaos ataques por ácidos fortemente oxidantes, ésteres, acetonas, hidrocarbonetosclorados, aromáticos e nitro.

O EPDM pode também servir de revestimento interior, exterior ou ambos. demangueiras.

Construção de tubo de silicone reforçado

· A. Suporte: Mola helicoidal de aço revestido a cobre ou bronze.

· B. Cobertura: Manta de fibra de vidro impregnada com borracha de silicone.

· C. Corda: Corda de fibra de vidro revestida com silicone.

TUBOS DE SILICONE

O silicone é próprio para transportar ar com temperaturas muito baixas desde -60º Ce elevadas até 300º C.

Os tubos de silicone, são muito flexíveis, de elevada pureza, de longa duração eoferecem uma elevada resistência aos agentes químicos, flutuações de temperaturae abrasões.

Tubos de silicone paraaplicações em medicina

materiais dos tubos

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