Os tubos de cobre e suas ligas para usos gerais

Desde que o homem primitivo descobriu o cobre, esse metal sempre serviu ao avanço da civilização, pois os arqueólogos que investigaram ruínas antigas descobriram que esse metal duradouro era um grande benefício para muitos povos. Ferramentas para artesanato e agricultura, armas para caça e artigos para uso doméstico e decorativo foram forjadas em cobre pelas primeiras civilizações. Os artesãos que construíram a grande pirâmide para o faraó egípcio Quéops fabricaram tubos de cobre para transportar água para o banho real. Um remanescente deste tubo foi descoberto há alguns anos ainda em condições de uso, um testemunho da durabilidade do cobre e da resistência à corrosão. A tecnologia moderna, reconhecendo que nenhum material é superior ao cobre para o transporte de água e de energia elétrica, o reconfirmou como o material principal para tais fins. Anos de serviço sem problemas nas instalações construíram uma nova reputação para a tubulação de cobre em sua forma moderna – tubo leve, forte e resistente à corrosão. Serve para todos os tipos de edifícios: residências unifamiliares, apartamentos altos e edifícios industriais, comerciais e de escritório. Assim, deve-se conhecer os requisitos para tubo de cobre, soldado longitudinalmente sem aplicação de metal de enchimento, e ligas de cobre de seção circular, usados para fins gerais, produzidos a partir de tira ou fita.

cobre2Da Redação –

Atualmente, o tubo de cobre para as indústrias de encanamento, aquecimento e ar condicionado está disponível em têmperas trefiladas e recozidas que são referidas como dura e macia e em uma ampla variedade de diâmetros e espessuras de parede. Acessórios prontamente disponíveis atendem a todas as aplicações de projeto.

As juntas são simples, confiáveis e econômicas de fazer – razões adicionais para a seleção de tubos de cobre. Segundo a Associação Brasileira do Cobre, a indústria do cobre continua hoje um processo que se iniciou há muitos anos: traçar diretrizes para um crescimento sustentável e responsável na utilização do cobre nas décadas futuras.

O campo visual da indústria tem se expandido diante da identificação de áreas nas quais a investigação e o desenvolvimento tecnológico levarão a um elevado grau de probabilidades e a um impacto significativo no valor do cobre em mercados emergentes. É um metal que ajudou a impulsionar a Revolução Industrial, tem sido insubstituível no avanço das tecnologias de informação e comunicação, tem ajudado a proporcionar água potável limpa e inócua para milhares de famílias e tem contribuído com a redução de infecções microbianas.

O cobre é fundamental para o desenvolvimento tecnológico em diversas áreas. Suas propriedades melhoram a eficiência dos produtos, contribuem para a miniaturização das peças e abrem caminho para novos processos e tecnologias. O metal está presente na maioria dos equipamentos eletroeletrônicos que usamos em nosso dia a dia, como os computadores, smart TVs e smartphones.

Sua excelente capacidade na transmissão de sinais faz com que os cabos de cobre sejam os mais utilizados nas redes de informática. Cabeamentos de cobre possuem ótimo desempenho na transferência de dados, o que o torna muito usado em serviços de telefonia, internet e televisão digital.

O cobre e suas ligas exercem papel de destaque também nos meios de transporte ajudando a desenvolver aviões, automóveis, ônibus, caminhões, trens e navios. Entre as novas tecnologias de transporte, destacam-se os veículos elétricos e híbridos, que são mais eficientes e poluem menos o ar. Os carros híbridos usam até 33 kg de cobre inseridos em baterias, cabeamento, motores e outros componentes.

Confirmada em dezembro de 2019, a NBR 7247 de 07/2004 – Tubo soldado de cobre e ligas de cobre para usos gerais – Requisitos estabelece os requisitos para tubo de cobre, soldado longitudinalmente sem aplicação de metal de enchimento, e ligas de cobre de seção circular, usados para fins gerais, produzidos a partir de tira ou fita. Os requisitos particulares relativos a produtos para aplicações específicas são estabelecidos nas normas de especificação correspondentes e podem alterar um ou mais requisitos desta norma.

O cobre é um elemento químico com símbolo Cu, número atômico 29, massa atômica 63,55 e pertencente ao grupo 11 da tabela periódica. O cobre pode sofrer diversos tipos de reações químicas e o seu produto mais conhecido é o sulfato de cobre. Quando exposto a água ou ar, ele sofre oxidação adquirindo uma coloração verde. Entretanto, é um metal bastante resistente à corrosão.

Na natureza, o cobre é encontrado em três formas: calcopirita (sulfeto de cobre e ferro): forma mais frequente, apresenta brilho metálico intenso; calcocita (sulfeto de cobre): composto por sulfeto de cobre, apresenta coloração que varia de cinza a preta; e malaquita (carbonato de cobre): diferencia-se por apresentar coloração esverdeada.

O cobre é muito viável e pode ser transformado em diversos produtos finais, como fios e cabos elétricos, além de tubos e canos. A soldagem de tubos de cobre pode ser complicada, se não difícil, devido à excelente condutividade do metal ao calor. Os produtos fornecidos devem ser produzidos com qualquer dos tipos de cobre mencionados na tabela abaixo. As têmperas do material a serem utilizados podem ser conforme tabela abaixo.

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O tubo soldado deve ser fabricado a partir de tiras ou fitas de cobre laminado, encruadas ou recozidas, a serem conformadas no formato tubular de seção circular. A solda deve ser realizada por qualquer processo que produza soldadura por caldeamento ou fusão sem deixar na região soldada fissuras visíveis a olho nu. Para o tubo soldado por caldeamento, as bordas da tira devem ser aquecidas até a temperatura de soldagem especificada, normalmente por corrente elétrica de alta frequência, e apertadas firmemente uma de encontro à outra, causando a formação de uma junção do tipo forjada com rebarbas externas e internas.

Para o tubo soldado por fusão, as bordas da tira devem ser unidas e soldadas geralmente por processo de solda GTAW (GAS-TUNGSTEN ARC WELDING), sem a adição de metal de enchimento, causando a formação de uma junção do tipo soldada, com rebarbas externas ou internas. Os tubos devem conservar uma periferia contínua em todas as operações efetuadas. Devem ser acabados a frio, por trefilação, com ou sem tratamento térmico posterior, a fim de se obterem as propriedades especificadas.

Os tubos recozidos são normalmente fornecidos em rolos e os encruados são normalmente fornecidos em peças retas, podendo ser fornecidos de outras formas, desde que acordado entre comprador e fornecedor. Os tubos acabados devem ser entregues isentos de rebarbas nas partes interna e externa ao longo de todo o seu comprimento. Os tubos devem ser entregues limpos interna e externamente e isentos de defeitos que prejudiquem a sua utilização posterior, sendo permissível a presença de uma leve película de lubrificante.

Os tubos devem ter as dimensões que a ordem de compra específica, com as tolerâncias que estão estabelecidas na seção 5. As medidas devem ser expressas em milímetros. Os tubos devem ser especificados pelo diâmetro externo e espessura de parede nominais, podendo também ser especificados pelos diâmetros externo e interno ou pelo diâmetro interno e espessura de parede, mas não por todos os três ao mesmo tempo.

As tolerâncias estabelecidas na seção 5 são também aplicáveis a somente duas das três medidas. Se forem mencionadas as três medidas na ordem de compra, devem ser considerados somente o diâmetro externo e espessuras de parede para efeitos de fabricação, inclusive tolerâncias. O comprador, em sua ordem de compra, deve indicar no mínimo o seguinte: dimensões; tipo de cobre (liga); têmpera; tipo de fornecimento (unidades retas ou rolos); tipo de acondicionamento; quantidade; número desta norma.

Os tubos devem ser separados segundo o tipo de cobre, dimensões e têmpera, e ser acondicionados de tal maneira que não sofram danos durante o manuseio e o transporte normais. O ensaio hidrostático é aplicado a tubos fornecidos em unidades retas e nas têmperas encruadas. Os tubos submetidos ao ensaio hidrostático devem suportar, sem evidenciar vazamento, uma pressão hidrostática interna suficiente para solicitar o material a uma tensão tangencial de 41 MPa.

O ensaio deve ser feito nos tubos inteiros, fechando-se uma extremidade hermeticamente e conectando-se a outra a uma bomba e um manômetro. Enche-se o tubo de água e aplica-se a pressão hidrostática calculada pela fórmula: P = (2Se)/(D – 0,8e), onde: P é a pressão hidrostática, em megapascals; S é a resistência admissível no tubo (tensão tangencial), em megapascals; e é a espessura de parede, em milímetros; D é o diâmetro externo, em milímetros. Os tubos não devem ser ensaiados à pressão hidrostática superior a 6,9 MPa, a menos que seja acordado entre comprador e fornecedor.

O ensaio pneumático é aplicado a tubos fornecidos em rolos. Os tubos submetidos ao ensaio pneumático devem suportar, sem evidenciar vazamento, a pressão de ar interna mínima de 415 kPa (60 psi) durante 5 s (mínimo), após estabilização da pressão. O método de ensaio deve permitir que qualquer vazamento seja percebido visual e facilmente, imergindo-se o tubo em água ou usando-se o método de pressão diferencial.

Os tubos submetidos ao ensaio por correntes induzidas, de acordo com a ASTM E 243, devem passar através de um aparelho de ensaio calibrado conforme estabelecido na norma de especificação do produto. Se não for indicado em contrário, os tubos devem ser ensaiados na têmpera acabada ou na têmpera encruada antes do tratamento térmico final.

Neste ensaio as seguintes exigências devem ser cumpridas: os tubos não devem fazer disparar o dispositivo de sinalização do aparelho; tubos que produzirem sinais irrelevantes devido à presença de umidade ou sujeira podem ser recondicionados e reensaiados; tubos que produzirem sinais irrelevantes devido a marcas de manuseio visíveis e identificáveis podem ser ensaiados de acordo com os ensaios não destrutivos, desde que as suas medidas permaneçam dentro dos limites especificados.

Enfim, nenhum outro metal, sozinho ou na forma de ligas, oferece a quantidade e a variedade de propriedades úteis que o cobre. Uma das principais propriedades físicas do cobre é sua alta capacidade de conduzir eletricidade. Por isso é muito utilizado em fios, cabos, motores e vários outros equipamentos elétricos.

Além da condutividade, outra característica do cobre é sua maleabilidade que lhe confere vantagens mecânicas importantes, facilitando sua moldagem na fabricação de peças em diferentes formatos, podendo ainda ser facilmente soldado e polido. A condutividade térmica também se apresenta em destaque, já que o cobre conduz calor oito vezes mais rápido do que outros metais.

Por isso é muito utilizado em sistemas de trocas de calor e água. A mistura com outros metais faz com que o cobre e suas ligas se apresentem em uma paleta de cores diversificadas, com tons naturalmente metálicos que variam do vermelho ao cinza-prateado.



Categorias:Normalização, Qualidade

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