Tubos de ferro fundido para esgoto externo: tipos, características de aplicação e instalação

Os tubos de ferro fundido usados na construção de redes de esgoto continuam sendo um material relevante. Apesar da forte concorrência do plástico, os produtos de ferro fundido são usados para construir tubulações confiáveis, projetadas para a vida útil mais longa. Eles têm pontos fortes e fracos que vale a pena conhecer. Você concorda?

Vamos contar quais tubos de ferro fundido para esgoto externo são ideais e quais são usados exclusivamente na instalação do sistema interno. No artigo que apresentamos, são fornecidas as características de marcação, descritos os tipos de conexões na montagem de comunicações de ferro fundido. Também são listadas opções alternativas.

Tubo de ferro fundido de alta resistência

As soluções de projeto para reduzir o ferro fundido em redes de esgoto são tradicionalmente motivadas por considerações econômicas. No que diz respeito à confiabilidade e durabilidade, simplesmente não há materiais iguais ao tubo de ferro fundido.

Produtos fabricados em ferro fundido de alta resistência são amplamente utilizados na área de engenharia mecânica, abastecimento de água, drenagem, bem como na extração de gás e petróleo.

Uma parte significativa desses produtos são tubos de ferro fundido de alta resistência.

Suas propriedades operacionais, em comparação com tubos comuns, incluem as seguintes características mecânicas:

• alto grau de tenacidade ao impacto;
• baixo limite de escoamento;
• baixa resistência temporária;
• baixo coeficiente de alongamento relativo.

A obtenção dessas características foi alcançada pela introdução de grafite de forma esferoidal (ou lamelar) na estrutura do ferro fundido.

Em outras palavras, a estrutura do metal é saturada com uma quantidade significativa de carbono, o que, na prática, adiciona aos produtos finais propriedades como:

• resistência ao desgaste;
• resistência à compressão;
• resistência à fadiga;
• facilidade de usinagem;
• boas propriedades de fundição.

Os tubos de ferro fundido de alta resistência não foram mencionados à toa. A implementação de projetos de esgoto externo geralmente envolve a construção de linhas de drenagem de efluentes das edificações, instaladas sob o solo. Esse sistema de esgoto é classificado pela sigla TML.

A operação de linhas de esgoto subterrâneas geralmente está sujeita a cargas físicas e térmicas elevadas, que são facilmente suportadas por tubos de ferro fundido de alta resistência. A profundidade de instalação dos tubos de esgoto no solo é regulamentada por normas de construção.

Classificação dos tubos por construção

Para tubos de ferro fundido de esgoto da classificação TML, existe uma divisão condicional em dois tipos com base nas propriedades funcionais:

1. Sem extremidade alargada (SML).
2. Com extremidade alargada (SME).

Os primeiros diferenciam-se por serem elementos estruturalmente lisos do início ao fim em todo o comprimento. Os segundos, ao contrário, possuem em uma das extremidades uma extremidade alargada de diâmetro um pouco maior.

Tubos de ferro fundido fabricados para sistemas de drenagem de edifícios são produzidos em diferentes configurações. Os mais utilizados na prática são os tubos de ferro fundido sem extremidade alargada e com extremidade alargada.

Os tubos de ferro fundido sem extremidade alargada são considerados a melhor opção para a instalação de sistemas de esgoto externos, classificados como sistemas TML. Os tubos do tipo SML proporcionam mais comodidade na instalação, permitindo uma desmontagem fácil e rápida quando necessário.

Ambos os tipos de tubos são fabricados com diâmetro interno nominal de 100 mm, enquanto o diâmetro externo é de 110 mm. Normalmente, o diâmetro nominal e qualquer outro tamanho são indicados por marcação (por exemplo, DN100).

Os diâmetros comumente praticados para tubos de ferro fundido (com e sem extremidade alargada) variam de 100 a 400 mm. Em geral, essa faixa abrange diâmetros de até 1000 mm. O comprimento padrão é de 3000 mm.

Tubo sem encaixe, fabricado à base de ferro fundido lamelar e pertencente ao grupo de classificação SML, além de peças moldadas necessárias para a montagem completa de sistemas de drenagem.

Existem também produtos que pertencem a outros grupos de classificação. Por exemplo, os produtos da classificação SMU são funcionalmente destinados a sistemas de drenagem de edifícios e sistemas de drenagem.

Há tubos para transporte de meios químicos agressivos. Eles são classificados como MLK. E os produtos de ferro fundido sob o classificador MLB são adequados para sistemas de drenagem em estradas e pontes.

As características de construção e composição utilizadas na fundição de tubos de ferro fundido são indicadas na marcação:

Como são conectados os tubos SML e SME?

Tubos de esgoto de ferro fundido sem encaixe são conectados uns aos outros usando dispositivos especiais de aperto e fixação. Esses elementos de conexão consistem em uma braçadeira de aperto de aço e uma luva elástica que é aplicada na área da junta.

Na prática, são utilizadas duas modificações do aperto da braçadeira de aço – com um parafuso (CE) ou dois parafusos (CV). O material da luva elástica garante alta qualidade de vedação, e as propriedades do aço do anel de aperto eliminam a ocorrência de corrosão.

Braçadeiras e luvas metálicas, complementadas com inserções elásticas, são geralmente usadas para conectar tubos de ferro fundido sem encaixe entre si. Existem várias modificações desses elementos de fixação.

As braçadeiras de conexão são usadas não apenas para conectar tubos individuais na construção de tubulações. Esses mesmos componentes são usados para conexões com peças moldadas.

Os grampos são fabricados para diversos diâmetros de montagem e são projetados para toda a faixa de pressões de trabalho. Existem modificações de grampos com efeito de absorção sonora, utilizadas na instalação de esgoto silencioso. Sua montagem não requer a aplicação de isolamento acústico adicional nos pontos de passagem das tubulações através das lajes.

Os elementos com bocal são conectados pelo princípio de inserir a extremidade reta de um tubo na parte alargada do outro. A flexibilidade da junta e a estanqueidade são geralmente garantidas por um anel de borracha que é inserido no sulco existente na superfície interna do bocal do tubo de ferro fundido.

Existe também um esquema onde a estanqueidade da junta no bocal (e a flexibilidade) é alcançada preenchendo a folga entre os tubos com material de vedação.

A prática de construir sistemas de esgoto baseados em tubos de ferro fundido com bocal prevê o uso de uma das cinco opções de conexão (A, B, V, G, D). Quatro delas com vedantes na forma de anéis de borracha (5, 6) e uma na forma de um cordão alcatroado (3).

Para os elementos com bocal, são característicos os seguintes tipos de vedação e fixação das conexões:

1. Calafetação com enchimento de cimento-amianto.
2. Instalação de manga de vedação.
3. Instalação de anel auto-vedante.
4. Uso de flange rosqueado com fixação por parafusos.
5. Aplicação de pino de pressão.

Também é praticada a metodologia de fixação da junta do tubo por meio de soldagem a quente e a frio, mas é utilizada muito raramente. Isso se explica pela complexidade da tecnologia de soldagem do ferro fundido. Além disso, para a realização de trabalhos de soldagem em ferro fundido, são necessários especialistas, ferramentas de soldagem profissionais e eletrodos caros à base de níquel.

Com as particularidades da escolha de tubos para a construção do sistema de esgoto interno, o artigo o informará, no qual todos os argumentos são detalhados e as características de diversos tipos são consideradas.

Características da estrutura e aplicação

A principal característica dos tubos de ferro fundido do grupo classificador TML é a sua destinação para instalação subterrânea a profundidades de 0,8 a 6 metros. Criados especificamente como elementos de sistemas externos TML, os tubos se destacam pelo grau elevado de resistência e proteção anticorrosiva.

Os parâmetros operacionais de resistência à compressão permitem a instalação de linhas de esgoto sob, por exemplo, pavimentos rodoviários com grandes cargas de peso, sem risco de danos. Porém, na montagem, é necessário seguir as normas DIN EN 877, 1610 e GOST, que preveem a criaão de uma fundação de suporte e coberturas adequadas.

A estrutura do tubo moderno de ferro fundido sem encaixe consiste em um revestimento interno de duas camadas de resina epóxi (1), um revestimento externo de verniz epóxi (2), uma camada de trabalho de ferro fundido com grafite lamelar ou esferoidal (3) e uma proteção de zinco (4).

Dentre as características do tubo de ferro fundido de alta resistência, também se destaca a presença de revestimentos eficazes (interno e externo), inclusive nas peças conectadas. O revestimento é feito com aplicação de zinco e resinas epóxi, garantindo alta confiabilidade na proteção contra corrosão, mesmo em ambientes altamente agressivos.

Estes tubos podem ser utilizados com sucesso em solos com alto nível de pH (0-10). O revestimento interno de verniz epóxi dos tubos de esgoto de ferro fundido possui uma estrutura lisa (deslizante), o que minimiza o coefiiente de resistência ao fluxo de efluentes.

Estrutura do tubo moderno de ferro fundido TML:

1. Revestimento de resina epóxi modificada em duas camadas (espessura da camada 120 μm).
2. Revestimento protetor de verniz epóxi (espessura da camada 60 μm).
3. Camaada principal de ferro fundido com alto teor de carbono.
4. Revestimento protetor com pó de zinco (densidade de pulverização 130 g/m²).

O comprimento padão do tubo (3000 mm) pode ser facilmente encurtado para o tamanho desejado, se necessário, por exemplo, com um corta-tubos elétrico. Ao realiar o corte do tubo de ferro fundido, é necessário garantir um corte preiso e reto. Essa abordagem garante a confiabilidade da vedação na montagem das linhas de esgoto.

Além disso, as bordas do corte geralmente são pintadas com tinta especial e revestidas com fita isolante do tipo Pro-Cut. Para ambientes agresivos, são utilizadas vedações especiais. Essas medias aumentam ainda mais e eliminam os riscos de vazamentos.

Dessa forma, é criada uma junt de conexão na borda do tubo de ferro fundido cortado, quando se utiliza a fita isolante Pro-Cut como elemento protetor e de vedação.

A lista de características dos tubos de esgoto de ferro fundido é impressionante. Em comparação com os produtos poliméricos, que ganham popularidade rapidamente devido ao baixo custo, os produtos de ferro fundido oferecem inúmeras vantagens.

O ferro fundido não teme o fogo e altas temperaturas, enquanto os tubos de plástico amolecem já a T=100º, e em temperaturas mais altas começam a deformar e podem derreter.

As tubulações de ferro fundido caracterizam-se pelo baixo nível de ruído durante a operação do sistema e não requerem a instalação de compensadores de expansão. Podem ser embutidas na espessura do concreto, sem risco de ruptura por compressão/expansão dos materiais.

Assim, os custos de aquisição são rapidamente compensados pela operação econômica dos tubos de ferro fundido. Sua aplicação não requer a criação de isolamento contra fogo e ruído, e o período entre reparos é várias vezes maior do que o mesmo período para comunicações plásticas. A vida útil não é limitada nem mesmo por um prazo de 100 anos.

Produtos pré-isolados

Os produtos de ferro fundido do grupo classificador TML complementam os produtos que são tubos de ferro fundido pré-isolados. Tais modificações são aplicadas com sucesso em ambientes com baixas temperaturas.

Em essência, são os mesmos tubos de alta resistência sem encaixe ou com encaixe (1), adicionalmente cobertos por camadas tecnológicas (2, 3, 4) de isolamento térmico.

Variante de tubo de ferro fundido sem encaixe, complementado com um elemento de isolamento térmico. Os produtos nesta versão são chamados de 'tubos pré-isolados'. Eles são destinados à operação em condições de baixas temperaturas ambientais.

Como isolante térmico eficaz, utiliza-se espuma termorrígida (3) ou material similar, com estrutura densa e propriedades de não combustibilidade classe 'A2'. O isolante térmico é fechado por uma carcaça de chapa de aço galvanizado (4). A espessura da chapa da carcaça é de no mínimo 1 mm. A carcaça é fixada por braçadeiras (2), também feitas de aço galvanizado.

Os tubos de ferro fundido pré-isolados são projetados para operação em condições de umidade de até 75%. O isolamento elimina a formação de condensação em condições de temperaturas baixas e criticamente baixas. Existem modificações com a incorporação de cabo de aquecimento diretamente na estrutura do isolante térmico.

Razões para substituição do ferro fundido por polímeros

O que está causando a crescente popularidade dos produtos poliméricos, com os quais se busca substituir o ferro fundido?

Como se constata, as principais razões são:

• riscos de corrosão do ferro fundido devido a danos por correntes parasitas de campos eletromagnéticos;
• ausência de proteção adicional das paredes internas dos tubos contra meios agressivos;
• a rigidez dos produtos, que afeta positivamente um tubo isolado, mas provoca o deslocamento das cargas totais do solo para os pontos de junção na tubulação, composta por uma dezena ou mais tubos;
• complexidades técnicas que inevitavelmente surgem durante o reparo ou no caso de criação de novas conexões de comunicação.

Os tubos poliméricos são usados com muito mais frequência do que os de ferro fundido na criação de sistemas de esgoto autônomo em residências particulares.

Sobre quais tubos são melhores para usar na construção da parte externa do sistema de esgoto em um terreno suburbano, você aprenderá no próximo artigo, dedicado a essa questão complexa.

Conclusões e vídeo útil sobre o tema

Alguns conselhos úteis sobre a escolha de tubos serão úteis para criar sistemas de esgoto por conta própria:

No entanto, os produtos poliméricos, em termos de desempenho técnico e operacional, são inferiores aos produtos feitos de ferro fundido. Eles têm significativamente mais desvantagens em comparação com os tubos de esgoto de ferro fundido.

É conveniente e racional usar polímeros em sistemas de esgoto interno, mas para comunicações externas sérias, é sensato, de qualquer ponto de vista, usar exatamente o ferro fundido.

Você possui informações úteis sobre a instalação de esgoto externo com tubos de ferro fundido? Quer contar como construiu o sistema em seu terreno? Por favor, escreva comentários no bloco abaixo, publique fotos sobre o tema do artigo, faça perguntas.