Tubos de cobre para água: marcação de sortimento, área de aplicação, vantagens

Excepcional confiabilidade, qualidades anticorrosivas e resistência a golpes de aríete colocam os tubos de cobre para água na posição de líderes em tubulações. A limitação do uso de perfis de cobre é consequência do alto custo dos produtos.

No entanto, os investimentos de capital no sistema de abastecimento de água são plenamente justificados e permitem que o consumidor não se preocupe com a reconstrução da rede de engenharia por décadas. Além da durabilidade, neste artigo abordaremos outras vantagens da tubulação de cobre e apontaremos desvantagens.

Também examinaremos a composição, as principais características, as particularidades da marcação de tubos de cobre e as características de sua aplicação em diferentes áreas.

Composição e características dos tubos de cobre

O sistema de água de cobre é uma opção bastante exclusiva para a montagem de um sistema de comunicações. Apesar de inúmeras vantagens absolutas, o uso de cobre está se tornando cada vez mais raro. A principal razão é o surgimento de materiais alternativos acessíveis (tubulações plásticas e metaloplásticas).

A liga metálica M1 caracteriza-se pelo mais alto teor de cobre. A pureza da liga proporciona alta plasticidade, condutividade elétrica e térmica, bem como resistência à corrosão. O material é maleável a diferentes tecnologias de processamento.

Os produtos tubulares de cobre são fabricados a partir de diferentes marcas de cobre. A composição química é normalizada pela disposição da GOST 24231-80. As ligas permitidas para produção são: M1, M2, M3

Fração em massa dos componentes da liga M1:

• cobre e prata – 99,9;
• oxigênio – 50;
• ferro, chumbo – 5 cada;
• enxofre, zinco – 4 cada;
• estanho, antimônio, arsênio e níquel – 2 cada;
• bismuto – 1.

Na composição M2, a fração mássica de cobre/prata é reduzida para 99,7, o teor de níquel e oxigênio é aumentado para 200 e 70, respectivamente. A proporção de estanho e ferro é aumentada para 50. A liga de cobre primário possui características semelhantes à liga metálica M1.

O cobre técnico (M3) é o resultado da refusão secundária ou refino a fogo. O material se distingue por uma fração mássica significativa de níquel (200), estanho, chumbo e arsênio (80 cada). O teor de cobre é 99,5. Os tubos de cobre da liga M3 possuem boa resistência e custo acessível.

As características mecânicas das tubulações de cobre dependem da composição qualitativa da liga e da tecnologia de fabricação dos tubos. As propriedades do produto acabado são regulamentadas pela norma GOST 617.

Características dos tubos de cobre:

• faixa de temperatura de operação – de -200 °C a +300 °C;
• pressão admissível – 100-200 atmosferas (para algumas marcas, o valor limite atinge 450 atmosferas);
• alongamento relativo na ruptura – 10-40%;
• diâmetro da tubulação de água – 3-350 mm, espessura das paredes – 0,8-10 mm;
• vida útil estimada – mais de 70 anos.

A temperatura crítica de operação da tubulação de cobre depende do método de conexão dos elementos e do tipo de solda utilizada. Mais detalhes sobre a tecnologia de instalação da tubulação de cobre, falamos aqui.

O período real de serviço excede significativamente o prazo declarado pelo fabricante. As mais antigas redes de cobre na Europa estão em uso sem substituição há mais de um século.

Pontos fortes e fracos do sistema de água de cobre

Os tubos de cobre são semelhantes aos seus concorrentes mais próximos (tubulações de aço) em termos de resistência e características térmicas. No entanto, o cobre é mais preferível devido às suas propriedades únicas.

Principais vantagens dos tubos de cobre

Os tubos de cobre têm seus aspectos positivos e negativos. Primeiramente, vamos considerar as vantagens da tubulação de cobre.

Resistência à corrosão e plasticidade

Talvez o principal argumento a favor da tubulação de cobre seja a imunidade ao aparecimento de ferrugem. Essa propriedade explica a longa duração do funcionamento ininterrupto das redes de engenharia e minimiza o impacto negativo sobre os equipamentos sanitários.

Ao contrário dos produtos de aço, as tubulações de cobre são menos intensivas em material – não há necessidade de instalar tubos com espessura de parede excessiva como reserva para processos de corrosão.

Plasticidade – esta qualidade explica uma série de vantagens operacionais significativas da tubulação de cobre:

• maleabilidade do material no processamento – os tubos podem ser dobrados para criar redes complexas usando ferramentas manuais;
• Manutenção da forma especificada – essa é uma propriedade da qual os produtos poliméricos macios não podem se orgulhar;
• possibilidade de uso de conectores;
• probabilidade de deformações sem destruição mecânica;
• os picos de temperatura não causam alterações nos parâmetros lineares;
• suporta ciclos de congelamento/descongelamento mantendo a integridade.

Outro ponto – maior resistência a golpes de aríete. O indicador de pressão de ruptura permite não temer pela integridade do sistema durante os picos de pressão da água.

Suavidade superficial e bactericida

Um argumento de extrema importância a favor da canalização de cobre. A alta homogeneidade do material garante um revestimento perfeitamente uniforme, o que reduz as ligações moleculares do metal e, consequentemente, diminui a formação de sais e óxidos.

O coeficiente de atrito mínimo permite o uso de tubos de cobre de menor diâmetro em redes de abastecimento de água do que os de aço ou plástico. Nas paredes internas não se acumulam depósitos, portanto a capacidade de fluxo não se deteriora com o tempo.

A liga de cobre possui propriedade antibacteriana – ao circular pelos tubos, a água é parcialmente desinfetada. Outra vantagem – nas paredes não se proliferam colônias de microrganismos.

Resistência a reagentes químicos e raios UV

O cobre não se degrada quando em contato com soluções salinas, formalina e ácidos não oxidantes diluídos. Em contato com o cloro, não forma óxidos perigosos para o ser humano.

O cobre não perde suas características sob ação da radiação UV, o que não se pode dizer das tubulações de polímeros termoplásticos.

A presença de um circuito de cobre no banheiro é um elemento decorativo exclusivo e um sinal claro de prosperidade da casa. A tubulação de cobre é de fácil manutenção e não requer pintura regular, como as de aço ou ferro fundido.

Juntamente com bons índices de resistência, os tubos de liga de cobre são um pouco mais leves em peso do que seus equivalentes de aço. Isso facilita seu transporte e instalação. Uma vantagem inegável da tubulação de cobre é a possibilidade de reutilização.

Desvantagens da tubulação de cobre

A tubulação de cobre também tem seus pontos negativos. Vamos analisá-los em detalhes.

Entre as desvantagens da canalização de cobre estão:

1. Preço elevado. Em comparação com o custo de alternativas, os produtos de cobre perdem. A instalação de uma rede de metal 'amarelo' custará várias vezes mais do que a instalação de uma tubulação de plástico ou aço.
2. Dificuldade de instalação. Todas as técnicas de junção de componentes de cobre (montagem com conectores ou soldagem) são processos bastante complexos que exigem habilidades.
3. Intolerância a ácidos. Não é possível usar tubos de cobre para transportar meios ácidos com pH superior a 9. Água com esse valor é imprópria para beber.
4. Condutividade térmica. O parâmetro é 1,7 vezes maior que o dos produtos de alumínio e quase seis vezes maior que a condutividade térmica do aço. Ao transportar um meio quente, o tubo aquece – as perdas de calor aumentam e há risco de queimaduras. Em sistemas de abastecimento de água fria, forma-se condensação no tubo.

O problema pode ser resolvido usando uma cobertura de policloreto de vinila ou polietileno. A manga externa previne a formação de condensação, 'resfria' a superfície, mantém a temperatura do meio transportado e reduz o ruído.

Tubos de cobre com isolamento térmico externo são usados apenas nos casos em que é necessário reduzir o impacto do ambiente externo na água fornecida pelo sistema. Eles também são necessários para evitar um bloqueio de gelo que possa prejudicar o funcionamento do encanamento.

Os próprios tubos de cobre não são ameaçados pelos processos de congelamento e descongelamento. A plasticidade do cobre permite manter a vedação mesmo que o tubo tenha que se deformar ligeiramente sob a ação de um tampão de gelo.

O isolamento de polietileno, devido aos canais de ar, não reduz o nível de deformação térmica do tubo – esse material é melhor usado em trechos com poucas conexões. O 'revestimento' expandido (poliuretano expandido macio, borracha sintética) é adequado para aquecimento e redes de água quente.

Desvantagens adicionais do uso de tubos de cobre incluem a condutividade elétrica, bem como a incompatibilidade com elementos de alumínio e aço do encanamento. Para evitar o risco de choque elétrico, durante a instalação é necessário garantir o aterramento adequado do equipamento.

Uma desvantagem significativa dos tubos de cobre é a ocorrência de corrosão eletroquímica, que surge do contato do cobre com outros materiais:

Variedade de tubos de cobre laminados

A escolha do material para a instalação de um encanamento de cobre deve basear-se na avaliação de uma série de parâmetros: método de fabricação, nível de plasticidade e resistência, bem como dimensões. Saber decifrar a marcação da variedade ajudará a navegar pela diversidade de conexões de tubos.

Classificação #1 — pelo método de fabricação

A obtenção do tubo de cobre de acordo com o GOST é realizada por uma das tecnologias: laminação a frio, prensagem seguida de soldagem. A tática de produção influencia as qualidades operacionais do produto acabado.

Como os tubos são fabricados pelo método de laminação?

A tecnologia implica a deformação da peça metálica durante a sua passagem entre os rolos giratórios da laminadora de tubos.

A luva é simultaneamente laminada por dois calibres de rolos: a parte larga corresponde ao diâmetro externo da peça, e a parte estreita ao diâmetro do produto acabado.

A laminação ocorre passo a passo – a cada avanço, a luva é girada em 90°, garantindo uniformidade de processamento e ausência de riscos longitudinais no tubo.

Vantagens das conexões laminadas:

• a ausência de costura na construção garante alta resistência;
• precisão dos parâmetros em todo o comprimento do produto.

Pelo método de deformação a frio, são criados tubos de cobre para encanamento e aquecimento que sofrem pressão significativa internamente durante o serviço.

Na etapa de acabamento, as conexões de tubos podem ser submetidas a tratamento térmico. Isso é feito para restaurar a elasticidade do cobre.

Durante o recozimento, o tubo é aquecido a +700 °C e depois gradualmente resfriado. Como resultado, a margem de resistência diminui um pouco, enquanto a resistência à tração aumenta.

Os tubos são:

• não recozidos;
• recozidos.

Os tubos não recozidos têm as seguintes características – rigidez à flexão, resistência a danos externos e golpes de aríete (limite – 450 MPa). São adequados para montagem de encanamento de configuração simples.

Os recozidos possuem os seguintes parâmetros: alta plasticidade (quando esticados ao longo do comprimento em 1,5 vezes mantêm a integridade), aumento de custo.

Fabricação por método de prensagem

Os tubos são produzidos a partir de chapa de cobre – a peça de metal é alimentada nos rolos de conformação da prensa. Após a modelagem, a junta de solda é soldada.

Estágio final – passagem do tubo por rolos de calibração para alinhar o perfil e eliminar a deformação longitudinal.

Classificação #2 — pelo grau de dureza

As propriedades mecânicas e o campo de aplicação são determinados pelo tipo de tubo. A tubulação de cobre é geralmente classificada em três categorias, caracterizando a plasticidade e a resistência do produto.

Produtos de laminação rígida

Este nicho é representado por exemplares não recozidos. Possíveis marcações de tubos rígidos: T, N, z6, F30. O material é ideal para a criação de canais centrais de redes de abastecimento de água, onde a água é fornecida sob alta pressão.

A laminação rígida é fornecida em segmentos medidos de 3 a 5 m de comprimento. A tubulação feita com esse tubo não pode ser multidirecional com múltiplas curvaturas; a expansão da conexão só é possível com aquecimento.

Tipo de tubo semirrígido

Opções de codificação para tubos semirrígidos: P, NN ou z. Eles se distinguem por características equilibradas de elasticidade e resistência. O alongamento relativo de um tubo com diâmetro externo de 3 mm e espessura de parede de 0,8 mm é de 10%. Esse mesmo indicador para laminação macia de tamanho equivalente é de 38%.

Peças de «metragem» semirrígida suportam expansão quando o diâmetro externo é aumentado em 15%. A alteração da geometria da tubulação é feita com um curvador de tubos.

Características dos tubos macios

Marcação de tubos flexíveis – M, W, F22 ou r. Os produtos possuem flexibilidade e não rompem quando o diâmetro externo é expandido em até 25%. Os tubos são fornecidos em bobinas.

A principal área de aplicação é a instalação de redes de engenharia com distribuição radial de conexões aos aparelhos. É possível dar a forma desejada a uma tubulação de pequeno diâmetro manualmente, sem equipamento especial.

As propriedades mecânicas de elasticidade e resistência dos tubos de cobre conformados a frio devem corresponder aos dados apresentados na tabela (indicadores normalizados conforme GOST 617-2006)

Classificação #3 — pelas dimensões

Os principais parâmetros dimensionais dos tubos são: diâmetro interno, diâmetro externo e espessura da parede. A maleabilidade do cobre permite a fabricação de tubulações de várias formas e tamanhos. A GOST 617-2006 incluiu cerca de 130 itens com seções transversais originais na gama de acessórios de cobre, dos quais cerca de 70 são produtos laminados.

Ao contrário do documento anteriormente vigente (GOST 617-19), a nova resolução apresenta as dimensões em milímetros, e não em polegadas. As dimensões principais são indicadas em forma de fração. O numerador identifica o diâmetro externo, o denominador a espessura da parede. Anteriormente, apenas o tamanho externo era indicado (3/8 de polegada).

Exemplo de decodificação da dimensão do tubo 15/1:

• diâmetro da superfície externa – 15 mm;
• seção interna – 14 mm;
• espessura da parede – 1 mm.

O comprimento dos tubos laminados de produção nacional depende do diâmetro. Para tamanhos de seção até 18 mm – bobinas de 10 m de comprimento ou segmentos medidos de 1 a 6 m (passo da gama – 0,5 m). Exemplares maiores são produzidos em segmentos de 1,5 a 6 m.

Na organização de redes de abastecimento de água, os tubos com diâmetro de 10-22 mm são populares; para sistemas de drenagem, 32-42 mm.

Tubos de seção retangular são usados com muito menos frequência no abastecimento de água. Os produtos são fabricados principalmente por tecnologia de prensagem, dimensões: diâmetro – 30-280 mm, espessura da parede – 5-30 mm.

Requisitos normativos de acordo com a GOST

Os parâmetros externos, características mecânicas, composição da liga, gama e designações de marcação são regulamentados por duas normas principais: GOST 617-2006 (Tubos de cobre de uso geral) e GOST 11383-75. Os produtos europeus atendem ao padrão EN-1057 de 2006.

Resumo de requisitos:

1. A superfície interna e externa do tubo não deve ter sujeira que impeça a inspeção dos produtos. Não é permitida a presença de delaminações, ferrugem, trincas e cavidades no corpo do tubo.
2. É permitida a presença de amassados com profundidade de até 0,25 mm. Limite de quantidade – não mais que dois por metro linear e não mais que 10% de produtos defeituosos por lote de fornecimento.
3. Ausência de rebarbas nas extremidades dos tubos. O corte oblíquo normalizado para peças com diâmetro até 20 mm é de 2 mm, para produtos com seção de 20 a 170 mm é de 3 a 5 mm respectivamente, para acessórios de tubos com diâmetro acima de 170 mm é permitido um corte oblíquo de 7 mm.
4. Para bobinas e tubos macios, a ovalidade não é limitada.

Cada bobina ou lote de cortes de tubos deve ser acompanhado de uma lista de embalagem e de uma etiqueta informativa.

Dados obrigatórios do documento de acompanhamento: marca comercial da empresa, endereço legal do fabricante, marcação da composição e dimensões dos tubos, número do lote, data de fabricação, carimbo do controle técnico.

Decodificação das designações dos produtos tubulares

As características básicas estão agrupadas na marcação dos tubos.

Os indicadores condicionais são escritos de acordo com um esquema claramente definido:

1. Tecnologia de fabricação: D – deformada a frio, G – prensagem.
2. Geometria da seção transversal: KR – forma circular.
3. Indicador de precisão de fabricação: N – dentro da norma, P – precisão melhorada em relação ao diâmetro/espessura da parede, I – alta precisão no diâmetro, K – precisão máxima na parede.
4. Tipo de material por plasticidade. Além das abreviaturas designadas M/P/T (tubo macio/semiduro/duro), são utilizadas as seguintes marcações de produtos: L – macios com alta elasticidade, F – semiduros com resistência melhorada, CH – duros com alta resistência.
5. Dimensões – valor do diâmetro externo/espessura da parede.
6. Comprimento: ND e MD – tubulação não medida e medida respectivamente, KD – laminado múltiplo do medido, BT – fornecimento em bobinas.
7. Grau do metal, que determina a composição da liga.
8. Condições especiais: B – alta precisão no comprimento, O – precisão na curvatura, R – norma regulamentada para tração, N – dureza confirmada por Vickers, BU e BS – bobinagem ordenada e espiral respectivamente.

No lugar dos dados ausentes, coloca-se a designação «X».

Exemplo de marcação: Tubo DKRPM 28/3 3000 M1 GOST 617-2006. Decodificação da designação – tubo redondo deformado a frio com precisão melhorada das dimensões da parede (3 mm) e diâmetro (28 mm), macio com comprimento de 3 m da liga M1. O produto está em conformidade com as normas GOST.

Campo de aplicação e limitações de uso

Os tubos de laminados de cobre são utilizados em diferentes sistemas de comunicação para fins domésticos e industriais.

Sistema de água e rede de aquecimento

Tradicionalmente, são usados na instalação de sistemas de abastecimento de água de diferentes finalidades. As características do cobre e a ampla linha de tubos laminados permitem instalar tubulações de diferentes potências e comprimentos.

O cobre sanitário é neutro em relação à baixa concentração de cloro presente na água potável (a norma é não mais que 0,5 mg/l). A tubulação de cobre tem se mostrado eficaz em sistemas de drenagem pluvial e esgoto.

Na rede de aquecimento, obtém-se um duplo efeito. Por um lado, a durabilidade graças à resistência à corrosão; por outro, a proteção do sistema contra picos não regulados de temperatura do fluido térmico. No entanto, esses efeitos são alcançados apenas com a montagem correta da tubulação.

Mais detalhes sobre os tipos de tubos de cobre para aquecimento e as peculiaridades de sua instalação foram escritos no próximo artigo.

O uso de tubulação de cobre com revestimento isolante é justificado em sistemas de 'piso aquecido'.

Gasoduto e sistema de combustível

A vantagem dos tubos de cobre está na estanqueidade da linha. No transporte de gás, não ocorre oxidação nem corrosão galvânica. A confiabilidade das conexões prensadas e soldas aumenta a segurança do gasoduto em áreas com atividade sísmica.

Devido à sua neutralidade, as conexões de cobre são usadas em redes para bombeamento de óleo combustível – não há risco de ignição ou formação de carga estática.

Os tubos de cobre são utilizados em trocadores de calor de aquecedores de água a gás, sistemas hidráulicos e de freio de veículos e aeronaves, circuitos de refrigeração de geladeiras e sistemas de climatização.

Nuances e limitações de uso:

1. A velocidade limite de transporte de líquido na tubulação de água é de 2 m/s. Seguir esta recomendação prolongará a vida útil da linha 'plástica'.
2. O cobre é um metal macio e o contato constante com um meio contendo partículas sólidas pode causar a 'erosão' das paredes. Para evitar a erosão, é recomendável realizar uma pré-limpeza da água para remover impurezas em suspensão. Basta instalar um filtro de limpeza grossa (mecânica).
3. Nas paredes internas da tubulação de cobre, sob condições favoráveis, forma-se uma película de óxido – o revestimento não prejudica a qualidade da água e protege o metal contra o desgaste. Requisitos para a formação da pátina: acidez do fluxo de água pH – 6-9, dureza – 1,42-3,42 mg/l. Com outros parâmetros, ocorre a destruição cíclica e a restauração da película, consumindo o metal.
4. Para a instalação de tubulação de água potável, não se deve usar solda de chumbo – o metal e seus compostos são tóxicos. A substância pode se acumular no corpo, causando efeitos prejudiciais graduais em vários órgãos.

É permitida a conexão de tubulações de cobre com tubos de latão e plástico. Ao combinar tubos de cobre com elementos de aço e alumínio, deve-se seguir uma ordem de conexão.

Além da soldagem, na conexão de tubos de cobre são utilizadas técnicas de compressão e crimpagem:

Tubos de cobre de grandes diâmetros são conectados principalmente com flanges e parafusos apertados neles, sendo permitida a soldagem por encaixe; métodos de compressão são usados muito raramente.

Conclusões e vídeo útil sobre o tema

As videoanálises complementarão as informações apresentadas. Vantagens competitivas e características negativas da tubulação de cobre, particularidades dos trabalhos de instalação:

Tecnologia de conexão de tubos usando fittings e método de soldagem:

As vantagens do sistema de água de cobre são inegáveis. A ampla gama de tubos laminados permite escolher o material ideal para resolver uma tarefa específica. Respeitando as técnicas de instalação e recomendações de uso, é garantida uma operação ininterrupta do sistema por mais de 50 anos.

Você está pensando em comprar tubos de cobre para instalar um sistema de água, mas ainda tem dúvidas sobre a viabilidade dessa decisão? Faça suas perguntas abaixo do nosso artigo – nossos especialistas e proprietários de sistemas de água de cobre ajudarão a esclarecer suas dúvidas.

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