Tubos de cobre para aquecimento: tipos, especificações de marcação + características de uso

Na montagem de circuitos de aquecimento, os tubos de cobre não são usados com muita frequência. O seu custo não atrai muito os proprietários de casas particulares e de apartamentos. No entanto, se a instalação for feita corretamente, o alto custo do encanamento de cobre se pagará ao longo de muitos anos de operação sem custos de reparo.

Vamos contar como escolher corretamente os tubos de cobre para aquecimento. No artigo que apresentamos, são fornecidas as características de marcação, descritos os métodos de conexão dos componentes. Os proprietários independentes encontrarão aqui instruções para a montagem de sistemas de aquecimento.

Tipos de tubos de cobre

Existem dois grandes grupos de tubos de cobre: de parede espessa e de parede fina. Os tubos do primeiro grupo têm características de resistência elevadas. Eles são produzidos por métodos sem costura e soldados.

Os tubos do segundo grupo encontraram aplicação na construção naval, automobilística, aviação, ou seja, onde os sistemas de comunicação devem ter baixo peso e alta resistência. A seção transversal dos tubos de cobre pode ser redonda, retangular ou quadrada. Em sistemas de aquecimento, tubos perfilados geralmente não são usados.

Tubos de parede espessa têm seção circular, e a espessura da parede varia na faixa de 0,8 a 10 mm. Na sua produção, são utilizadas diferentes ligas de cobre: M1, Mr3, Mr1, entre outras. O índice numérico indica o grau de pureza da liga. Isto não afeta as características do tubo em si. Tubos de parede fina têm espessura de parede de 0,15 a 0,7 mm.

O padrão estatal permite a medição de tubos de cobre tanto no sistema métrico quanto em polegadas. Na designação dos primeiros, indica-se o diâmetro externo; nos segundos, o diâmetro interno. A marcação dos tubos usados na instalação de sistemas de aquecimento é feita em polegadas.

Aqui todos os diâmetros existentes de tubos de cobre estão resumidos em uma tabela. Usando esses dados, você pode facilmente selecionar os componentes para a instalação da linha de aquecimento.

Para a execução de trocadores de calor internos, são utilizados tubos de cobre com diâmetro de até 10 mm. Esse diâmetro, combinado com a transmissão de energia altamente eficiente, garante o máximo rendimento do funcionamento deste dispositivo.

Tubos de 3/8 polegada ou mais são utilizados nos próprios sistemas de aquecimento. Eles garantem um aquecimento eficiente com baixo consumo de energia.

Especificidade da decodificação da marcação

O documento normativo que define os padrões para tubos de cobre usados em aquecimento é o GOST 617-2006. Ele especifica os requisitos para o grau de cobre, faixa de seções transversais e espessura da parede.

Os produtos de cobre possuem sua própria marcação, que ao ser decodificada permite conhecer as características do tubo:

1. Método de fabricação. É designado pelas letras D e G. A primeira indica que o tubo é estirado a frio. Fabricado em comprimentos de 1,5 a 6 m. A segunda indica que o produto é fabricado pelo método de prensagem. De acordo com os requisitos normativos, é fabricado em comprimentos de 1 a 6 m.
2. Geometria da seção transversal do tubo. KR — seção em forma de círculo.
3. Precisão de fabricação. Letras N e P. N — normal, P — elevada.
4. Estado. M, P, T, L, R, CH. Esses índices indicam o tubo como macio, semi-rígido, rígido, macio de maior plasticidade, semi-rígido de maior resistência, rígido de maior resistência, respectivamente.
5. Comprimento. ND — índice indica que o tubo é não medido, MD — designa tubo medido, KD — múltiplo medido, BT — em bobinas.
6. Condições especiais. U — comprimento do tubo em bobinas aumentado, B — o tubo tem precisão elevada em relação ao comprimento, K — o tubo tem precisão elevada quanto à curvatura.

Para fins de ilustração, exemplo: suponha que o tubo tenha uma marcação na forma de DKRNM 32 x 3 x 3000 M2 B.

Pode ser decifrada assim: tubo de cobre conformado a frio, de seção circular, precisão normal, feito de cobre mole, com diâmetro externo de 32 mm e espessura de parede de 3 mm. Trata-se de um segmento medido de comprimento 3000 mm, fabricado em cobre da marca M2.

Para aquecimento, geralmente são usados tubos rígidos. Os tubos flexíveis são mais adequados para a instalação de piso aquecido, onde é necessário fazer muitas curvas.

Durante o processo de fabricação, os tubos de cobre podem passar por tratamento térmico, sendo então chamados de recozidos. Quando essa etapa é excluída do processo, obtêm-se tubos não recozidos.

Todos os três tipos de tubos de cobre são adequados para instalações residenciais, pois a pressão nos circuitos de aquecimento nunca excede os valores indicados mesmo para os tipos moles.

A marcação é a seguinte:

Sabendo decifrar corretamente a marcação dos tubos, você nunca comprará para instalação de aquecimento produtos destinados a encanamento.

No primeiro caso, os produtos ganham plasticidade, mas perdem resistência a deformações. Os tubos fabricados sem recozimento possuem características de resistência elevadas, mas é praticamente impossível curvá-los.

Vantagens dos encanamentos de cobre

Todas as vantagens dos tubos de cobre decorrem das propriedades únicas deste material, cujos produtos:

1. São inofensivos e possuem qualidades bactericidas.
2. Não envelhecem por muito tempo e não perdem suas características operacionais.
3. Resistentes à corrosão e aos raios UV. Operam em uma ampla faixa de temperatura, de -200 a +350°C.
4. Imunes ao cloro presente na água da torneira.
5. Possuem alta condutividade térmica, o que aumenta a eficiência do sistema de aquecimento.
6. Na superfície dos tubos de cobre, que possuem um baixo coeficiente de rugosidade, não se forma incrustação.
7. Resistentes ao congelamento. A tubulação não se danifica nem perde suas características iniciais, mesmo após ser submetida a congelamento até quatro vezes.
8. Capazes de manter suas propriedades de resistência sob pressão de 200 a 400 atmosferas.
9. Resistentes a vibrações.
10. Possuem uma ampla gama de modelos.
11. São 100% recicláveis.

Muitas vezes, o que impede a escolha por tubos de cobre para aquecimento é o alto custo tanto da própria tubulação quanto dos materiais consumíveis.

A instalação de aquecimento com tubos de cobre envolve a compra de diversos fixadores, conectores e acessórios. O custo total disso representa cerca de 30% do valor gasto nos tubos.

Os tubos de cobre são leves, podem ser cortados, dobrados e soldados. O método de conexão mais utilizado para tubulações de cobre é a soldagem em altas temperaturas com uso de solda de prata-bronze. Uma instalação mais rápida é feita com acessórios.

Características da escolha para aquecimento

O cobre tem suas características particulares, que impõem limitações tanto operacionais quanto técnicas ao seu uso. Esses aspectos devem ser considerados na instalação do sistema de aquecimento.

Embora os tubos de cobre sejam conhecidos por sua resistência, suportando variações de pressão, mudanças de temperatura e congelamento repetido, eles não resistem bem a impactos mecânicos. Portanto, ao instalar a tubulação, deve-se prever proteção contra choques.

Um refrigerante como a água contém areia e outras partículas em suspensão. O resultado de sua ação sobre o cobre macio é a erosão. Para evitar esse fenômeno, é necessário incluir filtros de purificação de água no sistema.

A dureza da água também influencia a vida útil dos tubos. Valores desse parâmetro em miligramas abaixo de 1,42 e acima de 3,1 reduzem significativamente sua longevidade. Isso se explica porque o cloro dissolvido na água reage com a película de óxido presente nas paredes do tubo, resultando em uma forte camada protetora.

Quando os parâmetros de dureza da água não estão de acordo com os padrões, essa camada protetora começa a se destruir, e depois, devido à presença de cloro, ocorre sua regeneração. Se esse processo se repete várias vezes, os recursos do cobre se esgotam.

Ao conectar a tubulação pelo método de soldagem, deve-se evitar o superaquecimento, que afeta negativamente a resistência. O fluxo residual após a soldagem deve ser removido, pois pode causar corrosão.

Se for necessário dobrar um tubo de cobre, deve-se usar uma ferramenta especial para isso. Um tubo mal dobrado pode ser corrigido uma vez, depois disso, só resta remover a seção amassada.

O ideal é instalar o sistema de aquecimento com tubos do mesmo material. Se por algum motivo isso não for possível, devem ser usadas conexões de transição — de latão ou bronze. Adaptadores de outros materiais não podem garantir compatibilidade eletroquímica.

Os tubos de cobre podem ser instalados mesmo em temperaturas muito baixas, portanto, esse sistema de aquecimento é uma solução racional para regiões onde o clima frio é normal.

Para que tubos de outros materiais não corroam sob a influência do cobre, é necessária uma determinada sequência de conexão desse tubo combinado em relação ao vetor do fluxo de água. Os tubos de cobre devem ser instalados após os elementos feitos de outros metais.

Se estiver planejada a instalação de um sistema de aquecimento com tubos embutidos na parede, devem ser usados tubos de cobre com revestimento plástico. Ele não atuará apenas como isolamento térmico, mas também protegerá o metal contra danos. Correntes parasitas também exercem um efeito prejudicial sobre os tubos de cobre.

Junção de tubos de cobre

A conexão de tubos de cobre é feita por diferentes métodos. As duas abordagens mais populares são: soldagem e montagem com uso de conexões de compressão ou pressão. Basicamente, são feitas conexões permanentes e semipermanentes.

Nesse tipo de tubulação, praticamente não há peças adicionais, exceto os elementos que conectam os aparelhos à tubulação. Para instalar o sistema com esse método, são necessários dispositivos especiais. Sem a qualificação adequada, é difícil realizar a conexão por soldagem ou brasagem.

O uso de conexões facilita a instalação, exige menos esforço e reduz o tempo de montagem da tubulação. Esse tipo de conexão pode ser removível ou permanente.

A conexão removível é obtida com o uso de conexões autotravantes, roscadas e de compressão. Esse método torna a estrutura mais complexa, as conexões precisam ser verificadas periodicamente, mas até uma pessoa sem experiência pode realizar a instalação.

Conexões de crimpagem não removíveis

Para unir tubos de cobre, os fabricantes produzem conexões especiais que diferem em finalidade, métodos de instalação e material de que são feitas.

De acordo com a finalidade, existem as seguintes conexões:

1. Curvas, necessárias para unir tubos de diferentes diâmetros em conexões angulares.
2. Cruzetas, também chamadas de tês, usadas na instalação de ramificações da tubulação principal.
3. Acoplamentos usados em trechos retos para conectar tubos de cobre de diferentes diâmetros.
4. Conectores de anel de corte (collet) que são utilizados na instalação de automação no sistema de aquecimento.

Para tubos de cobre, na maioria das vezes, escolhem-se conexões de compressão feitas de cobre, latão ou bronze. Às vezes, as conexões de latão são tratadas com níquel para lhes conferir resistência adicional.

Os elementos de latão para conectar tubos de cobre são mais baratos que os de cobre e, em termos de resistência, não ficam atrás do aço inoxidável. Todas as conexões, independentemente do fabricante, possuem tamanhos regulamentados por normas internacionais e são intercambiáveis.

A conexão fixa (permanente) é feita pelo método de prensagem. Como o cobre é muito dúctil, a montagem é realizada utilizando conexões de prensar (press-fitting) e mangas de compressão. Em termos de estanqueidade e resistência, essa conexão pode ser comparada à soldagem, sendo mais firme do que a conexão por compressão.

Visualmente, as conexões de prensar se assemelham aos conectores para soldagem capilar. A diferença está na presença de um anel de vedação feito de polímero de alta qualidade.

Para conectar tubos por meio de uma conexão de prensar, eles são cortados em segmentos do comprimento necessário, as extremidades são limpas e calibradas. Em seguida, as extremidades são inseridas no conector e a junta é comprimida usando alicates especiais.

Na instalação de um sistema de aquecimento com tubos de cobre de pequeno e médio diâmetro, utiliza-se principalmente a soldagem de baixa temperatura. A soldagem convencional é usada quando são usados tubos de grande seção. O método de prensagem é muito utilizado na instalação de pisos aquecidos.

Conexões de compressão removíveis

Para a montagem de conexões de compressão, não é necessário equipamento especial nem o uso de fogo aberto. Tudo o que é necessário são chaves inglesas, um calibrador, um cortador. Para realizar tais conexões, são necessários conectores de aperto (collet) ou de compressão.

Existem dois tipos de conexões de compressão — umas, com índice A, conectam tubos duros e semiduros; outras, designadas com índice B, fazem a conexão de tubos macios e semiduros. A conexão é composta por corpo, porca de compressão e anel de compressão de cobre, que se achata quando pressionado.

Assim, a conexão torna-se estanque e resistente à fadiga por vibração. A conexão é feita seguindo o mesmo esquema da montagem de conexões de prensar.

As extremidades a serem unidas dos segmentos de tubos de cobre são limpas, a geometria da seção é verificada com um calibrador, o anel de compressão é colocado, as extremidades do tubo são inseridas na conexão até o batente. A porca é primeiro apertada manualmente e, quando o tubo se torna imóvel em relação ao conector, pega-se a ferramenta e faz-se o aperto final.

Conexões de compressão tipo A às vezes são usadas não apenas para conectar tubos feitos de cobre duro, mas também para produtos de cobre macio. Neste último caso, uma bucha de suporte é inserida no interior para evitar a deformação das extremidades do tubo.

A instabilidade térmica e os picos de pressão enfraquecem a resistência das conexões de tubos de cobre com acessórios. Com o tempo, ocorre desgaste das vedações. Para monitorar esse elo fraco do sistema, os conectores devem ser posicionados de forma a permitir fácil acesso a eles.

Não é possível aplicar rosca em tubos de cobre. Para conectá-los a peças rosqueadas, são fabricados adaptadores especiais. Sua construção prevê a presença de um soquete que conecta o acessório ao tubo por prensagem ou solda, e rosca no lado oposto.

Situações de emergência em um sistema de aquecimento feito de tubos de cobre são extremamente raras, mas se ocorrerem, tubos de diâmetro igual são temporariamente conectados com acoplamentos de aperto. Deve-se saber que todos os tipos de conexões não reduzem as características de resistência do sistema de aquecimento.

Os acessórios aumentam a espessura das paredes do tubo e, no local da solda, com o tempo, a conexão se torna mais resistente, superando a resistência do próprio tubo.

Conexões de cobre para soldagem

Esses acessórios são chamados de capilares. A conexão com eles requer a presença de solda. O ponto chave é a escolha correta do acessório para tubo de cobre. Sua seção interna deve ser 0,1 – 0,15 mm maior que o diâmetro externo do tubo.

A tecnologia é simples:

• corta-se o tamanho necessário do tubo;
• protege-se;
• remove-se o chanfro com um desbastador de chanfro — externa e internamente;
• limpa-se o tubo e também a parte interna do acessório novamente até obter um brilho fosco;
• aplica-se pasta especial na extremidade do tubo destinada a ser inserida no acessório e também no interior do próprio acessório;
• insere-se o tubo no elemento de conexão e gira-se;
• limpa-se a pasta que extravasou, caso contrário ela reagirá com o metal;
• aquece-se a conexão usando um maçarico a gás ou um secador industrial;
• aproxima-se a solda da fenda depois que o fluxo começar a derreter e clarear;
• finaliza-se o processo quando a solda fluir por toda a superfície e preencher uniformemente a fenda.

Para não gastar solda em excesso, pode-se enrolar o tubo com ela antes da soldagem e cortar o excesso. Após a conclusão da soldagem de tubos de cobre, deixa-se a conexão esfriar à temperatura ambiente.

Após a instalação de todo o sistema de aquecimento, é feita uma lavagem com água quente. Este procedimento ajuda a remover os resíduos de pasta dos tubos. Na parte externa da tubulação, as juntas são inspecionadas. Se houver fluxo ou solda restante, eles são removidos com um pano úmido.

Com as diretrizes para escolha de tubos de cobre para construção de um sistema de água, o seguinte artigo o familiarizará, dedicado às suas características técnicas e especificidades de marcação.

Conclusões e vídeo útil sobre o tema

Vídeo #1. Sobre os prós e contras dos tubos de cobre:

Vídeo #2. Treinamento para trabalhar com tubos de cobre:

Se compararmos os tubos de cobre com os poliméricos e de aço, os primeiros se destacam por sua qualidade e confiabilidade superiores. Apesar do custo mais alto, eles encontram seu consumidor e sua popularidade está crescendo.

O principal é escolher corretamente os materiais de consumo e, no caso de realizar a instalação com suas próprias mãos, o sistema de aquecimento de tubos de cobre sairá significativamente mais barato.

Quer contar como comprou tubos de cobre para construir um circuito de aquecimento? Conhece nuances tecnológicas da montagem de tubulações de cobre não abordadas no artigo? Por favor, escreva comentários no bloco abaixo, publique fotos sobre o tema do artigo, faça perguntas.