Tubos metaloplásticos: tipos, características técnicas, particularidades da instalação

Em muitas características, os tubos metaloplásticos superam seus concorrentes mais próximos: materiais poliméricos, de cobre, ferro fundido e aço para instalação de tubulações. Suas propriedades são especialmente importantes na instalação de sistemas de aquecimento.

Para que o compósito metalopolímero realize plenamente as qualidades declaradas pelo fabricante, é necessário selecionar corretamente o tipo de tubo. Ele deve corresponder às condições de operação futuras e facilitar a instalação. Tudo sobre tubos de metal e plástico, bem como sobre as diretrizes para sua escolha, você aprenderá no artigo que propomos.

Estrutura dos tubos de compósito metaloplástico

A tubulação metaloplástica ganhou popularidade devido à combinação da resistência do metal e da flexibilidade do polímero. A construção dos tubos compostos é um 'sanduíche' multicamadas de camadas de polímero reforçadas com uma camada de alumínio.

A simbiose do plástico com o metal proporciona alta resistência mecânica, previne a difusão de oxigênio da atmosfera e minimiza a expansão térmica do material.

O revestimento interno de polietileno é absolutamente liso, garantindo a passagem desimpedida do meio transportado e evitando o aparecimento de depósitos e incrustações. O polímero é resistente à ação de substâncias agressivas e não sofre corrosão.

Estrutura típica do tubo: camada polimérica interna, adesivo, alumínio, composição adesiva e polietileno externo. Cada elemento desempenha sua função.

O núcleo de metal é responsável pela rigidez do produto e aumenta a resistência térmica da tubulação. As extremidades do alumínio são unidas por soldagem a laser. A espessura da luva de alumínio é de 0,15-0,75 mm, o que permite suportar frequentes variações de temperatura e alta pressão.

A camada polimérica externa é um plástico especialmente resistente, resistente a danos mecânicos, alta umidade e reagentes agressivos. O revestimento externo reduz a intensidade da formação de condensação nos tubos.

Ambas as camadas de polietileno protegem a 'manga' de alumínio da formação galvânica de vapor quando em contato com conexões de latão e aço da tubulação.

As características originais do produto são amplamente determinadas pelo tipo de polímero utilizado:

• PEX – polietileno de alta pressão;
• PE-RT – polímero termoestável;
• PE-R – polietileno;
• PP-R – polipropileno.

A composição adesiva é responsável pela monoliticidade de toda a montagem. Os fabricantes implementam suas próprias formulações patenteadas, e os ingredientes e a proporção dos componentes não são divulgados. Uma camada de adesão de qualidade neutraliza a tensão interna entre o polímero e o alumínio, evita a delaminação e aumenta a resistência ao desgaste da tubulação.

Características físico-técnicas

As propriedades das tubulações metaloplásticas dependem das dimensões do produto (diâmetro, espessura da parede), do tipo de polímero e do fabricante. No entanto, todos os indicadores devem atender às normas GOST 18599 (2001), R-53630 (2009) e R-52134 (2003).

Características adicionais: material da camada interna e externa – polietileno reticulado, coeficiente de condutividade térmica dos tubos 16/20 mm – 0,41 W/mk, 26 mm – 0,39 W/mk

Requisitos gerais para a tubulação metaloplástica de acordo com GOST:

• limite de escoamento da camada plástica a quente – até 0,3 g/10 minutos;
• ausência de delaminação da borda frontal sob tração de até 10%;
• resistência mínima admissível à delaminação sob cargas – 15 N/cm, sem cargas – a partir de 50 N/cm;
• reticulação das camadas de polietileno – a partir de 60%;
• termoestabilidade dos componentes plásticos;
• valor limite de permeabilidade ao oxigênio a +40°C – 0,32 mg/m²*dia, a +80°C – 3,6 mg/m²*dia;
• grau de resistência dos polímeros utilizados – de 8-12 MPa;
• temperatura de escoamento inicial da composição adesiva – mínimo +120°C.

O GOST também regulamenta os parâmetros ambientais. A fração de substâncias voláteis nos tubos metaloplásticos não deve exceder 0,035%.

Características físicas e técnicas básicas médias:

1. Sortimento. Os fabricantes oferecem tubos metaloplásticos com seção interna de 14-60 mm, espessura da parede de 2-3 mm. Comprimento da bobina – 50-200 m.
2. Resistência. Sob carga transversal, a resistência mínima à tração é de 2880 N. O índice de resistência da soldagem ao metal e da junção adesiva é de 57 e 70 N/mm².
3. Resistência térmica. O compósito mantém suas características dentro da temperatura de +95°C. É permitido um pico de curta duração até +110°C, a -40°C o termoplástico congela.
4. Parâmetros lineares. O raio de curvatura é diretamente proporcional ao diâmetro da tubulação. Na instalação manual, o valor é de 80-125 mm, na instalação mecânica (dobradeira de tubos ou gabarito) – 46-95 mm.

O valor limite da pressão no sistema depende da temperatura do agente transportado.

A uma temperatura do fluido de 25°C, o produto suporta uma pressão de 25 atmosferas; a 95°C, 10 atmosferas. Se o líquido transportado estiver a 20°C, a ruptura da tubulação ocorrerá sob pressão superior a 80 atmosferas.

Em conformidade com as normas de operação do manual, a vida útil do metal-plástico é de 50 anos. O uso em redes de engenharia 'quentes' (temperatura do fluido acima de 25-30°C) reduz o período de operação para 25 anos.

Qualidades operacionais e campo de aplicação

A estrutura e as características técnicas do metal-plástico proporcionam uma série de pontos fortes da tubulação composta.

Entre os aspectos positivos da operação, destacam-se:

• resistência à corrosão – a superfície interna não enferruja nem se entope;
• boa capacidade de vazão devido ao baixo atrito hidráulico da tubulação;
• inércia química à maioria das substâncias tóxicas e meios agressivos;
• flexibilidade, que permite minimizar a quantidade de conectores e peças angulares durante a instalação da tubulação;
• impermeabilidade a gases – os elementos do sistema de tubulação (radiadores, caldeiras, equipamentos de bombeamento) estão protegidos contra os efeitos nocivos do oxigênio;
• absorção de ruído – transporte silencioso do líquido ao longo das tubulações;
• resistência ao desgaste, facilidade de operação e ausência de necessidade de manutenção adicional.

Os tubos são leves, portanto fáceis de transportar e instalar. Vantagens adicionais: estética, custo acessível e uso praticamente sem desperdício.

A união da tubulação com conexões de pressão garante uma conexão hermética e confiável – isso permite a instalação embutida da tubulação e o concretamento.

Juntamente com os aspectos positivos, o metal-plástico também apresenta desvantagens:

1. Diferença de dilatação térmica. O plástico se adapta mais rapidamente às mudanças de temperatura da água do que o alumínio. Essa diferença afeta negativamente o material – com o tempo, as conexões se afrouxam e o risco de vazamento aumenta.
2. Requisitos de curvatura. Dobrar/desdobrar repetidamente ou uma curvatura única além do normal pode causar deformação das camadas do tubo de metal-plástico.
3. Suscetibilidade aos raios UV. A camada externa polimérica perde suas propriedades protetoras sob exposição prolongada aos raios ultravioleta.

A instalação da tubulação de metal-polímero é feita por meio de conexões de compressão.

Ao usar produtos de baixa qualidade e não seguir a técnica de instalação, é possível a delaminação da estrutura do metal-plástico e o trincamento da camada plástica externa.

Estas deformações podem ser consequência do congelamento do fluido térmico no tubo. Solução do problema: isolamento da tubulação na fase de instalação ou substituição da água transportada no sistema de aquecimento por anticongelante.

As propriedades operacionais dos tubos de metal-polímero permitem seu uso em construção privada, industrial e em outras áreas de atividade.

Principais áreas de aplicação:

• comunicações de sistemas de abastecimento de água;
• fornecimento de líquidos agressivos, gás na agricultura e instalações industriais;
• instalação de pisos aquecidos a água, inclusive para aquecimento do solo em estufas;
• isolamento de cabos elétricos e fios.

A tubulação de compósito metal-plástico é amplamente utilizada na instalação de sistemas de ventilação, ar condicionado e irrigação de poços.

Desde que o 'revestimento interno' do tubo seja feito de plástico alimentício, é permitido o uso de tubulação metal-polímero para fornecimento de água potável.

Limitações de uso:

• ambientes classificados de acordo com as normas de segurança contra incêndio como categoria 'G' – onde estão localizadas substâncias cujo processamento é acompanhado por liberação de calor ou aparecimento de faíscas;
• edifícios com fontes de calor, se sua temperatura de aquecimento exceder 150°C;
• aquecimento centralizado com 'inserção' do conjunto do elevador;
• ao fornecer fluido térmico quente com pressão de trabalho a partir de 10 bar.

Não é recomendável instalar componentes metaloplásticos em tubulações de engenharia do tipo aberto. Variações de temperatura e operação em condições de congelamento levarão à destruição da tubulação.

Seleção de produtos de metal&plástico

A qualidade e as condições de operação dos produtos metaloplásticos dependem do tipo de componente polimérico, das dimensões, da tecnologia de união da luva de alumínio e da confiabilidade do fabricante. De acordo com os critérios listados, toda a gama de produtos tubulares pode ser classificada.

Tipo de polímero utilizado

Com base na composição, o plástico para fabricação de tubos é condicionalmente dividido em dois grupos: polímeros de alta e baixa pressão.

Ao primeiro grupo pertencem:

• PEX– polietileno reticulado;
• PE-RT – polímero termorresistente.

PEX – polietileno com cadeias moleculares 'reticuladas'. As ligações cruzadas transformam a estrutura linear em uma conexão tridimensional estável.

Comparação da estrutura molecular do polietileno tradicional (à esquerda) e do polímero PEX. A peculiaridade do polímero reticulado é a qualidade peculiar de 'memória'. Sob deformação leve, os produtos tendem a retornar à forma original.

Essa propriedade aumenta a resistência das tubulações a golpes de aríete.

O tipo de ligações intermoleculares é determinado pelo catalisador utilizado para a reticulação:

1. PEX-A. Novas cadeias dentro da estrutura – resultado do tratamento do polietileno com peróxido. O nível máximo de 'reticulação' é alcançado – até 85%. Vantagens: manutenção da elasticidade, alta resistência e 'memória' molecular pronunciada. Desvantagem – o alto custo da tecnologia e, como consequência, o preço elevado dos tubos.
2. PEX-B. Alternativa ideal às 'ligações A'. Método de reticulação utilizando silano. Principal vantagem – redução dos custos de produção. Nuances tecnológicas: grau de reticulação – 65%, redução da elasticidade, limitações mais rigorosas na curvatura do tubo. Em polímeros PEX-B, mantém-se um processo de reticulação lento – o material altera suas características originais com o tempo.
3. PEX-C. Formação de novas ligações sob ação da radiação de elétrons. Os parâmetros de qualidade do produto acabado são significativamente inferiores aos tubos da categoria PEX-A. Vantagem – baixo custo.
4. PEX-D. Ligações intermoleculares – resultado do tratamento com nitrogênio. Os tubos PEX-D não resistem à concorrência com seus congêneres, sua produção foi reduzida.

Os tubos PE-RT distinguem-se pela resistência térmica de longo prazo. O polietileno termoestável possui numerosas ligações intermoleculares estáveis. Na produção, é utilizada a técnica de processos controlados de formação espacial de macromoléculas.

A estrutura reticular aumenta a resistência do material e melhora a resistência à flexão. Uma vantagem importante é a termoplasticidade. A conexão é permitida através de conexões e soldagem. O último método aumenta a confiabilidade da junção.

Devido às altas características técnicas dos tubos metaloplásticos com polímero RE-RT, seu campo de aplicação é ampliado. A tubulação suporta temperaturas de até +124°C e não teme o congelamento.

Para a instalação de tubulações 'frias', são adequados modelos de polietileno de baixa pressão. Possíveis designações: PE-RS, PE, PEHD, HDPE. Características dos materiais:

• a temperatura de 70°C é crítica – os tubos deformam-se;
• pressão limite do sistema – 8-10 bar;
• deterioração das propriedades sob exposição solar.

O material compósito de metal e polímeros de baixa pressão é escolhido com o objetivo de reduzir o orçamento para a instalação da tubulação.

Dimensões do tubo: diâmetro e espessura do reforço

O tamanho da tubulação é determinado pelo seu campo de uso. No sortimento dos principais fabricantes, são apresentadas modificações com diâmetro externo de 16-50 mm.

As modificações mais demandadas para uso doméstico são os tubos com seção de 16, 20 mm. A espessura padrão da parede desses tamanhos é de 2 mm, e o reforço de alumínio é de 0,2 mm.

Abaixo estão as características e particularidades de aplicação dos tubos de diâmetro XX*YY, onde XX é a seção externa, YY é o diâmetro interno.

16*12. Os tubos são utilizados principalmente para a instalação do circuito de água (abastecimento de água para hidrômetros, torneiras) e do sistema de aquecimento da casa. Para a tubulação principal, pode ser utilizado um produto de diâmetro maior.

20*16. Instalação de 'piso aquecido', sistemas de abastecimento de água. As conexões possuem melhor capacidade de vazão, em comparação com os análogos anteriores, por isso são recomendadas para instalação quando a pressão da água é instável.

26*20. Espessura das paredes – 3 mm. Esta opção é preferencialmente utilizada em residências particulares para sistemas autônomos, onde é importante garantir uma certa margem de capacidade de vazão em caso de possíveis 'interrupções' de pressão.

32*26. As dimensões do tubo permitem utilizá-lo como coluna de água ou tubulação principal para sistemas de baixa pressão. O volume do meio transportado é aumentado devido à grande seção transversal.

40*32. Espessura – 3,9 mm. Os tubos encontraram aplicação na instalação de longos trechos de redes de engenharia na construção civil e industrial. São adequados para sistemas de tratamento de água, ar condicionado, abastecimento de água individual e centralizado.

A finalidade dos tubos 50*40 com parede de 4 mm é a montagem de tubulações tecnológicas, utilizadas para aquecimento/abastecimento de água de edifícios industriais, aquecimento de áreas externas.

A espessura da camada de reforço determina a resistência, flexibilidade e condutividade térmica dos tubos.

Ao escolher, são consideradas as seguintes nuances:

• Quanto mais espessa a camada de alumínio, mais rígido o tubo;
• A instalação independente é mais fácil de realizar com produtos de camada metálica de 0,15-0,2 mm;
• Com o aumento da proporção de reforço, a perda de energia térmica durante o transporte do fluido de aquecimento aumenta.

Para trabalhos domésticos internos, o tamanho ideal da camada de reforço é de 0,3-0,5 mm.

Nuances da tecnologia de fabricação

Existem dois métodos básicos de produção de tubos metalopolímeros: o inglês e o suíço. A principal diferença entre as tecnologias é a forma de união da manga de alumínio.

Dos profissionais de marketing, ouve-se frequentemente a classificação dos tubos em 'com costura' e 'sem costura' dependendo da tecnologia de fabricação. No entanto, aprofundando-se nos fundamentos da produção, pode-se entender que a junta de topo está presente em ambas as variantes, a diferença está na sua execução.

Tecnologia inglesa – soldagem sobreposta. A partir de uma fita metálica, forma-se um tubo, as bordas da 'manga' são soldadas sobrepostas por ultrassom. Nas faces externa e interna do tubo de alumínio, são aplicadas simultaneamente camadas de adesivo e polímero.

A produtividade da tecnologia 'combinada' é de 25 m/minuto. Na soldagem sobreposta, são obtidos os chamados tubos com costura. O custo de produção dos tubos fabricados pelo método inglês é 30% menor que o do equivalente suíço.

Tecnologia suíça – soldagem de topo. Etapas de produção:

1. Fabricação do tubo de polímero por extrusão.
2. Aplicação de adesivo na superfície externa do plástico.
3. Formação e 'laminação' da camada metálica a partir de fita de alumínio.
4. Fixação das bordas do material de reforço de topo por soldagem a arco de argônio ou laser.
5. Aplicação sequencial de adesivo e polímero na superfície de alumínio.

Etapa final – resfriamento do produto acabado.

A tecnologia suíça 'separada' é altamente produtiva – uma máquina pode produzir até 40 m/minuto. O custo do produto é aumentado devido à formação de uma camada espessa de alumínio.

As alegações dos vendedores de tubos 'sem costura' sobre maior resistência em comparação com os 'com costura' não devem ser tomadas como axioma. Especialistas em soldagem sabem que a resistência da solda sobreposta é sempre maior que a da junta de topo.

Se a resistência do alumínio folheado for considerada como unidade, então na junta sobreposta este parâmetro será sempre maior que 1, na soldagem de topo – menor que 1.

Visão geral dos fabricantes: relação qualidade e preço

Um ranking informal de fabricantes de tubos metalopolímeros é apresentado por empresas nacionais e estrangeiras.

Valtec (Itália, Rússia). Os sistemas de tubos metalopoliméricos são fabricados pelo método organossilanida (PEX-b). O grau de reticulação da camada de trabalho é de 65%, da camada protetora externa é de 55%. A combinação de características permitiu obter um material flexível.

Tecnologia de soldagem da estrutura de alumínio – topo a topo pelo método TIG, resistência do adesivo – 70 N/10 mm. Segundo o fabricante, as variações de temperatura não provocarão delaminação da estrutura.

Preço aproximado do produto 16*2 mm – 1 u.c./m, 32*3 mm – 4,5 u.c./m.

Henko (Bélgica). Tubos de cinco camadas fabricados com tecnologia "sem costura". Na produção é utilizado polietileno reticulado PEX-C, grau de reticulação – 60%. Os tubos são produzidos com diâmetro de 14-40 mm, espessura de 2-3,5 mm, comprimento da bobina de 5-200 m.

Todos os parâmetros dos produtos Henko estão em conformidade com as normas GOST. Temperatura de trabalho – 95°C, o que é permitido para a instalação de sistemas de 'piso aquecido'.

Custo médio para conexões de tubo com seção de 20 mm – 0,8 u.c./m.

Oventrop (Alemanha). A empresa é especializada na fabricação de tubos termorresistentes à base de polímeros PE-RT. Devido às excelentes características técnicas e operacionais, os produtos são considerados universais e utilizados em diferentes áreas da construção. Preço – cerca de 1,2 u.c./m.

Comap (França). Tubulação metaloplástica com uso de conexões poliméricas PEX-C e PEX-B. O produto se destaca pela absoluta estabilidade eletroquímica e baixo coeficiente de desgaste. Os tubos da série Multi-Skin absorvem bem o ruído e mantêm a forma de curvatura definida.

Nanoplast (Rússia). O fabricante nacional estabeleceu a produção de tubos metalopoliméricos de acordo com a tecnologia suíça. A característica do produto é a camada de reforço reforçada (espessura do metal é de 0,3-0,55 mm).

Os tamanhos padrão oferecidos são 16-32 mm, polímero utilizado – PEX, grau de reticulação das ligações moleculares do polietileno – 70%, rugosidade superficial – 0,0015 mm

Decodificação da marcação de produção

A marcação contém informações básicas sobre as características e finalidade da tubulação. A sequência de valores pode diferir entre diferentes fabricantes.

Designações padrão:

• nome da empresa fabricante;
• padrão de produção, número do certificado;
• tipo de materiais utilizados;
• dimensões nominais;
• pressão máxima admissível;
• meio adequado para transporte;
• condições adicionais de operação (temperatura).

No final, são exibidos o número do lote, turno e data de fabricação.

Ao montar a tubulação, é desejável deixar a superfície do tubo com a marcação visível. No futuro, as informações sobre o material podem ser necessárias.

Particularidades da instalação de tubulações metaloplásticas

A montagem da tubulação com tubos metalopolímeros é realizada com conexões moldadas de três tipos: desmontáveis, de compressão, conexões de pressão. Para realizar as conexões por compressão, são necessários alicates de pressão, que permitem formar uma junta completamente hermética.

A conexão de tubos usando conexões de pressão é feita da seguinte forma:

Além das conexões tradicionais por compressão, no trabalho com tubos metaloplásticos é utilizada outra tecnologia e tipo de conexões, chamadas deslizantes. Para formar uma junta hermética neste caso, além dos alicates de pressão, também é utilizado um expansor, aplicado para expandir o flange. Este método é usado para montagem de sistemas instalados em contrapiso ou em canaletas.

Prensar a luva deslizante no tubo alargado instalado no bocal permite obter uma conexão estanque, mas para uma montagem única nem sempre é viável adquirir todas as ferramentas.

A conexão destacável (de grampo) consiste em um corpo, um anel de compressão aberto e uma junta de borracha. Para conexão com eletrodomésticos, é fornecida uma rosca.

Ordem de montagem:

1. Marque o local de instalação do conector e corte o tubo.
2. Coloque a porca e o anel de aperto no tubo.
3. Instale o conector e aperte a porca.
4. Verifique a vedação da junção.

O conector de compressão é considerado semi-destacável. Para montar a tubulação usando este tipo de conector, são necessárias poucas ferramentas, apenas um par de chaves inglesas:

As conexões são fáceis de montar:

1. Alinhar o tubo no local de fixação em um intervalo de 10 cm.
2. Cortar o tubo retamente.
3. Processar as extremidades, colocar a porca e o anel.
4. Revestir a haste com selante e inseri-la no tubo.
5. Apertar a porca de capa.

A conexão mais confiável em montagem de tubulações de metaloplástico é alcançada com o uso de conexões de pressão. O método é ideal para instalação de distribuições ocultas de comunicações. Para a montagem da tubulação, serão necessárias uma máquina de pressão, um calibrador e um cortador de tubos.

Primeiro, a peça deve ser calibrada, remover o chanfro e colocar a luva. Inserir a conexão, prender a luva com o alicate de pressão e apertar firmemente. A conexão de pressão pode ser usada apenas uma vez.

Com valiosas dicas sobre como realizar a pressurização de tubos de metaloplástico, o próximo artigo lhe apresentará, no qual todos os detalhes de montagem são minuciosamente abordados.

Conclusões e vídeo útil sobre o tema

Comparação da resistência de tubulações de metaloplástico e polipropileno à alta pressão:

Vídeo educativo sobre a instalação passo a passo de uma tubulação de metalopolímero usando conexões de pressão:

Os tubos de metaloplástico – uma simbiose das vantagens de ambos os materiais. A estrutura combinada amplia o campo de aplicação dos produtos de metalopolímero em sistemas de engenharia de comunicações de diversos objetos de construção. Argumentos sólidos a favor: durabilidade e preço acessível.

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