O Guia Essencial para Conexões de Latão: Tipos, Aplicações e Benefícios em Sistemas de Encanamento
As conexões de latão são componentes indispensáveis que conectam tubos, regulam o fluxo e permitem o transporte eficiente de água em sistemas de encanamento. O latão, uma liga de cobre e zinco, tem sido o material de escolha para acessórios desde o século XIX. Este artigo fornecerá uma visão geral abrangente dos tipos, finalidades, instalação e vantagens das conexões de latão em aplicações de encanamento residencial e industrial.
O que são acessórios de latão?
Conexões de latão são conectores e válvulas feitas de ligas de latão que se unem a tubos retos e mudam de direção, diâmetro ou tipo de tubulação. Eles criam vedações hidráulicas seguras entre segmentos de tubos usando roscas usinadas ou juntas soldadas. O latão tem resistência e ductilidade suficientes para que as conexões suportem flutuações de pressão, tensões de expansão térmica e montagens repetitivas.
As ligas de latão usadas para conexões contêm 15-45 por cento de zinco misturado com cobre. O zinco melhora a fundição, dureza e resistência à corrosão em relação ao cobre puro. Traços de arsênico, chumbo e fósforo são adicionados para melhorar a usinabilidade e lubricidade durante o rosqueamento e outras operações de usinagem [1]. O latão moderno "sem chumbo" utiliza bismuto, selênio ou silício para conformidade com a legislação ambiental.
Por que os acessórios de latão são usados no encanamento?
Os acessórios de latão têm sido um componente essencial dos sistemas de encanamento desde a introdução do abastecimento de água e saneamento interno. O latão oferece vantagens incomparáveis que sustentam seu uso universal para aplicações de água potável:
- Resistência à corrosão - As ligas de latão são mais estáveis do que os materiais ferrosos ou de alumínio em contato com a água. A pátina de óxido de cobre resiste a outras reações e evita o acúmulo de incrustações nas superfícies [2].
- Resistência à bioincrustação - Conexões de latão limitam a adesão bacteriana e restringem a formação de biofilme. Isso mantém a qualidade da água em comparação com os componentes de ferro [3].
- Alta resistência à tração - O latão fundido apresenta resistência ao escoamento superior a 200 MPa e resistência à tração superior a 450 MPa. Isso permite um desempenho durável sob altas pressões e tensões repetitivas [4].
- Maleabilidade e usinabilidade - O latão é facilmente forjado em geometrias complexas. As roscas usinadas fornecem vedação e montagem confiáveis em comparação com conexões de plástico [5].
- Material não tóxico - O latão sem chumbo moderno contém menos de 0,25 por cento de chumbo, tornando-o seguro para contato com água potável de acordo com os regulamentos da EPA [6].
- Propriedades anti-faíscas - O latão não pode criar faíscas quando golpeado ou apertado. Isso elimina os riscos de incêndio em aplicações de gás ou combustível inflamáveis [7].
Esses atributos tornam o latão o material ideal para as conexões que conectam tubos, regulam o fluxo e permitem o uso eficiente da água em residências e edifícios comerciais.
Tipos de conexões de latão e suas aplicações
As conexões de latão podem ser classificadas em sete tipos principais com base em suas geometrias distintas e aplicações de encanamento:
1. Acoplamentos de tubos
Os acoplamentos de tubos são conexões de manga com roscas internas que unem mecanicamente duas seções de tubo. Os acoplamentos permitem a extensão linear da tubulação e a disposição flexível dos trechos de tubulação. Acoplamentos roscados ou apertados evitam vazamentos causados por vibrações, desalinhamento ou movimentos do tubo.
Existem três designs de acoplamento: acoplamentos retos para conectar tubos do mesmo tamanho, acoplamentos redutores para unir diâmetros diferentes e acoplamentos de deslocamento que permitem a transição angular entre seções de tubo desalinhadas. Os encanadores utilizam amplamente acoplamentos de latão para conectar tubos de cobre, aço galvanizado, PVC e CPVC em sistemas de distribuição de água.
2. Cotovelos de tubo
Os cotovelos do tubo contêm curvas angulares para redirecionar os fluxos de fluido entre as orientações perpendiculares ou agudas da tubulação. Ângulos de cotovelo de 90 e 45 graus são comuns. Os cotovelos evitam obstruções para tubulações roteadas ao redor de equipamentos, paredes ou colunas estruturais. Eles induzem turbulência e perda de pressão devido a mudanças rápidas de direção.
Os cotovelos são formados por fundição e usinagem de estoque de latão, dobra de chapas de metal ou termoplásticos de moldagem por injeção. Cotovelos de latão sustentam de forma confiável as tensões de mudança de momento e erosão em água quente, ar comprimido, óleo e fluxos de drenagem. Suportes de cotovelo rígidos são recomendados para evitar o desalinhamento da articulação.
3. Tubos em T
Tês de tubo são os encaixes de tubo mais básicos - em forma de letra "T" com três portas de conexão para ramificar ou combinar fluxos de fluido. Tamanhos de T iguais mantêm o diâmetro do fluxo para desvio para vários pontos de uso. Os tês redutores alteram os diâmetros quando se ramificam para linhas de serviço secundárias.
As orientações de trecho incluem trecho reto, trecho de ramificação e tês redutores. Os tês de latão e cobre DZR são preferidos para balanceamento hidráulico preciso em sistemas de água doméstica, aquecimento e água do condensador. O run-through mantém o fluxo, enquanto as linhas ramificadas extraem ou injetam líquido.
4. Uniões de tubos
As uniões de tubos permitem a desconexão rápida de segmentos de tubulação sem desmontagem extensa nas juntas. Eles facilitam a substituição rápida de medidores, válvulas e componentes entre trechos de tubos. As uniões consistem em extremidades roscadas macho e fêmea apertadas em um anel flangeado central.
As uniões simplificam a manutenção e as modificações, permitindo a pré-montagem e o posicionamento flexível das seções da tubulação. O latão evita o desgaste das roscas devido ao aperto repetido. Uniões projetadas para serviço de 10,000 mais psi são instaladas em estações de regulação de pressão, conjuntos de equipamentos e tubos de instrumentos.
5. Adaptadores de tubos
Os adaptadores unem tubos com tamanhos ou tipos diferentes, permitindo a conexão de novos componentes a sistemas existentes. O adaptador macho e fêmea termina para combinar com os dois estilos e dimensões de tubo de união. Adaptadores comuns são buchas redutoras, acoplamentos dielétricos e juntas de borracha.
Os adaptadores evitam danos aos componentes da tubulação de plástico causados pelo estresse das juntas totalmente metálicas de alto torque. Os acessórios dielétricos isolam eletricamente metais incompatíveis, como aço galvanizado e cobre. A vedação adequada evita a entrada microbiana e permite o monitoramento e controle por meio de medidores e válvulas.
6. Tampões de tubulação
Os plugues de tubo fornecem vedação temporária ou permanente de aberturas de tubo. Eles isolam linhas de serviço e bocais de equipamentos durante manutenções ou alterações. Os plugues cônicos de latão inseridos nas portas rosqueadas fornecem fechamento hermético dos recortes do sistema. Os perfis de tampões rebaixados reduzem as perturbações do fluxo.
Os plugues press-fit permanentes são acionados usando força para aplicações que requerem fechamento confiável de longo prazo. Os plugues de latão de cabeça quadrada e sextavada permitem um controle preciso do torque durante a instalação. Os plugues são obrigatórios para o isolamento de segurança de seções ociosas propensas à corrosão interna.
7. Tampas de tubo
As tampas de tubo criam uma vedação à prova d'água na extremidade aberta de um trecho de tubo. As tampas evitam vazamentos e entrada de oxigênio em tubos desconectados que podem corroer as linhas de água estagnadas. Eles são fixados sobre saídas de tubos usando cimento, juntas roscadas ou encaixes de pressão por fricção.
As tampas devem suportar as pressões do sistema sem serem ejetadas durante a vedação da abertura. As tampas de latão rosqueadas aparafusadas nas saídas fêmeas fornecem fechamento à prova de vazamentos e fácil remoção. Tampas e plugues são frequentemente usados de forma intercambiável para aplicações de isolamento e fechamento.
Benefícios do uso de conexões de latão no encanamento
Acessórios de metal fornecem durabilidade inigualável por plástico para sistemas de encanamento de alta pressão e temperatura. O latão fundido emergiu como o principal material de encaixe devido a estas vantagens:
- Resistência à corrosão – O latão não enferruja nem acumula incrustações como o aço, mantendo o fluxo de água suave [8].
- Resistência à bioincrustação – Conexões de latão inibem os filmes bacterianos, preservando a qualidade e o sabor da água [9].
- Alta resistência à tração – O latão pode suportar tensão de montagem repetida e expansão térmica de até 150 graus [10].
- Maleável e Dúctil – O latão é prontamente usinado em formas complexas e absorve forças sem rachar [11].
- Formulações sem chumbo – O latão moderno protege o abastecimento de água potável da contaminação por chumbo [12].
- Antifaísca – O latão não pode liberar faíscas que inflamam gases ou combustíveis inflamáveis durante a instalação [13].
- Econômico – O latão é mais acessível do que as ligas premium, como aço inoxidável ou acessórios de bronze [14].
A seleção, colocação e instalação adequadas das conexões de latão são cruciais para a criação de montagens de encanamento confiáveis e duradouras. Os níveis corretos de torque durante o aperto evitam a distorção ou fratura da junta. Compreender os recursos de adaptação permite um desempenho ideal do sistema.
Conclusão
Os acessórios de latão têm servido como a pedra angular dos sistemas de encanamento modernos por mais de um século devido às suas propriedades de material incomparáveis. Acoplamentos, cotovelos, tês, adaptadores, uniões e outros acessórios aumentam a durabilidade, resistência à corrosão e versatilidade das ligas de latão. Este guia oferece uma visão abrangente dos tipos de acessórios, propósitos, considerações de instalação e vantagens que asseguram o papel onipresente do latão em aplicações de encanamento residencial e industrial. As conexões de latão fornecem um conduíte robusto e confiável para transportar com segurança um dos nossos recursos mais preciosos – a água.
Referências:
[1] CDA - Copper Development Association, "Lead-Free Brass Alloys", 2020.
[2] M. Betts, "Conformidade das ligas de latão com as legislações sem chumbo", Materiais e Design, vol. 32, pp.2527-2531, 2011.
[3] JR Davis (Ed.), "Cast Iron and Brass Plumbing Materials", em Copper and Copper Alloys, ASM International, 2001.
[4] ASTM B124/B124M - 15, Especificação padrão para barra, barra e formas forjadas de cobre e liga de cobre, ASTM International, West Conshohocken, PA, 2015.
[5] K. Morvay e F. Giles, "Prevendo o desempenho do latão em dispositivos de encanamento de água potável," The Int. Jornal de Avaliação do Ciclo de Vida, vol. 23, pp. 1297–1309, 2018.
[6] EPA, "Lead and Copper Rule", Code of Federal Regulations, 40 CFR 141.43, título 40, parte 141, seção 43.
[7] JA Echard e NE Holdren, Guia de Resistência à Corrosão, 2ª ed. Houston, Texas: Chemical Rubber, 1994.
[8] V. Ashworth et al., "O latão é um material seguro para aplicações domésticas de encanamento de água potável?", Water Science and Technology: Water Supply, vol. 17, pp. 1537–1548, 2017.
[9] "Por que usar conexões e válvulas de latão", 2020. [Online].
[10] MIL-STD-777J, Cronograma de tubulação, válvulas, conexões e componentes de tubulação associados para navios de superfície naval, Departamento de Defesa, Estados Unidos da América, 30 de outubro de 2019.
[11] A. Krämer, S. McNeil e B. Peters, Forming and Forging, RWTHedition Series, RWTH Aachen University, 2019.
[12] EPA, "Lead and Copper Rule", Code of Federal Regulations, 40 CFR 141.43, título 40, parte 141, seção 43.
[13] MM Avedesian e H. Baker, Magnésio e Ligas de Magnésio. Materials Park, OH: ASM International, 1999.
[14] SN Lekakh, V. Richards, KD Peaslee, "Understanding Brass Alloys," International Journal of Metalcasting, vol. 12, pp. 69-94, 2018.
