Pontos-chave
Selecionar tubos em ligas de cobre (CuNi 90/10, 70/30) e ligas de níquel, tubos aletados e placas tubulares exige atenção a normas (ASTM/ASME), condições de operação (marinha, química, HVAC), tipo de aleta (L/G/embedded) e tolerâncias de fabricação.
Nesta guia: critérios técnicos, aplicações, erros a evitar e uma checklist prática para solicitar um orçamento profissional.
Por que escolher ligas de cobre e ligas de níquel para trocadores de calor
As ligas cobre-níquel (CuNi) e diversas ligas à base de níquel tornaram-se padrão em trocadores de calor, condensadores, dessalinizadores, oil & gas e plantas químicas, pois combinam excelente resistência à corrosão, estabilidade térmica, condutividade e durabilidade em ambientes severos (água do mar, salmouras, fluidos agressivos, ciclos térmicos intensos).
Em especial, os graus CuNi 90/10 (C70600) e CuNi 70/30 (C71500) são amplamente utilizados em aplicações marítimas e industriais, enquanto ligas à base de níquel (p. ex. N04400, N08800) são escolhidas quando há necessidade de altas temperaturas e resistência à oxidação.
Resultado: maior vida útil do feixe tubular, redução de paradas de planta e TCO otimizado.
Como definir a especificação: normas, tolerâncias e qualidade
Uma especificação bem detalhada acelera o fornecimento e reduz riscos de não conformidade. A seguir, os elementos essenciais a definir.
Normas e composições
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Normas de referência: ASTM / ASME (ex.: ASTM B111 para CuNi sem costura; ASTM B466/B467 para outras combinações), além de equivalências EN/DIN quando solicitadas em edital.
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Composição da liga: indicar a família (CuNi 90/10, 70/30; níquel-cobre; Fe-Ni-Cr etc.) e os códigos UNS quando aplicáveis (ex.: C70600, C71500, N04400, N08800).
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Condição de fornecimento: trefilado, recozido, soldado/sem solda, U-bend, comprimentos SRL/DRL ou sob medida.
Dimensões e tolerâncias
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OD/WT e tolerâncias conforme norma ou especificação do cliente.
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Retoque e ovalização para garantir montagem adequada na placa tubular.
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Rugosidade interna quando relevante para troca térmica e perda de carga.
Testes e certificações
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Ensaios mecânicos e não destrutivos (NDT): Eddy Current, hidrostatic, PMI.
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Certificados: EN 10204 3.1/3.2 se necessário, rastreabilidade heat/lot, marcação.
Tubos aletados: quando utilizar e qual tipo escolher
Tubos aletados aumentam a área de troca térmica, melhorando o desempenho de condensadores, resfriadores, sistemas HVAC e unidades de recuperação.
Tipos de aletas mais comuns
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L-fin (aleta enrolada em L): custo competitivo, boa aderência para aplicações padrão.
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G-fin (aleta encaixada): maior integridade mecânica/térmica, ideal para ciclos severos.
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Embedded/knurled: aleta “incisa/embutida” no tubo, garantindo contato térmico superior.
Parâmetros essenciais: material das aletas (alumínio, cobre, cobre-níquel), altura e FPI (fins per inch), passo, comprimento aletado, tratamentos superficiais, limites de temperatura e ambiente.
Placas tubulares: materiais, usinagens e acoplamento com os tubos
A placa tubular é o núcleo do feixe: garante alinhamento, vedação e integridade mecânica.
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Materiais: Coerentes com fluido/ambiente: CuNi, ligas de níquel, aços ligados.
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Usinagens: Furação CNC de alta precisão, chanfrados/bevel, ranhuras, layout dos furos (triangular, quadrado), tolerâncias de pitch e paralelismo.
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Acoplamento tubo-placa: Expansão, rolagem ou soldagem TIG/laser conforme especificação; controle de deformações e leak test.
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Setores e aplicações: como escolher a liga adequada
Ambiente marinho e dessalinização
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Preferir CuNi 90/10 pela boa resistência a biofouling e água salobra.
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Avaliar 70/30 para condições mais agressivas ou altas velocidades de fluxo.
Erros a evitar: subestimar erosão/cavitação em entradas e curvas U-bend.
Oil & gas e indústria química
Na presença de H₂S, cloretos ou altas temperaturas, considerar ligas à base de níquel (ex.: N04400, N08800) pela resistência à corrosão/oxidação.
HVAC e refrigeração
Tubos de cobre ou CuNi com aletamento otimizado para maximizar a troca térmica e reduzir peso e volume; atenção à condensação e aos tratamentos anticorrosivos das aletas.