Por que o cobre é usado em trocadores de calor?

Os tubos de cobre são amplamente utilizados em trocadores de calor industriais devido à sua excelente condutividade térmica, resistência à corrosão, alta resistência mecânica e facilidade de fabricação.

As ligas de cobre e cobre-níquel garantem eficiência, durabilidade e baixo custo de manutenção em setores como geração de energia, sistemas marítimos, HVAC e indústrias de processo.

Em áreas como geração de energia, refino petroquímico, resfriamento marítimo e fabricação de sistemas HVAC, os trocadores de calor são componentes essenciais. Seu desempenho influencia diretamente a eficiência operacional, a vida útil dos equipamentos e os custos de operação das plantas industriais.

O cobre e suas ligas, como cobre-níquel e latão ao alumínio, continuam sendo os materiais preferidos para trocadores de calor industriais em todo o mundo. Sua combinação única de condutividade térmica, resistência à corrosão, força mecânica e facilidade de conformação o torna indispensável em ambientes exigentes e de alta performance.

Na Admiralty Industries, fornecemos tubos de cobre, latão ao alumínio e tubos de cobre-níquel projetados especialmente para condensadores, chillers, unidades de dessalinização e sistemas de resfriamento que operam sob condições térmicas e corrosivas severas.

É por isso que o cobre continua definindo o padrão de excelência em trocadores de calor industriais.

A principal função de um trocador de calor é transferir calor de forma eficiente. A condutividade térmica do cobre, em torno de 390 W/m·K, está entre as mais altas de todos os metais industriais, muito superior à do aço inoxidável ou do titânio.

Na prática, isso significa:

• Transferência de calor mais rápida entre os fluidos

• Trocadores de calor menores para a mesma capacidade

• Menor consumo de energia e maior eficiência do sistema

Em sistemas de alta demanda, como condensadores de refinaria ou trocadores de calor de usinas, os tubos de cobre permitem que os operadores alcancem a máxima transferência de calor em um espaço reduzido, mantendo os processos eficientes em energia e com menor custo operacional.

Os trocadores de calor industriais operam em condições severas, expostos à água do mar, salmouras, água de resfriamento clorada ou condensados de hidrocarbonetos. A resistência do cobre à corrosão, especialmente em suas ligas, garante confiabilidade por décadas de serviço contínuo, mesmo em ambientes altamente agressivos.

As ligas CuNi 90/10 e CuNi 70/30 são a base dos sistemas de resfriamento marítimos e offshore. Elas oferecem:

• Excelente resistência à corrosão geral e por pite em água do mar

• Resistência natural à incrustação biológica, reduzindo o crescimento marinho nos tubos

• Alta resistência à erosão em velocidades elevadas de fluxo

Para setores como construção naval, dessalinização e geração de energia costeira, os tubos de CuNi aumentam a vida útil de operação e reduzem as paradas não planejadas, fator essencial em ambientes onde o acesso à manutenção é limitado e o tempo de inatividade representa alto custo.

O latão com alumínio (C68700) é amplamente utilizado em usinas termelétricas e condensadores industriais. Sua película de óxido protetora resiste à corrosão por impacto e à dezincificação em sistemas de água salobra ou poluída.

Em condições com altas taxas de fluxo e variação na qualidade da água, o latão ao alumínio oferece o equilíbrio ideal entre custo, durabilidade e controle de corrosão que muitos operadores industriais procuram.

A composição de cada liga é ajustada ao ambiente de operação, e escolher a mais adequada é fundamental para garantir a longevidade dos trocadores de calor.

Os trocadores de calor industriais precisam suportar altas pressões internas, variações de temperatura e vibrações constantes. O cobre e suas ligas mantêm estabilidade dimensional e resistência à fadiga, além de oferecer excelente ductilidade para processos de fabricação.

Esse equilíbrio facilita etapas produtivas como:

• Curvamento em U e aletamento para serpentinas compactas

• Expansão dos tubos em chapas tubulares

• Brasagem e soldagem durante a montagem ou reparo

Para fabricantes e integradores (OEMs), isso se traduz em conformação mais simples, qualidade consistente e prazos de produção reduzidos, sem comprometer a integridade mecânica.

O custo do material é apenas uma parte da equação. Em instalações industriais, o custo total de ciclo de vida, que inclui fabricação, instalação e manutenção, é o que realmente define o retorno sobre o investimento a longo prazo.

As vantagens do cobre vão muito além do desempenho inicial:

• A facilidade de fabricação reduz o tempo de produção e o desgaste de ferramentas

• As uniões e retubagens simples minimizam o tempo de parada durante revisões

• A ampla disponibilidade global do material garante fornecimento confiável e prazos curtos de entrega

Esses fatores tornam os tubos de cobre uma solução economicamente eficiente tanto para novos trocadores de calor quanto para projetos de retrofit.

Geração de energia

Os tubos de cobre-níquel e de latão ao alumínio são essenciais em condensadores de vapor, sistemas de água de resfriamento e aquecedores de água de alimentação. Sua confiabilidade sob carga contínua garante eficiência operacional constante nas usinas termelétricas e nucleares.

Setor marítimo e offshore

Em condensadores de bordo, trocadores de óleo e sistemas de lastro, os tubos de CuNi resistem à corrosão causada pela água do mar e à incrustação biológica, garantindo durabilidade a longo prazo mesmo em condições marítimas agressivas.

Dessalinização e tratamento de água

As plantas de destilação por múltiplos estágios (MSF) e de osmose reversa (RO) utilizam tubos de cobre-níquel pela combinação de alta eficiência térmica e resistência à água do mar, fatores essenciais para manter a produção estável e reduzir a necessidade de manutenção.

HVAC e refrigeração

Bobinas comerciais de HVAC, chillers e evaporadores utilizam tubos de cobre aletados para maximizar a eficiência de transferência de calor em espaços compactos, melhorando a classificação energética e reduzindo a quantidade de fluido refrigerante necessária.

O melhor material para tubos depende de diversos parâmetros operacionais, como:

• Composição e velocidade do fluido de resfriamento

• Condições de temperatura e pressão

• Vida útil esperada e intervalos de manutenção

• Normas ambientais e padrões industriais (ASTM, ASME, MIL-T)

Na Admiralty Industries, nossa equipe de engenharia trabalha em estreita colaboração com OEMs, EPCs e operadores de plantas para selecionar a liga e a especificação de tubo ideais para cada projeto, equilibrando desempenho, custo e durabilidade.

Nossa linha de produtos inclui:

• Tubos de cobre (C12200)

• Tubos de latão com alumínio (C68700)

• Tubos de cobre-níquel (C70600 / CuNi 90-10, C71500 / CuNi 70-30)

Todos os tubos são fabricados de acordo com a norma ASTM B111/B111M, com rigoroso controle dimensional e testes não destrutivos (correntes parasitas, hidrostáticos ou pneumáticos), garantindo total confiabilidade em cada instalação.

De condensadores marítimos a circuitos de resfriamento de usinas, os tubos de cobre e cobre-níquel permanecem como a base para uma transferência de calor confiável. Sua eficiência, resistência à corrosão, força mecânica e facilidade de manutenção superam constantemente as alternativas em ambientes industriais reais.

Seja no projeto de novos equipamentos ou em planos de retubagem, a escolha da liga de cobre correta pode aumentar significativamente a vida útil do sistema e reduzir os custos operacionais.

Procurando tubos de cobre de alto desempenho para o seu próximo projeto de trocador de calor?

Entre em contato com a Admiralty Industries e solicite uma ficha técnica ou recomendação de liga personalizada conforme as condições de pressão, temperatura e fluido do seu sistema.