Alargamento de tubos: instruções passo a passo 2026 

Alargamento de chapas tubulares: instruções passo a passo 2026 para profissionais

Em 2026, os padrões de estanqueidade dos equipamentos de troca de calor atingiram níveis críticos, ealargamento de folha de tubonão é mais apenas uma operação mecânica - é agora um processo de alta precisão que determina a vida útil de toda a unidade. Nossa prática mostra que até 40% das paradas de emergência em refinarias de petróleo não estão associadas à corrosão do metal, mas a erros na instalação de tubos em chapas tubulares. Se você está procurando uma metodologia atualizada que atenda aos novos requisitos do GOST R 58901-2025 e aos padrões internacionais ASME Seção VIII, este artigo fornecerá um algoritmo claro de ações sem teoria desnecessária.

Não recontaremos livros didáticos sobre ciência dos materiais. Em vez disso, examinaremos casos reais em que a escolha incorreta da força de alargamento levou a vazamentos de fluidos caros a pressões acima de 16 MPa. Você aprenderá como calibrar uma ferramenta para uma liga específica, por que a automação de processos se tornou obrigatória este ano para grandes contratos e quais parâmetros precisam ser monitorados em cada etapa para aceitar o trabalho de um empreiteiro ou concluí-lo internamente.

Preparando o local de trabalho e as ferramentas: a base da qualidade

O sucesso da operação depende 70% do que acontece antes do acionamento da máquina de queima ser ligado. Em nossa prática, houve um caso em que um lote de 200 trocadores de calor foi rejeitado na fase de testes hidráulicos apenas por causa de uma película de óleo nas extremidades dos tubos, que não foi percebida durante a inspeção visual. A preparação da superfície não é uma formalidade, mas sim uma etapa crítica, ignorando-a que invalidará todos os esforços subsequentes.

Antes de iniciar os trabalhos, certifique-se de que possui os seguintes equipamentos e materiais que atendam às especificações do projeto:

• Acionamento de queima com controle de torque:Para tubos com diâmetro superior a 25 mm em 2026, o uso de furadeiras pneumáticas sem eletrônica é considerado uma violação das precauções de segurança e da disciplina tecnológica. É necessário um dispositivo com capacidade de programar a força máxima de desagregação.
• Mandris (mandris) feitos de liga dura:A geometria da peça de trabalho deve corresponder estritamente ao diâmetro interno do tubo com uma tolerância não superior a ±0,02 mm. O desgaste do mandril superior a 0,05 mm leva a compressão irregular e microfissuras.
• Padrões e calibres:Um conjunto de calibradores de folga para verificar a folga entre o tubo e a grade antes de iniciar o trabalho. A folga permitida é de 0,1 a 0,4 mm dependendo do tipo de conexão (forte ou estanque).
• Produtos de limpeza:Acetona técnica ou desengordurantes especializados para remover gorduras de conservação. Materiais abrasivos (lixa com grão mínimo P400) para limpeza de pontas de tubos e furos na grelha.
• Fluido de corte (refrigerante):Composição especial para reduzir o atrito durante a queima. O uso de óleo de motor é proibido, pois deixa depósitos de carbono em altas temperaturas de operação.

Preste atenção ao estado da própria lâmina tubular. Se houver vestígios de alargamento anterior (rasgos de metal, elipse de furos), a reinstalação dos tubos sem reparar o furo é impossível. Nesses casos, é necessário fazer um furo de diâmetro maior e instalar uma bucha de reparo, que é uma operação complexa separada que está além do escopo desta instrução.

Verifique se as marcações do tubo correspondem aos dados de projeto. Um erro na classe do aço (por exemplo, substituição de 08Х18Н10Т por 12Х18Н10Т) pode levar a consequências catastróficas ao trabalhar em ambientes agressivos. Confira os certificados de qualidade (Mill Test Certificate) junto com as notas fiscais. Nesta fase, também é determinada a necessidade de tratamento térmico dos tubos antes da instalação, caso sejam fornecidos no estado trabalhado a frio.

Algoritmo passo a passo para realizar a queima

O processo de alargamento de chapas tubulares requer uma sequência estrita de ações. Violar a ordem de operações, por exemplo, tentar limpar o tubo após instalá-lo no furo, inevitavelmente fará com que o abrasivo entre na zona de contato e rompa a vedação. Abaixo estão instruções detalhadas testadas em centenas de instalações industriais.

1. Preparação mecânica de superfícies de contato.
   Pegue o tubo e processe sua superfície externa em um comprimento que exceda a espessura da placa do tubo em pelo menos 15-20 mm de cada lado. Use uma roda flap ou um pincel especial até obter um brilho metálico. Realize uma operação semelhante com a superfície interna do furo na placa do tubo. A rugosidade da superfície deve estar dentro da faixa de Ra 3,2 – Ra 6,3 µm. Uma superfície muito lisa prejudica a adesão (efeito “deslizamento”), enquanto uma superfície muito áspera cria canais para vazamentos. Após a limpeza, desengordure imediatamente as superfícies com solvente. Não toque nas áreas preparadas com as mãos desprotegidas - a oleosidade da pele reduzirá a adesão.
   
   Erro comum:Os artesãos muitas vezes se esquecem de limpar a extremidade do tubo dentro do buraco. Rebarbas na extremidade podem danificar a superfície de vedação durante a soldagem subsequente ou criar turbulência no fluxo.
2. Verifique a montagem e medição das folgas.
   Insira o tubo no orifício da chapa do tubo sem usar qualquer força. O tubo deve caber livremente, mas sem folga perceptível. Usando um conjunto de calibradores de folga, meça a folga radial entre o tubo e a parede do furo em três pontos ao redor da circunferência. Anote os valores. De acordo com os padrões modernos, a folga total não deve exceder 0,4 mm para tubos com diâmetro de até 50 mm. Se a folga ultrapassar os valores permitidos, o tubo deverá ser substituído ou o furo enviado para reparo. Ignorar esta etapa leva ao fato de que durante o alargamento o tubo se deforma de maneira irregular, criando uma pressão unilateral na parede da grade, o que causa seu empenamento.
   
   Importante:Se o tubo estiver bem encaixado, não o martele em nenhuma circunstância. Isso levará à deformação local e danos à camada protetora de óxido.
3. Configurando a ferramenta de alargamento.
   Instale o mandril e os roletes apropriados no mandril de acionamento. Ajuste o limitador de profundidade de imersão de modo que a parte de trabalho dos rolos se estenda além da parede traseira da placa tubular em 2-3 mm, mas não toque nos elementos estruturais adjacentes. Defina o limite de torque na unidade de controle eletrônico. Para tubos de aço inoxidável 12X18N10T com diâmetro de 25x2,5 mm, o valor inicial do momento é geralmente 15-18 N m, mas o valor exato é selecionado experimentalmente usando uma amostra testemunha. Uma amostra testemunha é um pedaço de tubo e um fragmento de grade da mesma marca, sobre o qual são realizados testes de alargamento e posterior força destrutiva de arrancamento.
   
   Cuidado:Nunca comece a trabalhar em produtos básicos sem realizar um teste em uma amostra. As propriedades do metal podem diferir em diferentes fundidos.
4. Processo de queima (curso principal).
   Insira a ferramenta no tubo suavemente, sem solavancos. Ligue o drive em baixa velocidade (até 300 rpm). À medida que os rolos giram, eles começam a pressionar a parede do tubo, expandindo-o até entrar em contato com a parede do furo. Monitore as leituras do medidor de torque. Assim que o valor atingir o limite definido, o inversor deverá parar ou reverter automaticamente (dependendo do modelo). Controle visualmente o processo: o metal do tubo deve comprimir uniformemente a borda do orifício da grade, formando um pequeno filete (rolo) de 0,5-1,0 mm de altura. A ausência de um filete indica força insuficiente, e a extrusão excessiva de metal (“fungo”) indica alargamento excessivo, o que afina a parede do tubo e reduz sua resistência.
   
   Nuance:Ao alargar tubos longos (> 3 metros), recomenda-se a utilização de rolos de apoio ou apoios fixos para evitar excentricidade da extremidade livre do tubo, o que pode danificar os tubos adjacentes no feixe.
5. Recozimento e alívio de tensões (se necessário).
   Para componentes críticos que operam sob alta pressão ou sob cargas de temperatura cíclica, o recozimento local da área da junta pode ser necessário após o alargamento. Isto alivia as tensões residuais que surgem durante a deformação plástica do metal. A temperatura de recozimento depende do material: para aços carbono - 600-650°C, para aços inoxidáveis ​​austeníticos - 1050-1100°C com resfriamento rápido. Esta operação é realizada somente se estiver prevista na documentação de projeto e nas regulamentações tecnológicas. Na maioria dos casos padrão, esta etapa é ignorada para cargas estáticas.
   
   Risco:O superaquecimento da zona de queima pode levar à corrosão intergranular dos aços inoxidáveis. Observe rigorosamente as condições de tempo e temperatura.
6. Controle final e marcação.
   Após concluir o alargamento de cada tubo, faça uma inspeção visual da conexão. Verifique se há rachaduras, rebarbas e compressão irregular. Meça o diâmetro interno da parte alargada do tubo com um medidor de furo. Não deve diminuir mais de 5-8% do valor nominal para não criar resistência hidráulica ao fluxo do meio. Cada junta bem-sucedida deve ser marcada com tinta permanente ou um núcleo próximo à extremidade do tubo (sem danificar a própria junta) para garantir que os tubos não sejam retrabalhados ou perdidos no momento da aceitação. Os dados sobre o número de tubos alargados e configurações de ferramentas são registrados em um registro de qualidade.

Erros típicos ao alargar uma placa tubular e métodos para eliminá-los

Mesmo operadores experientes cometem erros que se tornam visíveis apenas na fase do hidroteste ou, pior, durante a operação. Uma análise das reclamações para 2025 revelou três causas principais de defeitos que podem ser evitadas seguindo regras simples.

Erro nº 1: Comprimento insuficiente da zona de queima.
Muitas vezes, os operadores param a ferramenta prematuramente, sem permitir que os rolos saiam completamente da área de contato com a grelha. Como resultado, forma-se uma zona cônica de adesão incompleta. Sob a pressão do meio, o tubo começa a funcionar como um pistão, afrouxando gradativamente a conexão.
Solução:Sempre use batentes mecânicos de profundidade na ferramenta. Verifique visualmente se a zona de deformação cobre toda a espessura da grelha mais 2-3 mm de margem.

Erro nº 2: Alargamento excessivo (deformação excessiva).
O desejo de fazer uma conexão “há séculos” leva ao fato de o operador aumentar o torque além do normal. A parede do tubo torna-se mais fina, o limite de escoamento do metal é excedido e aparecem microfissuras. Ao vibrar, esse tubo explode ao longo de seu eixo.
Solução:Siga rigorosamente o mapa tecnológico. Execute testes de tração. A força de ruptura deve ser superior à pressão média com fator de segurança de 3,0, mas o tubo em si não deve apresentar danos visíveis.

Erro nº 3: ignorar a ovalidade dos furos.
Em trocadores de calor antigos ou quando novas grades são mal feitas, os furos podem ser elípticos. Quando alargado, um tubo redondo em um orifício oval é pressionado apenas em dois pontos (ao longo do eixo menor da elipse), deixando lacunas nas laterais.
Solução:Antes de instalar os tubos, certifique-se de inspecionar os furos. Se houver uma ovalização superior a 0,2 mm, o furo deve ser perfurado até um tamanho de reparo ou soldado com posterior perfuração.

Especificações de trabalhar com diversos materiais em 2026

A indústria moderna utiliza uma ampla variedade de ligas e não existe uma abordagem única para a queima. O que funciona para o aço normal é desastroso para os aços de titânio ou duplex. É por isso que empresas fabricantes comoWuxi Kaisheng Energia Elétrica e Equipamento Petroquímico Co., Ltd., preste atenção especial à seleção de materiais para condições operacionais específicas. Especializada no projeto e fabricação de equipamentos de troca de calor para as indústrias de refino de petróleo, química e dessalinização de água do mar, a empresa concluiu com sucesso projetos usando ligas complexas, incluindo trocadores de calor de casco e tubo de titânio, feixes de tubos de latão marítimo C46400, ligas de cobre-níquel C70600 e ligas de níquel N06625. A sua experiência confirma: o conhecimento das especificidades do material é a chave para a durabilidade da montagem.

Aços inoxidáveis (AISI 304, 316, 12Х18Н10Т):
Esses materiais são propensos ao endurecimento por trabalho. Ao alargar, a camada superficial é endurecida, o que aumenta a dureza, mas reduz a ductilidade. É importante não exceder o grau de deformação em mais de 6-8%. O uso dos refrigerantes corretos é fundamental para evitar que os rolos emperrem (aderam) ao tubo. Recomenda-se a utilização de rolos com superfície de carboneto de tungstênio polida. Os produtos de aço inoxidável 321 e 316 com certificação ASME e PED são amplamente utilizados em trocadores de calor de alta pressão onde a precisão do alargamento é crítica.

Ligas de titânio (VT1-0, Grau 2):
O titânio tem um alto coeficiente de atrito e tendência a rasgar. A queima de titânio requer ferramentas especiais com um ângulo de conicidade aumentado e um regime de lubrificação especial. A velocidade de rotação deve ser mínima (não mais que 150 rpm). O uso de lubrificantes contendo cloro é estritamente proibido, pois eles causam corrosão sob tensão no titânio. Após a queima dos tubos de titânio, é obrigatório verificar a ausência de fragilização por hidrogênio. As soluções de titânio dos principais fabricantes oferecem alta resistência à corrosão em ambientes agressivos, como a água do mar.

Cobre e latão:
Metais não ferrosos macios requerem manuseio cuidadoso. Eles são facilmente deformados, portanto a força de alargamento deve ser significativamente menor do que a do aço. O principal problema é a fluência do metal. Com o tempo, o tubo de cobre pode “vazar” sob pressão constante, enfraquecendo a conexão. Para compensar este efeito, muitas vezes é usada uma conexão combinada: alargamento + flangeamento ou alargamento + soldagem. Os feixes de tubos corrugados de aço inoxidável e latão oferecidos por fornecedores especializados geralmente usam essas técnicas combinadas para melhorar a confiabilidade.

Controle de qualidade e aceitação do trabalho

A conclusão da parte mecânica da obra não significa o fim do processo. Em 2026, os requisitos de documentação e comprovação de qualidade tornaram-se mais rigorosos. O cliente tem o direito de exigir um pacote completo de relatórios confirmando a conformidade com a tecnologia.

O principal método de testes não destrutivos éteste pneumático. O espaço entre tubos é preenchido com ar sob pressão que excede a pressão de trabalho em 10-15%, e os tubos permanecem abertos ou cheios de água. Bolhas de ar saindo das extremidades dos tubos indicam claramente a localização do vazamento. Este método é mais sensível que o hidráulico e permite detectar microfissuras.

Para unidades particularmente críticas é usadoteste ultrassônico (UT)zonas de queima. Sensores especiais permitem avaliar a estanqueidade do tubo à parede do furo ao longo de todo o comprimento do contato. No entanto, este método é caro e requer um operador altamente qualificado, por isso é usado de forma seletiva (geralmente 5-10% do número total de tubos).

A força de extração também é medida em amostras testemunhas. A amostra é feita com os mesmos materiais e utilizando a mesma tecnologia do produto principal. É destruído por meio de uma máquina de resistência à tração, registrando a força máxima. Se o resultado estiver abaixo do padrão (geralmente calculado como o produto da área de contato e a resistência ao cisalhamento do material), todo o lote estará sujeito a rejeição ou alargamento de controle adicional.

Todos os resultados dos testes são inseridos no passaporte do produto. A ausência da assinatura do engenheiro de controle de qualidade responsável torna o documento inválido. Lembre-se: em caso de acidente, esses documentos serão os primeiros pedidos da comissão de investigação.

Automação e novas tecnologias

O mercado de equipamentos de queima em 2026 oferece soluções que reduzem ao mínimo o erro humano. Acionamentos elétricos controlados por microprocessador permitem armazenar até 50 programas para diferentes tipos de tubos. O operador seleciona um programa, a própria ferramenta entra no modo, realiza o alargamento e retorna.

Alguns sistemas avançados são equipados com sensores que constroem um gráfico “Torque - Ângulo de Rotação” em tempo real. Ao analisar a forma desta curva, o sistema pode determinar o início da deformação plástica, o momento de contacto com a parede e o momento em que a força última é atingida. Isto permite a adaptação a pequenas variações na dureza metálica de cada tubo específico.

A implementação de tais sistemas compensa reduzindo o percentual de defeitos e aumentando a velocidade de instalação. Se o método manual permite a queima de alta qualidade de 30 a 40 tubos por turno, o complexo semiautomático lida com 150 a 200 tubos com qualidade garantida. Para grandes projectos de construção de refinarias ou centrais nucleares, este é um indicador crítico.

Perguntas frequentes

Qual é a distância mínima permitida entre o tubo e a grelha?

A folga ideal é de 0,1–0,2 mm. Uma folga inferior a 0,1 mm dificulta a montagem e pode causar arranhões durante a instalação. Uma folga superior a 0,4 mm requer deformação excessiva do tubo para preencher o vazio, o que leva ao adelgaçamento da parede e à redução da resistência da junta. Se a folga ultrapassar a norma, é necessário utilizar tubos de maior diâmetro ou reparar os furos da grade.

É possível realizar queima em temperaturas abaixo de zero?

O trabalho em temperaturas abaixo de -20°C é proibido para aços carbono devido ao risco de fragilidade pelo frio. Para aços inoxidáveis ​​o limite é de -40°C. Porém, o principal problema não é a fragilidade, mas sim a alteração das propriedades do lubrificante e a condensação da umidade, que congela instantaneamente na área de contato, simulando a presença de sujeira. Se o trabalho for inevitável, é necessário organizar um circuito quente ou utilizar o aquecimento da área de instalação até +5°C.

Como distinguir visualmente uma queima de alta qualidade de uma defeituosa?

Uma conexão de alta qualidade possui um filete uniforme (rolo) em todo o perímetro da entrada do tubo na grade com altura de 0,5-1 mm. A superfície metálica é lisa, sem rachaduras ou rasgos. Não deve haver ondulações ou dobras fortes dentro do tubo (ao examinar a extremidade). Uma ligação defeituosa é caracterizada pela ausência de filete, presença de sulcos profundos de rolos, fissuras ou adelgaçamento excessivo da parede (efeito “copo de vinho”).

É necessário lubrificar o tubo antes do alargamento?

Sim, o uso de lubrificante é obrigatório. Reduz o coeficiente de atrito entre os rolos e o tubo, bem como entre o tubo e a parede do furo. Isso garante uma distribuição uniforme da força e evita arranhões. Porém, o lubrificante deve ser aplicado em camada fina apenas na área de trabalho. É inaceitável que o lubrificante entre em áreas de soldagem futura - isso causará poros na costura. Após a queima, qualquer lubrificante remanescente deve ser removido antes da soldagem.

O que fazer se o tubo girar no furo após a queima?

Isto é um sinal de força de alargamento insuficiente ou de superfícies sujas. Uma tentativa de alargar ainda mais esse tubo no local geralmente leva à sua destruição. A única solução correta é perfurar o tubo, limpar o furo, verificar sua geometria e instalar um novo tubo. A operação do dispositivo com um tubo girado é inaceitável, pois a transferência de calor e a estanqueidade são prejudicadas.

Conclusão e recomendações

O alargamento de chapas tubulares é um processo em que a precisão é mais importante que a resistência. Em 2026, quando o custo do tempo de inatividade do equipamento chega a milhões de rublos por dia, economizar em ferramentas de qualidade ou pessoal qualificado parece uma falsa economia. Seguir as instruções passo a passo, verificar as folgas e utilizar equipamentos certificados garantirá a estanqueidade do seu trocador de calor durante toda a sua vida útil.

Lembre-se de que mesmo o alargamento perfeito não salvará a estrutura se os materiais errados forem inicialmente selecionados ou se forem cometidos erros no projeto da unidade. Sempre verifique as versões mais recentes do GOST e dos padrões da indústria. Se você se deparar com casos difíceis, como alargamento em grades de paredes finas ou trabalho com ligas exóticas (titânio, aços duplex, ligas de cobre-níquel), não se arrisque - entre em contato com os especialistas. Empresas comoWuxi Kaisheng LLC, fornecendo soluções personalizadas e equipamentos estáveis em uma variedade de ligas para clientes em todo o mundo, podem ser parceiros confiáveis para garantir a qualidade de seus projetos.

Para receber aconselhamento sobre a seleção de equipamentos de queima, solicitar amostras de teste ou realizar uma auditoria da sua tecnologia de instalação,entre em contato conosco hoje. Nossos engenheiros estão prontos para ajudar a otimizar seu processo de produção e evitar erros dispendiosos.

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