Qual é a causa mais comum de vazamento em acessórios de compressão? Aperto excessivo

Uma junta de compressão entre dois comprimentos de tubo de cobre está chorando. Você já cortou a noz uma vez; o gotejamento parou por alguns minutos e depois voltou. Você apertou com mais força e começou a vazar mais rápido. Essa sequência, apertar, vazar, apertar novamente, vazar pior, está próxima da assinatura do livro didático de falha no encaixe de compressão e aponta diretamente para a causa mais comum no comércio: a porca foi apertada além do ponto onde o ferrolho pode se recuperar.

Essa é a resposta direta. De todas as razões pelas quais uma conexão de compressão vaza, o aperto excessivo da porca está no topo da lista, à frente do corte inadequado do tubo, de uma ponteira invertida ou ausente, de um tubo que nunca atingiu o ressalto e da corrosão galvânica. Ele ganha o primeiro lugar por um motivo incômodo: é causado pelas mãos do próprio instalador e acontece justamente após o surgimento do vazamento que deveria curar. O que se segue explica por que mais torque destrói a vedação em vez de restaurá-la, como ler o dano depois que ele ocorreu e como realmente são o corte, a montagem e o aperto corretos.

Como um acessório de compressão realmente veda

Uma conexão de compressão possui três peças funcionais e nenhuma delas veda sua rosca. O corpo carrega um assento cônico em seu interior. A ponteira, às vezes chamada de anel de compressão, oliva ou manga, é um pequeno anel de latão ou aço colocado entre a porca e o corpo. A porca aciona o ferrolho axialmente no cone.

À medida que a porca desce, a ponteira encontra o cone, é forçada radialmente para dentro e morde a parede externa do tubo. Essa mordida, um ajuste de interferência entre o ferrolho e o tubo, é o que retém a pressão. Não é o fio. A rosca tem exatamente uma função: manter a pré-carga axial entre o ferrolho e a sede. Nada mais.

O design faz com que o ferrolho ceda deliberadamente, mas apenas uma vez. Uma ponteira de latão deforma-se plasticamente durante a montagem e, uma vez feito isso, está essencialmente endurecida. O torque adicional nesse estágio não acrescenta nenhuma capacidade de vedação, porque a vedação já existe a partir do momento em que a mordida se forma. Tudo o que o torque extra faz é percorrer a ponteira, o tubo e o corpo cônico, empurrando cada um deles além do limite para o qual foram dimensionados.

Os designs de virola dupla dividem o trabalho: uma virola frontal prende e veda, uma virola traseira apoia e ajuda a absorver a vibração. Os projetos de ponteira única usam um componente para ambas as funções, o que os torna significativamente menos tolerantes ao aperto excessivo e, por esse motivo, mais propensos a vazamentos em instalações pesadas. De qualquer forma, há um teto e, além desse teto, a luminária começa a se danificar.

O que o aperto excessivo faz com o ferrolho

Depois que o ferrolho estiver assentado, o aperto adicional não terá nenhum lugar útil para ir, então ele é descarregado em várias direções ao mesmo tempo, e cada uma delas deixa danos permanentes para trás.

• A ponteira é esmagada radialmente. Sua borda interna rola e rachaduras finas podem se abrir ao longo da borda externa. Uma ponteira rachada ou enrolada não consegue manter uma força de fixação constante à medida que a pressão do sistema sobe e desce.
• O tubo é ranhurado. A parede fica mais fina na ranhura, criando um aumento de tensão. Sob pressão pulsante ou ciclo de congelamento e descongelamento, o tubo pode rachar dentro da conexão enquanto a ponteira permanece exatamente onde foi colocada.
• A conicidade do corpo é pontuada. Uma vez que o cone foi arrancado, a substituição da ponteira não faz nada, porque o assento contra o qual a nova ponteira morde foi alterado.
• As roscas da porca esticam ligeiramente. Ele mantém o torque na montagem, mas assim que o sistema é pressurizado, a pré-carga relaxa e a junta começa a chorar, embora ainda pareça apertada sob uma chave inglesa.

Esse último ponto é o que torna o aperto excessivo tão enganoso. A conexão pode parecer boa no dia em que for instalada e manter-se perfeitamente sob pressão estática por dias ou semanas antes de falhar, quando o ciclo térmico, a flutuação de pressão ou um único golpe de aríete acabar com ela. Quando o instalador retorna e encontra a porca ainda apertada, a conclusão óbvia é que o problema está em outro lugar, então a chave sai novamente ou todo o conjunto é substituído por algo mais caro. Nenhuma das ações aborda a causa real.

Vazamento de acessórios de compressão: causas classificadas

A tabela abaixo classifica os motivos pelos quais as juntas de compressão vazam de acordo com a frequência com que aparecem em trabalhos de reparo reais. A linha superior é o que um instalador deve verificar primeiro em qualquer junta com vazamento; quanto mais abaixo na lista, menos provável será a explicação.

Lendo as evidências: está apertando demais?

Você raramente tem o luxo de peças novas, então o diagnóstico se resume ao que você pode ver quando a junta está aberta. O aperto excessivo deixa uma impressão digital distinta se você souber onde procurar.

• A mordida da ponteira. Uma ponteira corretamente assentada deixa um anel limpo e estreito no tubo com pouco mais ao redor. Uma ponteira esmagada apresenta uma faixa larga e brilhante, uma borda interna enrolada e, às vezes, finas rachaduras radiais.
• A ranhura no tubo. Se uma unha ficar presa na ranhura, ela é muito profunda. Uma mordida saudável marca a superfície sem afinar a parede de forma mensurável.
• A noz. Segure-o contra a luz e verifique se há rachaduras circunferenciais no furo. Uma porca quebrada ultrapassou seu próprio limite elástico e deve ser substituída.
• O local do vazamento. O vazamento entre a porca e o tubo significa que a ponteira nunca agarrou ou que o tubo ficou curto no ressalto. O vazamento entre a porca e o corpo significa que o cone foi danificado ou que o ferrolho está virado para o lado errado.
• O momento. Um vazamento na primeira pressurização é quase sempre uma falha de montagem. Um vazamento que aparece meses depois aponta mais para vibração, ciclo térmico, corrosão ou tensão na tubulação.

Mais um hábito de campo que vale a pena manter: escove água com sabão ou um fluido comercial de detecção de vazamento ao redor da junta e pressurize. As bolhas de um escoamento lento surgem muito mais cedo do que uma poça sob a conexão.

Como instalar um acessório de compressão para que não vaze

A sequência não é complicada, mas cada passo deve ser executado corretamente.

1. Corte o tubo com um cortador de tubos, não com uma serra. O corte deve ser perpendicular ao eixo. Rebarbas na extremidade do tubo, especialmente no interior, manterão a face de vedação aberta.
2. Rebarbe a borda interna e externa. Não chanfrar demais: um chanfro interno pesado reduz a superfície que o ferrolho deve morder.
3. Marque a profundidade de inserção no tubo com um marcador. Meça primeiro em relação ao corpo da conexão. Se o tubo parar curto, a ponteira assenta muito para a frente e o comprimento de vedação é inadequado.
4. Deslize a porca e depois a ponteira no tubo na ordem e orientação corretas. Uma única ponteira tem uma direção definida, com a face cônica voltada para o corpo. Instalado ao contrário, não vedará e danificará o cone.
5. Empurre o tubo totalmente para dentro e aperte a porca com a mão até parar.
6. Usando duas chaves, uma para segurar o corpo e outra na porca, aperte o número de voltas especificado. Para conexões de compressão de latão, isso normalmente leva de um quarto a meia volta após o aperto manual. Os projetos de aço inoxidável e de ponteira dupla toleram mais, geralmente três quartos a uma volta e um quarto, e os dados do fabricante têm precedência.
7. Pressurize e verifique com fluido de detecção de vazamento. Se observar bolhas, despressurize e retire a junta. Não adicione simplesmente mais torque, o que apenas agrava os danos.

A regra do quarto de volta parece adivinhação e muitas vezes é ensinada dessa forma, mas tem uma base física: é aproximadamente o ângulo necessário para levar uma ponteira do contato até a mordida, e é um substituto do torque em vez de um número exato. Acessórios de latão pequenos, de até cerca de um quarto de polegada, geralmente vedam dentro de um quarto de volta após o aperto manual, enquanto tamanhos maiores podem precisar de mais perto de meia volta. A espessura da parede e a dureza do material mudam o número, e é por isso que o número publicado pelo fabricante supera qualquer regra prática. Se você estiver trabalhando com uma chave de torque, use a tabela de torque do fornecedor em vez de inventar um valor. Qualquer pessoa que monte um lote misto de juntas ou documente um procedimento para uma oficina se beneficia das descrições padronizadas de tipos de acessórios de compressão e como cada um é instalado .

Quando não está apertando demais: vibração, ciclagem térmica e corrosão

Nem toda junta chorosa remonta a uma mão pesada em uma chave inglesa. Existe um segundo grupo de modos de falha, menos comuns, mas reais, e geralmente aparecem meses ou anos após a instalação, e não no dia do comissionamento.

A vibração funciona em uma conexão de duas maneiras ao mesmo tempo. Ele recua gradativamente a porca, reduzindo a pré-carga, e desgasta o contato entre o ferrolho e o tubo, desgastando o metal que estava fazendo a vedação. O resultado é um vazamento lento que aparece no lado do equipamento de um trecho de tubulação, próximo a um compressor, bomba, motor ou unidade de energia hidráulica, enquanto as juntas no meio do trecho permanecem secas. Apoiar o tubo de forma que a conexão não suporte nenhuma carga de vibração geralmente o estabiliza.

A ciclagem térmica funciona por meio de expansão e contração repetidas. O latão se expande aproximadamente pela metade do que o aço, e é por isso que as juntas de materiais mistos mudam a pré-carga toda vez que o sistema atinge a temperatura. Depois de alguns milhares de ciclos, a ponteira não segura mais o tubo com a mesma força que segurava quando foi instalado. Um vazamento que aparece apenas quando o sistema está quente e para quando esfria é o ciclo térmico se anunciando.

A corrosão galvânica é lenta e silenciosa. Onde uma conexão de latão é rosqueada em um componente de alumínio ou aço inoxidável e há umidade, a diferença de potencial entre os dois metais aciona uma pequena corrente que consome o menos nobre. Você vê depósitos brancos ou verdes, corrosão e uma lacuna que se abre na face de vedação. A solução não é simplesmente uma nova adaptação; sem isolamento ou troca de material, a substituição ocorrerá da mesma forma.

A pulsação de pressão e o golpe de aríete ficam ao lado deles. Um surto transitório pode empurrar brevemente a pressão do sistema para várias vezes o valor de trabalho constante, e cada surto carrega o ferrolho um pouco além do ponto em que foi ajustado. Eventualmente dá.

Material, padrão e tolerância: as variáveis que você não consegue ver

A confiabilidade de uma conexão de compressão é decidida muito antes de alguém pegar uma chave inglesa. O latão é o padrão para a maioria das juntas porque é usinado de forma limpa, resiste ao ataque em água potável e deforma-se de forma previsível ao vedar. Acessórios hidráulicos de aço inoxidável lidam com meios agressivos e temperaturas mais altas, mas exigem mais força para vedar e são correspondentemente menos indulgentes com uma montagem pesada. O alumínio é o mais macio dos três e deforma-se mais facilmente sob torque.

O padrão de thread é a segunda variável invisível e a mais frequentemente confundida no campo. As roscas BSPP, NPT e métricas parecem semelhantes e muitas vezes começam uma na outra, mas suas formas são diferentes e não vedam juntas. Force uma incompatibilidade e a porca emperra após algumas voltas ou desce completamente sem vedar. Verifique a marcação no corpo com a rosca da porta antes de montar qualquer coisa.

A tolerância é a terceira variável e a menos intuitiva. O diâmetro externo do tubo, o diâmetro interno da ponteira e o ângulo do cone carregam, cada um, uma faixa de tolerância e os três se acumulam. Uma ponteira no topo de sua tolerância de furo em um tubo na parte inferior de sua tolerância de diâmetro leva visivelmente mais giros para vedar; a combinação inversa pode morder muito profundamente quase imediatamente. Quanto mais apertadas um fabricante segurar essas bandas durante a usinagem, maior será a faixa de voltas de aperto que ainda produz uma junta sólida no campo. É por isso que dois acessórios construídos de acordo com o mesmo desenho podem se comportar de maneira completamente diferente na mão. Para conexões de compressão de latão, essa disciplina dimensional e superficial é o que separa uma peça que veda na primeira vez daquela que vaza na terceira tentativa.

Reparar ou Substituir: Uma Regra de Decisão Prática

Depois que a junta estiver aberta, você terá alguns segundos para decidir se deseja reparar ou substituir, e a decisão depende quase inteiramente da condição do tubo e da ponteira, e não de quanto tempo você tem.

• Se o tubo apresentar apenas uma marca superficial e o ferrolho não estiver rachado nem deformado, a remontagem com a contagem de voltas correta geralmente recuperará a junta.
• Se a ranhura no tubo for profunda o suficiente para prender uma unha, corte a seção, corte novamente a extremidade e comece de novo. Remendar uma parede estreita é como um choro se torna uma explosão.
• Se a ponteira estiver rachada, enrolada ou visivelmente distorcida, substitua-a. Uma ponteira fixa não pode ser recolocada e não aguenta uma segunda mordida.
• Se o cone do corpo estiver riscado, substitua toda a conexão. O cone é a superfície de referência e sem ele nenhuma ponteira vedará adequadamente.
• Se a mesma junta vazar duas vezes após duas instalações corretas, substitua-a. Uma terceira tentativa raramente termina de forma diferente e custa mais mão de obra do que a peça.

Um hábito vale mais do que qualquer uma dessas regras: nunca cure um vazamento na junta de compressão apertando-a ainda mais. Despressurize, abra-o e veja o que a ponteira e a extremidade do tubo estão realmente lhe dizendo. O aperto é uma etapa de montagem e não um método de reparo.

O que procurar ao adquirir acessórios de compressão

Ao comprar acessórios de compressão, a folha de especificações é apenas o ponto de partida. A ponteira é onde as perguntas devem ir. Pergunte de que material ele é feito, como é tratado termicamente, se é que é tratado termicamente, se provém do mesmo lote de produção que o corpo e como suas dimensões são verificadas. Uma ponteira cujo furo tem uma fração de largura se tornará, nas mãos de um instalador, uma conexão que vaza repetidamente, e nenhum gerente de compras pode prever qual será a junta. A oficina lembra.

Para sistemas de freio a ar de veículos comerciais destinados à América do Norte, insista em acessórios com a marcação DOT. Os produtos de freio a ar construídos de acordo com os requisitos do Departamento de Transportes e carimbados de acordo fornecem uma linha de base rastreável e, em um circuito de frenagem, uma junta com vazamento é uma questão de segurança e não um incômodo de manutenção. A mesma disciplina se aplica aos tubos de freio de cobre: ​​corpos de latão sólidos, ponteiras corretamente formadas, acabamento final consistente.

A consistência do lote é mais importante do que a qualidade de uma única amostra. Os primeiros cem acessórios podem ser bem montados; o quinto milésimo somente será válido se as dimensões e o acabamento superficial forem verificados lote por lote e os relatórios de teste puderem ser produzidos mediante solicitação. Do lado da compra, essa consistência é comprada e não esperada. Um fornecedor que possa fornecer relatórios dimensionais e de materiais por lote e que envie uma quantidade de teste para que seus próprios instaladores possam verificar a sensação de aperto em um trecho de tubulação real, economiza seis meses de reclamações no local. Uma política de nenhuma quantidade mínima de pedido é útil precisamente aqui: não para que você possa comprar aos poucos, mas para que a oficina possa montar a junta antes que o pedido em grandes quantidades seja feito.

Então, qual é a causa mais comum de vazamento nas conexões de compressão? É a porca virada longe demais. Esse único erro é responsável por mais juntas lacrimejantes do que qualquer outra causa combinada, e é singularmente frustrante porque é autoinfligido e muitas vezes ocorre após o vazamento que deveria corrigir. Uma ponteira esmagada, um tubo ranhurado e um cone marcado são suas assinaturas, e são reconhecíveis em segundos, uma vez que a junta é aberta. Vibração, ciclagem térmica, corrosão e uma incompatibilidade de padrão de rosca são todos importantes, mas eles são o segundo nível, as explicações que você busca quando o aperto excessivo foi descartado.

O remédio não é glamoroso. Corte o tubo em esquadro, rebarbe-o, marque a profundidade de inserção, oriente a ponteira corretamente, abaixe a porca com a mão e aplique as voltas especificadas. Pressurize, verifique a junta com água e sabão e, se ainda chorar, desmonte-a em vez de aplicar mais força. Um acessório de compressão é uma boa vedação. É barato, pode ser refeito e exerce muita pressão. Ele só tem uma má reputação porque é quase impossível resistir ao instinto de dar mais uma volta.