Como funcionam as conexões de pressão de cobre? Um guia completo para conexões de imprensa

Pergunte a qualquer pessoa que tenha uma ferramenta de prensar na van por que parou de soldar tudo, e você normalmente ouvirá uma versão da mesma resposta: a junta é rápida, está seca e pode ser repetida. Os acessórios de prensagem de cobre passaram de uma alternativa de nicho para uma forma convencional de unir tubos de cobre, cobrindo linhas de água doméstica, circuitos de aquecimento, tubulações de gás e linhas de refrigerante dentro de sistemas de ar condicionado.

O princípio é simples. Em vez de derreter o metal de adição na junta, um encaixe de pressão usa uma crimpagem mecânica e um anel de vedação elastomérico comprimido para criar uma vedação permanente e estanque. O tubo entra na conexão, uma mandíbula o envolve e a ferramenta fecha essa mandíbula para encaixar a conexão no tubo. Essa é a ideia. O que acontece durante esses poucos segundos é o que separa uma junta que dura décadas daquela que chora atrás de uma parede acabada.

O que há dentro de uma prensa de cobre

Corte um encaixe de pressão ao meio e você encontrará quatro zonas de trabalho, cada uma com uma tarefa separada a fazer.

• O corpo da conexão, normalmente de cobre forjado ou liga de cobre, formado para corresponder a um diâmetro externo específico do tubo. Ele carrega a pressão e deve ser dimensionalmente preciso para o tubo para o qual foi projetado.
• A ranhura do O-ring, um recesso interno que mantém o elemento de vedação em uma posição fixa para que ele não possa rolar para fora do lugar enquanto o tubo é empurrado para dentro.
• O contorno da prensa, a seção além do anel que a mandíbula deforma. Seu formato, geralmente um perfil em V ou M, decide como o cobre flui durante a prensagem.
• O batente de inserção ou marca de profundidade, um ressalto interno que informa ao instalador que o tubo está totalmente encaixado. Isso é mais importante do que a maioria das pessoas espera.

O elemento de vedação é normalmente EPDM para água potável e aquecimento, HNBR onde é necessária resistência a refrigerante ou gás, e FKM para aplicações em temperaturas mais altas. Não é uma junta no sentido tradicional. É um elastômero capturado que é comprimido, nunca cortado, quando a junta é pressionada.

Vale a pena conhecer um detalhe do projeto: a maioria dos acessórios de pressão são construídos de forma que uma junta não prensada vaze. Isso é deliberado. Se uma conexão for perdida, o teste de pressão a detectará antes que o drywall suba.

Como uma junta de imprensa é realmente feita

A ferramenta faz a parte difícil, mas tudo antes e depois da impressão decide o resultado.

1. Corte o tubo em esquadro com um cortador rotativo ou uma serra de dentes finos. Um corte em ângulo pode deixar o tubo aquém do batente de inserção.
2. Rebarbe e alargue a borda interna e externa para que nenhuma borda afiada marque o anel de vedação ao entrar.
3. Verifique se o O-ring está assentado corretamente em sua ranhura e livre de areia, óleo de corte ou limalhas de metal.
4. Marque a profundidade de inserção no tubo com um medidor de profundidade ou marcador.
5. Empurre o tubo na conexão com uma leve torção até que a marca encontre a boca da conexão.
6. Coloque a mandíbula correta, compatível com o sistema de encaixe e tamanho, e pressione até que a ferramenta complete seu ciclo, normalmente alguns segundos com uma ferramenta a bateria.
7. Verifique a junta: o ciclo da ferramenta foi completo, a mandíbula ficou quadrada, a marca de profundidade ainda está alinhada e não há distorção óbvia.

Por que a junta permanece sob pressão

A mandíbula de prensagem não aperta simplesmente a conexão ao redor do tubo. Ele força o cobre da conexão e do tubo além do seu ponto de escoamento de forma controlada e localizada. O metal flui a frio no contorno da mandíbula, de modo que o encaixe e a parede do tubo se prendem em um ajuste de interferência que permanece sob carga elástica permanente. Muitas vezes você pode ver uma linha tênue de testemunha na parte externa da conexão posteriormente. Esse é o material que confirma que a deformação ocorreu.

O O-ring fica dentro dessa zona deformada, comprimido entre o diâmetro externo do tubo e a ranhura da conexão. Ele nunca enfrenta sozinho toda a pressão da linha. A crimpagem mecânica suporta a carga e o elastômero só precisa preencher a micro-lacuna entre duas superfícies metálicas. Essa divisão de trabalho é a razão pela qual as juntas de pressão são classificadas para as mesmas pressões de trabalho que as juntas soldadas e são aceitas em tantos códigos hidráulicos e mecânicos.

Perfis, elementos de vedação e o tubo no qual você pressiona

Perfis de prensa e ferramentas

Diferentes sistemas utilizam diferentes contornos de mandíbula e diferentes geometrias de encaixe. Uma mandíbula com perfil em V cria uma ondulação estreita e profunda, enquanto um perfil em M produz uma ondulação mais larga e rasa. Acessórios compactos para espaços apertados possuem uma seção de prensagem mais curta. A única regra que não pode ser violada: a mandíbula, a conexão e a ferramenta devem vir do mesmo sistema. Uma mandíbula que não corresponda ao perfil deforma a conexão no lugar errado e o O-ring nunca é comprimido adequadamente. As ferramentas de prensagem também precisam de calibração periódica, porque uma ferramenta que não atinge mais a força total continua produzindo juntas que parecem perfeitas e falham mais tarde.

O tubo é metade da junta

Os sistemas de prensagem exigem muito do próprio tubo. A tolerância do diâmetro externo, a consistência da espessura da parede, a redondeza e a limpeza da superfície alteram o comportamento do cobre sob a mandíbula. O tubo estirado resiste à deformação e mantém bem o formato de crimpagem, enquanto o tubo totalmente recozido é mais fácil de dobrar, mas mais sensível à deformação excessiva. Para linhas de água, os tubos tipo L e tipo M são escolhas comuns. Para refrigeração, o tubo de grau ACR com interior limpo e desidratado é a norma, porque o elemento de vedação e a química do refrigerante têm que coexistir durante anos sem reagir.

Acessórios de prensa em comparação com soldagem e brasagem

Todos os três métodos produzem uma junta confiável quando executados corretamente. Eles simplesmente trocam forças diferentes, e a escolha certa depende da linha, do ambiente e da tripulação.

As compensações são reais. Uma ferramenta de prensagem e um conjunto completo de mandíbulas são um investimento sério, e o elastômero estabelece um limite de temperatura que uma junta soldada não possui. Soldagem e brasagem ainda vencem em trabalhos com vapor de alta temperatura e onde quer que uma tocha já seja a única opção prática.

Água e refrigerante não são o mesmo trabalho de imprensa

Os sistemas de prensa hidráulica vedam linhas de água potável e aquecimento com elementos EPDM, a pressões moderadas e temperaturas previsíveis. Os sistemas de prensagem de refrigerante usados ​​em unidades divididas e tubulações VRF utilizam elementos HNBR e diferentes dimensões de conexão, e geralmente precisam de uma seção de prensa mais profunda porque as pressões operacionais e a vibração são mais altas. O tubo também muda: deve chegar limpo, redondo e seco, com as tampas deixadas até o momento da montagem.

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Para circuitos de refrigeração, o requisito muda para limpeza e consistência dimensional, porque uma junta de pressão em uma linha de refrigerante tem que sobreviver a ciclos de pressão, vibração e anos de contato com o elemento de vedação.

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Erros que causam vazamentos após a imprensa

• Usando uma mandíbula ou encaixe de um sistema diferente, para que a crimpagem fique fora do contorno pretendido.
• Pressionar antes que o tubo esteja totalmente assentado, o que deixa o O-ring parcialmente fora de sua ranhura.
• Ignorando a rebarbação, deixando uma borda afiada raspar o elastômero na inserção.
• Pressionar uma junta molhada ou suja, especialmente onde o O-ring pegou areia.
• Prensar novamente uma junta que já foi cravada ou tentar reutilizar um encaixe cortado de uma linha antiga.
• Operando uma ferramenta não calibrada que não desenvolve mais força de fechamento total.

O que isso significa quando você está comprando tubo

Uma junta de pressão é um sistema, e o tubo é a metade desse sistema que você compra por tonelada e não por caixa. A tolerância do diâmetro externo, a consistência da parede, a têmpera e a limpeza interna decidem quantas juntas passam no teste de pressão na primeira vez e quantas precisam ser cortadas e refeitas.

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