São diversas as variáveis no tocante à escolha de tubos, tudo direcionado à sua aplicação dentro da indústria.
Dentre as diversas característica, os tubos podem ser:
-
Rígidos ou flexíveis;
-
Com ou sem costura;
-
Redondos ou prismáticos;
-
Metálicos, de plástico ou de termofixo;
-
Extrudados, trefilados, trepanados ou centrifugados.
Já a fabricação dos tubos metálicos depende de diversos processos, não sendo necessária a realização de todos eles (ou de mais de um) como:
-
Trefilação;
-
Extrusão;
-
Rolagem;
-
Centrifugação;
-
Trepanação.
A maioria destes processos resulta em tubos sem costura, o que significa maior coesão mecânica, menos rebarbas e maior tolerância a pressão.
Dentre os tubos metálicos, um dos mais comuns é o do Tubo aço carbono.
A tecnologia de fabricação do aço Carbono tornou-se conhecida para a humanidade há cerca de 3000 anos. O Ferro, base da liga de aço carbono, é o quarto elemento mais comum no planeta.
Por apresentar um potencial de oxidação muito baixo, não pode ser encontrado na forma metálica na natureza, mas como óxidos ferroso e férrico, ou seja, ferrugem, dentro do minério.
A técnica de fabricação do Ferro consiste em reduzi-lo por meio do aquecimento em presença de carvão, a temperaturas superiores a 1200°C, em dispositivos denominados altos fornos. O que resulta dos fornos é uma liga, o aço Carbono.
Tubos
Os processos usuais para a fabricação de tubos de aço são a trefilação e a extrusão. Processos iguais na concepção, se diferenciam pelo fato de a extrusão utilizar a compressão do metal enquanto a trefilação resulta por tração, se aproveitando da ductilidade dos metais.
Nos dois casos, o metal passa por matriz de perfil, resultando em um tubo alongado, enquanto assume o formato do perfil da matriz pela qual foi forçado.
No caso de se produzir tubos, o bloco original, geralmente cilíndrico, traz usinado ao longo do eixo longitudinal, um canal, seguindo assim vazado para o processo. Um ressalto na matriz promove o alargamento desse canal, originando o tubo propriamente dito.
Oxidação
O aço Carbono pouco ou nada difere do Ferro no quesito oxidação: reage rapidamente com água, vapor de água em suspensão na atmosfera e com diversos compostos químicos.
Uma das soluções para minimizar a oxidação foi a zincagem. O processo de zincagem a fogo, do aço Carbono, foi descoberto no final do século XVIII. O Zinco possui potencial de oxidação bastante superior ao do aço Carbono e, ao encapsular este último, protege contra os ataques químicos.
Já para produzir o Tubo de aço galvanizado, a tecnologia da aplicação eletrolítica só apareceu no início do século XIX e recebeu o nome de galvanização em homenagem a Luigi Galvani, biólogo italiano que descobriu que os impulsos nervosos nos animais são de fato correntes elétricas.
O tubo galvanizado assim obtido fica encapsulado em Zinco, protegido contra oxidação de baixo potencial.
Outros processos de produção de Tubo sem costura origina os chamados tubos mecânicos. Um desses processos é a moldagem centrifugada, que traz a vantagem de dispensar ajustes dimensionais após a solidificação e proporcionar elevado grau de centragem entre a curvatura externa e a interna.
O outro processo de fabricação de tubos mecânicos consiste em injetar uma barra cilíndrica maciça, para depois usinar a passagem tubular. Este processo é bem mais trabalhoso que o anterior, gerando mais sucata e é mais indicado para lotes pequenos.
Adequação
Evidentemente, a qualidade do aço Carbono deve ser compatível com a pressurização a que ela será submetido.
Esse dimensionamento só chegou a ser devidamente dominado em meados do século XIX. Naquela época, a Real Marinha Britânica estava com um problema singular: vários dos canhões de uso naval vinham rachando como resultado do uso.
O problema foi entregue aos cuidados do engenheiro Henry Bessemer, que descobriu que, conforme o teor de Carbono, a liga podia resultar macia e maleável, ou rígida e quebradiça.
Bessemer descobriu também como controlar esses teores, pela injeção de Oxigênio durante a redução no alto forno. Ao identificar a liga ideal para uso da Marinha, Bessemer encerrou a pendência, o que lhe valeu o título de Cavaleiro do Reino.
O processo por ele desenvolvido permaneceu em uso até a década de 1960.
A primeira extrusora foi inventada em 1845, usada para extrudar borracha, com a qual foram isolados os fios elétricos, aplicados na época em transmissões telegráficas.
O processo se mostrou eficiente também com metais e hoje ocupa um lugar importante na produção de tubos metálicos, de termoplástico e de termofixo.