Fusão de sela versus Tê de redução fabricado: métodos, equipamentos e melhores aplicações

O que é a fusão da parede lateral (ou sela)?

A fusão por sela é um processo de fusão térmica por placa quente que solda uma conexão em forma de sela na lateral de um tubo de PEAD existente. Ao contrário da fusão de topo, que une as extremidades dos tubos em linha reta, ou da fusão de encaixe, que une um espigão a um encaixe, a fusão por sela funde a base da conexão transversalmente à parede do tubo. Os termos fusão por sela e fusão lateral descrevem o mesmo processo.

A conexão de sela fornece a saída da derivação, e o tubo da derivação é então unido a essa saída por fusão de topo, fusão de encaixe ou um encaixe moldado integralmente. As conexões de sela comuns incluem selas de serviço, selas de derivação, tês de derivação e tês de punção. Como o processo funciona na parte externa do tubo, ele é frequentemente usado para adicionar uma conexão a uma tubulação principal já instalada sem cortar a linha. Uma máquina de fusão de sela dedicada segura o tubo principal, aplica uma placa de aquecimento equipada com faces adaptadoras côncavas e une a sela e o tubo sob força controlada.

O que é uma T de redução fabricada?

Uma tê de redução fabricada é uma conexão de derivação produzida em oficina através do corte e fusão de seções de tubos de PEAD, em vez de moldagem por injeção. A fabricação normalmente começa com o corpo principal do tubo; um pedaço de derivação com o diâmetro necessário é cortado em um perfil de sela, ou encaixe, que corresponde ao diâmetro externo do tubo principal, e então fundido ao tubo principal no ângulo necessário.

A fabricação é realizada em uma máquina de fabricação de conexões que segura as seções de tubos, controla o alinhamento e aplica o calor e a força de fusão necessários para cada solda. O resultado é uma conexão em T personalizada, cujo diâmetro, diâmetro da derivação e ângulo da derivação podem ser especificados para atender às necessidades do projeto. Conexões em T de redução conectam uma derivação menor a uma tubulação principal maior, enquanto conexões em T iguais unem tubos do mesmo diâmetro. Como a soldagem da conexão em T é realizada em um ambiente controlado, as dimensões, o alinhamento e a qualidade do cordão de solda podem ser verificados antes que a conexão saia da fábrica.

Conexão de ramificação em campo versus fabricação em oficina

A diferença fundamental reside no local onde a solda crítica é realizada. A fusão em sela é um processo de campo executado na tubulação principal, seja em uma vala, em uma conexão ou ao longo de uma linha existente. As tês redutoras fabricadas são soldadas em uma oficina e, em seguida, transportadas para o local, onde são unidas à tubulação por fusão de topo em ambas as extremidades.

A soldagem por fusão em campo minimiza a escavação e mantém a tubulação principal intacta, sendo por isso comum para conexões de serviço e ramais menores. A fabricação em oficina transfere as soldas críticas para um ambiente limpo e com temperatura controlada, sendo preferida quando um ramal precisa ser posicionado com precisão, é maior do que um suporte de soldagem pode suportar com segurança ou se repete diversas vezes. Nenhum dos métodos é universalmente melhor; eles resolvem diferentes problemas de acesso, tamanho e controle de qualidade.

Faces de aquecimento e força de fixação para fusão em sela

Dois elementos da máquina determinam a qualidade da fusão da sela: as faces de aquecimento e a força de fixação. As faces de aquecimento, também chamadas de placas adaptadoras, devem corresponder tanto ao diâmetro externo do tubo principal quanto à geometria da base da conexão de sela específica. Uma face dimensionada para um diâmetro externo de tubo incorreto ou um raio de sela inadequado produz contato irregular, fusão inconsistente e uma junta defeituosa. Como as conexões de sela variam de acordo com o fabricante, tamanho, tipo e contorno da base, a seleção da face de aquecimento depende desses detalhes; quando não for possível confirmá-los, a base da conexão deve ser medida diretamente antes da seleção da face.

A fixação mantém o tubo principal e a sela imóveis durante o aquecimento e a fusão. O tubo principal é fixado para resistir à força de fusão, e a sela é mantida na posição correta para que não se desloque ou incline à medida que as superfícies derretem. Uma fixação adequada e estável é um requisito básico. Os valores de temperatura e força não são universais: as temperaturas da interface de fusão do PE geralmente variam entre 200 e 230 °C, mas a configuração correta do aquecedor, o tempo de aquecimento, a força de fusão e o tempo de resfriamento devem ser obtidos na documentação do fabricante da conexão e da máquina para o tamanho específico do tubo e da sela, e não por meio de regras gerais.

Limites de tamanho para tubulação principal e tubulação de derivação

A fusão por sela é mais prática quando o ramal é menor que o tubo principal. À medida que o diâmetro do ramal aumenta em relação ao tubo principal, a base da sela se torna maior, a fixação e o alinhamento tornam-se mais exigentes e a junta é mais difícil de manter estável durante o resfriamento. Tês redutores fabricados ampliam o alcance prático: um ramal grande pode ser fundido a um tubo principal na oficina, onde o alinhamento e o suporte são mais fáceis de controlar. Para ramais muito grandes ou tês iguais de tamanho completo, a fabricação geralmente é a opção mais confiável.

As proporções máximas específicas entre o diâmetro da tubulação principal e o diâmetro do ramal dependem da linha de produtos da conexão e da capacidade da máquina. A faixa de fixação da máquina e o conjunto de faces de aquecimento disponíveis também estabelecem limites rígidos para a fusão da sela. Se o diâmetro externo da tubulação principal estiver fora do conjunto de faces disponível, ou se a sela não puder ser fixada com segurança, a fabricação é a alternativa. Esses limites devem ser confirmados com o fabricante da conexão e da máquina, em vez de serem presumidos.

Preparação da superfície e risco de contaminação

Ambos os métodos dependem de superfícies limpas e isentas de óxidos. Para a fusão por sela, a parede do tubo e a base da sela são raspadas ou limpas para remover a camada de oxidação, sujeira e umidade antes do aquecimento. A contaminação na interface impede a fusão das cadeias de polímero e é uma das principais causas de juntas fracas e propensas a vazamentos.

A soldagem por fusão em campo apresenta um risco de contaminação maior do que o trabalho em oficina: as valas expõem a tubulação à água, ao solo e às intempéries. A área de fusão deve estar seca e protegida, e a preparação deve ser feita imediatamente antes da soldagem. A fabricação em oficina reduz esse risco por meio de condições controladas, mas a mesma disciplina se aplica. A junta em resfriamento não deve ser movida ou tensionada até que esteja completamente solidificada. A lista de verificação abaixo se aplica a ambos os métodos:

• Raspe ou usine a parede do tubo para remover a camada de oxidação.
• Limpe a base do selim ou a face do toco do galho, removendo sujeira e graxa.
• Mantenha as superfícies preparadas secas e protegidas até o aquecimento.
• Confirme o alinhamento e a fixação antes de aplicar calor.
• Deixe a junta esfriar sem ser perturbada antes de manuseá-la.

Corte de raio em sela para galhos fabricados

Quando uma derivação é fabricada em um tubo principal, o toco da derivação deve ser cortado para corresponder à curvatura da superfície externa do tubo principal. Se o raio de corte não corresponder ao diâmetro externo do tubo principal, ocorrerá uma folga ou contato irregular, e a fusão não poderá formar uma ligação contínua e de contato total. O corte preciso da derivação requer uma máquina dedicada ou um planejamento e usinagem cuidadosos do toco da derivação. Esta é uma das principais operações de oficina que diferencia uma derivação fabricada de forma confiável de uma com encaixe inadequado. Após o corte, as superfícies de contato são limpas e a derivação é fundida ao tubo principal por meio de fusão de topo, utilizando calor e força controlados.

Flexibilidade de produção, custo e repetibilidade

A fusão por sela é rápida e de baixo custo para conexões pontuais ou ramificações dispersas, pois não há necessidade de fabricar e enviar conexões personalizadas. Seu custo se resume principalmente à mão de obra em campo e ao tempo de máquina. As tês de redução fabricadas apresentam um custo inicial mais elevado devido ao material do tubo, à mão de obra de fabricação e aos equipamentos de oficina, mas oferecem geometria repetível em várias conexões idênticas e reduzem o tempo de soldagem em campo.

A repetibilidade é o fator decisivo em muitos projetos: uma peça em T fabricada com base em um gabarito ou procedimento comprovado reproduz as mesmas dimensões sempre, enquanto a fusão em sela no local depende mais da habilidade do operador e das condições do terreno. Quando um projeto exige muitas ramificações do mesmo tamanho e ângulo, a fabricação em oficina pode ser mais econômica no geral e proporciona um produto mais consistente.

Melhor opção por tipo de serviço

As especificações da concessionária de energia, as normas nacionais e os limites publicados pelo fabricante da conexão determinam qual método é permitido para uma determinada aplicação. Não substitua um pelo outro sem antes confirmar a aceitabilidade.

Tabela de Decisão

Perguntas frequentes

Qual a diferença entre fusão em sela e fusão lateral?

Trata-se do mesmo processo de placa quente; fusão lateral é simplesmente outro nome para fusão em sela, referindo-se à fusão de uma conexão na parede lateral do tubo.

A fusão por sela pode ser usada para conexões de ramificações grandes?

É mais adequado para ramificações menores que a tubulação principal. À medida que a ramificação cresce em relação à tubulação principal, uma conexão em T de redução fabricada sob medida torna-se a opção mais confiável.

Por que a escolha da face do aquecedor é tão importante?

A face do adaptador deve corresponder tanto ao diâmetro externo do tubo principal quanto ao raio da base da sela. Uma incompatibilidade causa fusão irregular e uma junta frágil e inconsistente.

Uma junta em T de redução fabricada é mais resistente do que uma junta de fusão em sela?

Ambos os métodos formam juntas de polietileno fundidas e homogêneas. A qualidade da junta depende da preparação da superfície, do alinhamento e dos parâmetros de fusão corretos, e não do método em si.

Como escolher entre os dois métodos?

Antes de tomar uma decisão, avalie a relação entre o tamanho das ramificações e da tubulação principal, o acesso ao local, o controle de contaminação, o número de ramificações idênticas necessárias e as especificações vigentes.

Principais conclusões

• A soldagem por fusão lateral (em sela) consiste na fixação de uma conexão de derivação a um tubo principal em campo; uma tê redutora fabricada é construída em oficina e fundida à tubulação.
• As faces de aquecimento devem corresponder ao diâmetro externo do tubo principal e ao raio da base do suporte, e a fixação deve manter ambas as partes firmes durante a fusão.
• A preparação da superfície e o controle da contaminação são mais importantes do que o próprio método.
• A fusão por sela favorece ramificações menores e acesso em campo; a fabricação favorece ramificações maiores, geometria personalizada e repetibilidade.
• Sempre utilize os valores de temperatura de fusão, força e resfriamento fornecidos pelo fabricante da conexão e da máquina, e não suposições gerais.

Referências

• Visão geral do equipamento de fusão lateral Sidewinder da McElroy (mcelroy.com/fusion/sidewinderov.htm)
• NyPipe — Fusão de parede lateral em PEAD (nypipe.com/product/sidewall-fusion/)