É difícil definir a origem exata do tubo. Não está excluído que em tempos pré-históricos, troncos ocos de árvores eram usados para transportar água. Embora não sejam classificados como tubos, o uso durou até 1788 para trazer a salmoura de Salins-les-Bains para as Salinas Reais de Arc-et-Senans por meio de um oleoduto de salmoura ( tubo duplo de abeto de 21 km).
No antigo Egito, tubos de cobre eram usados para transportar água potável. Um exemplo, tirado do templo do Rei Sa-Hu-Re ad Abusir, que data de 2750 AC. aproximadamente, é mantido no Museu Nacional de Berlim. O tubo é obtido agrafando uma fina folha de cobre, de forma a obter um diâmetro de 75 mm. A tubulação (cerca de 100 m de comprimento) é composta por uma série desses tubos.
Na época romana , os canos de chumbo eram comumente usados para levar água para as cidades e até mesmo para o interior das casas. Os romanos também usavam tubos de terracota interligados uns com os outros e selados com argamassa para água quente ou tubos de vapor.
O principal uso é para transportar fluidos. As características geométricas do tubo o caracterizam como uma estrutura leve com alto momento de inércia , portanto particularmente adequada para aplicações estruturais, especialmente colunas sujeitas a flambagem , colunas leves, pernas metálicas de cadeiras, estruturas tubulares de instalações, máquinas, etc. andaimes, etc.
Devemos distinguir duas aplicações:
São definidos como tubos adequados para a transferência de fluidos sem dispersão e constituem a grande maioria dos tubos fabricados. Eles são de seção circular. Os tubos hidráulicos seguem padrões dimensionais precisos; o padrão comumente usado é ANSI B36, que estabelece os princípios de seu uso universal:
No uso anglo-saxão (e em geral na indústria do petróleo ) os diâmetros nominais (abreviados com a sigla NB , ou seja, Nominal Bore , nominal bore) são expressos em polegadas , enquanto no 'uso europeu são expressos em milímetros e designado pela sigla DN , ou seja, Diâmetro Nominal. Os valores do diâmetro externo são iguais e há uma correspondência (herdada de ANSI B36.10)
Os tubos são seções de forma cilíndrica que podem seguir diferentes dimensões e ter diferentes características dependendo das funções a que são chamados a cumprir. A escolha do tubo em um tubo leva em consideração:
Uma vez selecionados esses dois parâmetros, a escolha do tubo é determinada pelo diâmetro (dependendo do fluido transportado) e pela espessura (dependendo da pressão hidráulica).
Esses tubos, feitos de uma folha fina enrolada e montada por rebitagem ou grampeamento. Eles são usados para o transporte de gases a baixíssima pressão, canos de fumos, ventilação e aeração.
Existem vários modelos de tubos de aço que podem ser distinguidos de acordo com o fluido a transportar, a temperatura do fluido, a pressão e as características de utilização do tubo.
São tubos de aço sem liga facilmente usináveis (Fe 330). Podem ser lisos ou roscados, com rosca cônica ou cilíndrica. As dimensões do tubo variam de DN 10 a 150 e a pressão até PN 25.
Eles estão mais frequentemente ligados a outros componentes diretamente por soldagem ou por flanges soldados ou aparafusados com vedação.
Os DN (Diâmetros nominais) são diferentes dos diâmetros externos reais (OD) dos tubos. Existem diferentes espessuras “T” para o mesmo DN. O DN corresponde nas normas ASME (americanas) ao NPS ( Nominal Pipe Size ) expresso em polegadas. As diferentes espessuras são fornecidas pela norma europeia EN 10220 (aqui está um extrato onde espessuras baixas não foram incluídas e onde DNs maiores que 150 também não foram incluídos).
| DN | Polegada NPS |
OD mm |
T mm |
|---|---|---|---|
| 15 | ½ | 21,3 | 1.8; 2; 2,3; 2,6; 2,9; 3,2 ... |
| 20 | ¾ | 26,9 | 1.8; 2; 2,3; 2,6; 2,9; 3,2 ... |
| 25 | 1 | 33,7 | 1.8; 2; 2,3; 2,6; 2,9; 3,2 ... |
| 32 | 1 ¼ | 42,4 | 1.8; 2; 2,3; 2,6; 2,9; 3,2 ... |
| 40 | 1 ½ | 48,3 | 2,3; 2,6; 2,9; 3,2 ... |
| 50 | 2 | 60,3 | 2,6; 2,9; 3,2; 3,6; 4 ... |
| 65 | 2 ½ | 76,1 | 2,6; 2,9; 3,2; 3,6; 4 ... |
| 80 | 3 | 88,9 | 2,6; 2,9; 3,2; 3,6; 4 ... |
| 100 | 4 | 114,3 | 2,6; 2,9; 3,2; 3,6; 4 ... |
| 125 | 5 | 139,7 | 2,6; 2,9; 3,2; 3,6; 4 ... |
| 150 | 6 | 168,3 | 2,6; 2,9; 3,2; 3,6; 4; 4,5; 5; 5,4 ... |
| ... |
Tubos específicos, imersos em banhos de zinco , são utilizados caso se deseje evitar a oxidação do material que poderia causar poluição do fluido transportado. Amplamente utilizados na construção de tubulações de água, são facilmente conectados a outros elementos da instalação por uma conexão roscada ou soldados por brasagem .
São tubos de aço não ligado de qualidades geralmente utilizadas em trocadores de calor ou em fornos.
Esta categoria inclui tubos de aço carbono que geralmente são usados para transportar água, produtos de petróleo ou gás natural.
São tubos de liga de aço inoxidável adequados para trabalhar em condições críticas e, portanto, com fluidos que apresentam alta temperatura ou grande agressividade química.
São tubos feitos especialmente em cobre para apresentarem altas características de condutividade térmica e elétrica. São de tamanho médio-pequeno e, pelas suas características, são frequentemente utilizados em instalações termo-sanitárias, no aquecimento e no transporte de gás ou combustíveis. Esses tubos são encontrados no mercado em várias formas:
O mesmo formato dos tubos de cobre, mas muito menos usados porque são difíceis de trabalhar. O uso principal é para condensador ou feixes de tubos de aquecimento. Também para certas instalações sanitárias (sifão e evacuação de águas residuais).
São amplamente utilizados na indústria da construção para canos de água potável ou residual, na indústria química para o transporte de produtos corrosivos. Apesar de ser fácil de trabalhar, o chumbo está proibido por motivos de saúde pública.
Tubos de ferro fundido são, em geral, obtidos por centrifugação; processo que permite obter diâmetros constantes e espessuras regulares, melhorando a textura do metal (facilidade de usinagem).
Tubos de ferro cinzento ou ferro dúctil são comumente usados para dutos subterrâneos de água e gás. Esses tubos combinam as qualidades do ferro fundido para aço inoxidável e as do ferro para resistência. Eles oferecem grande segurança através de sua resistência ao golpe de aríete e choques externos. Tubos enterrados devem ser alcatroados a quente (realizada durante a fabricação) para melhorar sua resistência à corrosão.
Apresentam boa resistência à corrosão, mas apresentam peso superior por unidade de comprimento (a ser levado em consideração na escolha dos suportes). Suportam pressões de até PN 10 e, por suas características, são utilizados no transporte de água, derivados de petróleo ou gás natural, principalmente em tubulações subterrâneas.
Betão armado, destinado a tubos com diâmetro superior a 500 mm para o transporte de escoamento ou águas residuais. Para diâmetros muito grandes e alto fluxo, são usados tubos de concreto com núcleo de chapa de aço espesso.
São tubos cada vez mais utilizados graças às características de leveza, flexibilidade, resistência à corrosão, propriedades dielétricas. O limite desses tubos está no baixo valor de pressão e temperatura que podem suportar. Os materiais mais utilizados na produção desses tubos são:
Os tubos de PVC são amplamente utilizados em instalações sanitárias para a evacuação de águas residuais ou pluviais. A conexão é feita por intertravamento e colagem (cola ou selante de silicone).
Deve-se levar em consideração que estes tubos envelhecem se expostos ao sol. Pelas suas propriedades, são utilizados no transporte de água potável ou descarregada, líquidos alimentares, produtos químicos.
Os tubos de vidro são usados em aplicações especiais, por exemplo, para trabalhar com substâncias fortemente ácidas.
Os tubos podem ser diferenciados de acordo com o fluido transportado. Neste caso, é feita referência a cores distintas com base nas indicações da norma AFNOR NF X 08-100, para produzir marcações pintadas ou adesivas.
As indicações codificadas consistem em: