Qual é o processo de fundição? Um guia para fundições de tubos

Qual é o processo de fundição? Uma resposta direta

Fundição é o processo de fabricação de vazamento de metal fundido em uma cavidade do molde com o formato da peça final, permitindo que ele esfrie e solidifique antes de removê-lo do molde. É um dos métodos de usinagem de metal mais antigos ainda em amplo uso industrial e continua sendo a principal forma de produção de peças fundidas de tubos, uma vez que a fundição permite que formas complexas, ocas e com classificação de pressão sejam formadas em uma única etapa, em vez de usinadas a partir de material sólido.

Este artigo percorre cada etapa do processo de seleção de elenco em ordem e depois se concentra especificamente em como fundições de tubos são fabricados, inspecionados e especificados para aplicações industriais e municipais.

O processo de fundição, passo a passo

Embora as técnicas específicas variem, quase todos os processos de fundição seguem a mesma sequência central, desde o design do padrão até a peça acabada:

1. Criação de padrão — uma réplica da peça final, normalmente feita de madeira, metal ou plástico e ligeiramente superdimensionada para compensar o encolhimento do metal durante o resfriamento
2. Fabricação de moldes - empacotar areia, cerâmica ou uma matriz de metal permanente ao redor do padrão para formar a cavidade que receberá o metal fundido
3. Fusão - aquecimento do metal, normalmente ferro, aço ou liga de alumínio, em um forno a temperaturas entre 1.200°C e 1.600°C dependendo da liga
4. Derramamento - transferência de metal fundido para a cavidade do molde através de um sistema de canal projetado para controlar o fluxo e minimizar a turbulência
5. Resfriamento e solidificação — permitindo que o metal esfrie a uma taxa controlada, uma vez que a velocidade de resfriamento afeta diretamente a estrutura do grão e a resistência final
6. Shakeout e acabamento – remoção do material do molde, corte de portas e risers e limpeza da superfície por meio de esmerilhamento ou jateamento
7. Inspeção – verificação da precisão dimensional, integridade interna e propriedades mecânicas antes da peça ser aprovada para uso

Métodos comuns de fundição usados para produção de tubos

Fundição Centrífuga

A fundição centrífuga é o método dominante para fundição de tubos, particularmente tubos de ferro dúctil. O metal fundido é derramado em um molde cilíndrico de rotação rápida e a força centrífuga empurra o metal para fora contra a parede do molde, formando uma parede de tubo densa e uniforme, enquanto impurezas e gases mais leves migram em direção ao furo central, onde são removidos.

Fundição em Areia

A fundição em areia é usada para acessórios de tubos, flanges e componentes de tubos de formato irregular que não atendem à simetria rotacional exigida pela fundição centrífuga. É um método flexível e de baixo custo, adequado para volumes de produção mais baixos e geometrias de encaixe complexas, como cotovelos e tês.

Por que a fundição é o método preferido para fabricação de tubos

A fundição produz tubos com espessura de parede uniforme e diâmetro interno consistente em uma única etapa de conformação, essencial para tubos que transportam água pressurizada, gás ou fluidos industriais. Tubo de ferro dúctil produzido por fundição centrífuga normalmente atinge resistência à tração de 420MPa ou superior, combinado com o alongamento necessário para resistir a fissuras sob o movimento do solo e picos de pressão – uma combinação difícil de alcançar economicamente com outros métodos de fabricação.

Materiais comuns para fundição de tubos

Controle de qualidade para peças fundidas de tubos

Como os tubos fundidos geralmente transportam fluidos pressurizados, os padrões de inspeção são mais rigorosos do que para muitos outros componentes fundidos. As verificações comuns incluem:

• Teste de pressão hidrostática , onde cada tubo é testado em pressões bem acima de sua pressão nominal de trabalho para confirmar que pode suportar condições de serviço sem vazamentos
• Medição da espessura da parede usando medidores ultrassônicos para confirmar a uniformidade em toda a circunferência
• Inspeção visual e por líquido penetrante para detectar rachaduras ou porosidade na superfície
• Análise da composição química para confirmar se a liga atende aos padrões especificados, como ASTM A536 para ferro dúctil

Escolhendo a fundição de tubo certa para um projeto

A seleção deve começar com a pressão operacional e o fluido sendo transportado: os sistemas municipais de água normalmente especificam tubo de ferro dúctil classificado como classe 350 ou superior , enquanto linhas industriais de vapor ou produtos químicos de alta pressão geralmente exigem aço fundido ou aço inoxidável para resistência e resistência à corrosão. As condições do solo também são importantes – a tubulação que passa por solo corrosivo ou altamente ácido deve incluir um invólucro de polietileno ou revestimento protetor, independentemente do material de base.

Os engenheiros que especificam peças fundidas de tubos também devem confirmar a certificação do fabricante de acordo com os padrões relevantes, uma vez que peças fundidas certificadas por terceiros passam por testes hidrostáticos e químicos consistentes que produtos autocertificados não podem, reduzindo o risco de falha prematura em aplicações de infraestrutura crítica.