Sistemas de tubagem PPH: Guia de seleção para aplicações químicas e industriais

Introdução

O PPH é a solução ideal para aplicações químicas a altas temperaturas e com produtos agressivos e a resposta errada para uma conduta de água fria enterrada — e esse simples facto resolve a maioria das discussões a que assistimos.

De qualquer forma, os compradores continuam a confundir as coisas. O PPH (homopolímero de polipropileno) tem um aspeto semelhante ao do PVC, funde-se como o PPR e situa-se numa faixa de preços semelhante, pelo que é tratado como uma alternativa direta para uma tubagem de PVC já existente. Mas não é. O PPH resiste a funcionamento contínuo a cerca de 95 °C e ignora as reações químicas que destruiriam o PVC no espaço de uma época — para depois falhar redondamente onde o PVC tem décadas de comprovada eficácia em condições reais.

O que é, na verdade, o PPH — e em que difere do PPR e do PVC

PPH significa homopolímero de polipropileno, e tudo o resto decorre dessa expressão. Homopolímero significa que a cadeia é constituída exclusivamente por unidades de propileno, o que confere a máxima cristalinidade e rigidez. O PPR é o copolímero aleatório: o etileno está distribuído ao longo da cadeia, o que reduz a cristalinidade e torna a soldadura mais flexível. A norma ISO 15874 regula os sistemas de água quente e fria em PPR, e essa norma é citada por engano no contexto do PPH — não se aplica. No caso do PPH, as normas DIN 8077 e DIN 8078 abrangem as dimensões dos tubos e os níveis de pressão, sendo que os acessórios seguem, normalmente, a norma correspondente para acessórios de PP.

A comparação com o PVC é mais importante para a maioria dos projetistas. O PVC é clorado, barato, rígido e excelente para água fria e drenagem. A sua temperatura máxima de utilização, no entanto, situa-se em cerca de 60 °C, e é vulnerável a solventes e produtos químicos concentrados, ao contrário do PPH. Se o PPH for submetido à faixa de temperatura em que o PVC amolece, continua a funcionar, porque o O homopolímero mantém a sua forma até cerca de 95 °C em utilização contínua. O outro lado da moeda é o impacto: abaixo de cerca de 0 °C, o polipropileno torna-se frágil, e uma peça deixada num pátio de armazenamento de inverno pode rachar num ponto em que o PVC teria ricocheteado.

Eis a confusão com que nos deparamos constantemente. Uma fábrica indica “PPH” na requisição, o distribuidor substitui por «PPR» porque «ambos são de polipropileno» e ninguém se apercebe disso até que a soldadura comece a apresentar um comportamento diferente. Não são intercambiáveis. O PPR troca a rigidez e a margem de variação de temperatura por resistência e soldabilidade; o PPH faz o contrário.

A realidade da redução da potência em função da temperatura e da pressão

Consulte a curva de redução da capacidade nominal antes de determinar as dimensões de qualquer elemento. Os valores nominais de pressão dos tubos termoplásticos são indicados num Base de 25 anos a 20 °C (68 °F) — essa é a norma, e é o valor que os compradores têm em conta em primeiro lugar. A 20 °C, o valor parece generoso. Mas uma classificação a 20 °C nada diz sobre o comportamento a 80 °C, e uma linha de PPH que utilize produtos químicos a altas temperaturas a 80 °C pode suportar apenas uma fração da sua classificação a frio.

A redução da capacidade nominal não segue uma linha reta. A curva desce à medida que a temperatura aumenta — de forma acentuada a partir dos 60 °C — porque a resistência a longo prazo depende da fluência, e a fluência acelera com o calor. Se não tiver em conta o valor de 20 °C, irá sobrecarregar a linha. A solução é simples: determine a temperatura máxima de funcionamento contínuo, consulte a pressão admissível na curva de redução de potência do fabricante e, em seguida, aplique um fator de segurança.

Já assistimos a falhas nas condutas no pior dia de uma onda de calor — a temperatura da conduta à temperatura ambiente numa sala de máquinas atingiu os 55 °C, o processo funcionou a temperaturas mais elevadas e uma junta de fusão que tinha sido aprovada na fase de colocação em serviço rebentou ao fim de 14 meses. O projeto tinha partido de um valor de 20 °C. Se a única classificação indicada na ficha técnica for «frio», a ficha está incompleta.

Seleção de serviços químicos

O PPH é o material a que se recorre quando o meio é compatível com o PVC. Resiste à maioria dos ácidos, bases e soluções salinas numa ampla gama de temperaturas, sem os aditivos lixiviáveis que tornam alguns materiais suspeitos em linhas de alta pureza. Mas a “resistência química” não é um passe livre geral. Os oxidantes fortes são o fator decisivo. O ácido nítrico concentrado, o ácido crómico e os oxidantes fumantes atacam a estrutura do polímero, e nenhuma curva de redução da potência o salvará.

Os solventes clorados e os compostos aromáticos constituem a segunda armadilha — o cloreto de metileno, o percloroetileno, o benzeno e o tolueno fazem o polipropileno inchar ou dissolver-se lentamente, por vezes de forma tão suave que se fazem passar por outra substância. Todos os valores acima apresentados são válidos apenas na concentração e temperatura em que foram testados, porque as audiências variam em função de ambos. Confirme a combinação exata consultando a tabela do fabricante da resina antes de aplicar uma camada.

União por PPH — Soldadura por fusão, em vez de cola à base de solvente

O PPH é soldado, ponto final. Não é possível colá-lo com cola à base de solvente, porque o polipropileno não se dissolve nas colas utilizadas no PVC — não se forma qualquer ligação química. Fusão por encaixe e fusão por encaixe com encaixe Existem duas técnicas: a fusão por encaixe, para diâmetros maiores e um furo alinhado, e a fusão por encaixe com encaixe nivelado, para condutas mais pequenas e trabalhos em espaços apertados. Em ambas as técnicas, as superfícies são aquecidas até à temperatura de fusão, pressionadas uma contra a outra e deixadas arrefecer, formando uma junta homogénea.

A disciplina na utilização do equipamento determina se essas juntas resistem. Uma placa de aquecimento suja é o clássico fator determinante — os resíduos da última soldadura carbonizam-se na seguinte e deixam uma zona fraca que passa na verificação visual, mas que acaba por falhar sob ciclos térmicos. A temperatura da placa de aquecimento e o tempo de arrefecimento não são meras sugestões. Defina-os de acordo com a norma e a espessura da parede, e mantenha-os assim mesmo que a equipa esteja atrasada.

No caso do PVC, o processo é inverso. A cola à base de solvente solda quimicamente a junta, pelo que o segredo está no encaixe, no primário e no tempo de cura — e o tempo de cura pode duplicar em climas frios, abaixo dos 4 °C. Não se deve partir do princípio de que uma equipa especializada em PVC sabe soldar PPH sem treino; os modos de falha não têm praticamente nada em comum.

Onde o PPH ganha — e onde perde

Eis os empregos em que determinar se se trata de PPH não é uma decisão difícil:

• Linhas de dosagem de produtos químicos — dosagem de hipoclorito de sódio, cloreto férrico, soda cáustica e ácido a temperaturas que variam entre a temperatura ambiente e temperaturas elevadas, onde o limite máximo de resistência térmica do PVC é atingido.
• Linhas de galvanização e decapagem — banhos quentes de ácidos e álcalis que danificam qualquer metal e a maioria dos plásticos.
• Tratamento de água e de águas residuais — fluxos de processo agressivos e alimentação de produtos químicos, em que a fiabilidade prevalece sobre o custo dos materiais.
• Escoamento de resíduos laboratoriais — uma interação química complexa e imprevisível com o calor, exatamente aquilo para que foi concebida a ampla resistência a ácidos e bases da PPH.
• Linhas de lavagem de semicondutores e de alta pureza — onde é importante que os compostos extraíveis sejam reduzidos e que o interior do cano seja liso.
• Circuitos industriais de refrigeração e aquecimento — sistemas de climatização fechados que funcionam a temperaturas mais elevadas do que as que o PVC consegue suportar.

O que estes têm em comum é calor e química. Se retirarmos qualquer um desses fatores, os argumentos a favor do PPH enfraquecem rapidamente. Depois, há a luz solar: os raios UV degradam o polipropileno desprotegido, pelo que um produto exposto necessita de estabilização com negro de fumo, de um composto estabilizado contra os raios UV ou de proteção física — e, mesmo assim, é de esperar uma vida útil mais curta do que em ambientes interiores. Em prateleiras no Médio Oriente ou na Austrália, planear a proteção contra os raios UV desde o primeiro dia.

As condutas de água fria e de alta pressão completam o quadro. A temperaturas inferiores a cerca de 0 °C, o comportamento do polipropileno face ao impacto altera-se mais do que a maioria das equipas espera. E uma conduta de água fria de alta pressão não é o domínio do PPH — esse é o terreno do PVC ou do HDPE, mais baratos e comprovados. O PPH não é um substituto direto do PVC numa conduta de água fria; se o utilizares nesse contexto, acabarás por pagar um preço mais elevado por um material que não está à altura da tarefa.

Lista de verificação para o responsável pela especificação

Antes de o PPH ser incluído na requisição, analise seis artigos:

1. Confirme o suporte em comparação com um gráfico de resistência à concentração real e à temperatura máxima — e não com uma indicação genérica do tipo “ácido”.
2. Consulte a curva de redução da potência nominal à temperatura real de funcionamento e, em seguida, aplique o seu fator de segurança.
3. Escolha deliberadamente entre PPH e PPR, com base na margem térmica e na rigidez, em vez de nos produtos que temos em stock.
4. Especificar a norma — DIN 8077 / DIN 8078 para o tubo, norma de acessórios em PP compatível para as ligações — e confirme se o fornecedor faz entregas nessa zona.
5. Planear o método de união e certifique-se de que o instalador dispõe de equipamento e formação em PP Fusion, e não apenas de experiência com cola à base de solvente.
6. Resistente aos raios UV e ao frio se a conduta passar ao ar livre ou se o tubo for transportado durante o inverno.

Quando selecionar os fornecedores, pergunte-lhes qual é a norma que seguem e como a cumprem. SAM-UK, a marca de exportação da Taizhou Zhuoxin Plastics Co., Ltd., opera a partir de Taizhou, na província de Zhejiang, desde 1995, com 300–350 colaboradores e, aproximadamente, 50 000 toneladas por ano de capacidade na produção de PVC/uPVC, CPVC, PPH, PPR e válvulas, exportando para a América do Norte, América do Sul, Austrália, África e Médio Oriente. Uma oficina interna de moldes e uma Prazo de entrega de 30 dias A utilização de programas padrão é importante neste contexto, porque é nas conexões não padronizadas que os projetos PPH sofrem atrasos; está disponível um serviço OEM para distribuidores que comercializam sob a sua própria marca.