Quais peças são forjadas, quais são torneadas de barra e quais são recalcadas a frio a partir de arame, por que as capas de prensagem precisam de recozimento, de quais aços são feitos adaptadores e terminais e o que muda na fabricação de flanges de 6000 psi.

Toda peça do catálogo começa como uma peça bruta. A forma de obtê-la define a resistência da peça, o preço e até o tamanho do lote em que vale a pena encomendá-la. Nas nossas unidades usamos três métodos.

• Forjamento a quente em matriz. Um tarugo cortado da barra é aquecido e forjado numa prensa: o metal preenche a cavidade da matriz e toma a forma da futura peça. Assim são feitos cotovelos, tês, cruzetas, corpos de forma complexa, terminais grandes e flanges.
• Torneamento de barra. A peça é usinada a partir de barra redonda ou sextavada num torno automático ou num torno CNC. Assim são feitos adaptadores retos, bujões, niples e porcas.
• Recalque a frio a partir de arame. O arame da bobina é cortado em pedaços curtos e conformado sem aquecimento, em vários golpes, numa máquina de várias estações. Assim são feitas as capas de prensagem e os terminais de até 3/4″.

Depois disso os caminhos convergem: usinagem, controle de dimensões e roscas, zincagem com passivação, inspeção final e embalagem. O esquema mostra as operações pelas quais passam os principais grupos de peças.

Adaptadores retos, reduções, bujões e niples são torneados de barra. A barra entra na máquina automaticamente e a peça é usinada num único ciclo: faceamento, diâmetros externos, furo passante, cone ou face de vedação, rosca, canais e corte. A segunda extremidade é feita no contrafuso ou depois de a peça ser fixada de novo. Os adaptadores com sextavado são feitos de barra sextavada trefilada, ou as faces do sextavado são fresadas na mesma máquina.

Cotovelos, tês, cruzetas e corpos de adaptadores com porca giratória são forjados. A barra é cortada em tarugos, aquecida a 1150–1200 °C e forjada numa prensa. O metal excedente que escapa entre as metades da matriz se chama rebarba de forjamento; ela é cortada numa matriz separada, e a carepa é removida por jateamento com granalha. O forjado já tem a forma do corpo, e à máquina resta usinar cada extremidade: a face, a rosca e o assento. Os furos são feitos de lados diferentes para se encontrarem dentro do corpo, e as rebarbas na interseção são sempre removidas; caso contrário, partículas de metal vão parar no óleo do sistema hidráulico.

Um cotovelo também pode ser usinado a partir de um bloco maciço, e em lotes pequenos isso às vezes é feito. Mas nesse caso a maior parte do bloco vira cavaco, e as fibras do metal são cortadas. No forjado, as fibras acompanham o contorno do corpo e contornam os cantos, por isso ele é mais resistente justamente onde as cargas são maiores. O forjamento, porém, exige uma matriz, que só se paga com um lote. Por isso os itens forjados podem ter quantidade mínima de pedido, enquanto as peças torneadas de barra também podem ser feitas em lotes pequenos.

As capas de prensagem são feitas em recalcadoras a frio de várias estações. O arame de aço de baixo carbono chega em bobinas, calibrado e com uma camada lubrificante de fosfato que ajuda o metal a escoar nas matrizes. A máquina endireita o arame, corta um pedaço e, em vários golpes em matrizes sucessivas, forma um copo, fura o fundo e acaba os perfis externo e interno. O metal escoa na matriz sem gerar cavaco, por isso quase não há sobra, e uma só máquina produz dezenas de capas por minuto.

O recalque a frio, porém, tem uma desvantagem. Quando o metal é deformado sem aquecimento, ele se endurece: a dureza aumenta e a ductilidade cai. Esse fenômeno se chama encruamento. Numa capa de prensagem ele não é aceitável, porque na prensagem a capa precisa se deformar plasticamente e apertar bem a mangueira. Uma capa encruada pode trincar na borda ou nas ranhuras, sobretudo no frio, ou ser prensada de forma desigual e segurar pior a mangueira.

Por isso, depois do recalque as capas são sempre recozidas: são aquecidas a 650–700 °C, mantidas nessa temperatura e resfriadas lentamente. O metal se recristaliza, o encruamento é eliminado e a capa volta a ser dúctil. Por fora, uma capa sem recozimento é idêntica a uma correta; só um durômetro ou uma prensagem de teste mostram a diferença, por isso vale a pena verificar essa etapa com qualquer fornecedor.

Ao sair do forno, as capas passam por medição de dureza, e algumas de cada lote são prensadas em mangueira como teste e inspecionadas: não pode haver trincas na borda nem nas ranhuras. O diâmetro interno e a espessura de parede são controlados em cada lote, e só então as capas seguem para a zincagem.

Os terminais de até 3/4″ (DN20) são feitos nas mesmas recalcadoras a frio. Do arame se recalca a peça bruta do espigão, com colar e cauda para a mangueira. Em seguida, em máquinas CNC, fura-se o canal, abre-se a rosca, usina-se o cone ou a face de vedação e tornam-se na cauda os canais anulares que seguram a mangueira. O recalque dá ao espigão as mesmas vantagens que dá à capa: quase não há sobra, e as fibras do metal acompanham o contorno da peça.

Acima de 3/4″ o recalque deixa de compensar, porque a força de conformação cresce com a seção da peça e são necessárias máquinas grandes e caras. Por isso os terminais de 1″ para cima são forjados ou torneados de barra.

Na prensagem, o espigão e a capa têm funções diferentes. O espigão precisa manter a forma e o diâmetro interno, enquanto a capa precisa apertar bem a mangueira; por isso o recozimento obrigatório vale para as capas.

As fábricas chinesas designam o aço pelas normas nacionais GB/T, e são esses os tipos de aço que você verá nos certificados. A tabela reúne os tipos normalmente usados em conexões hidráulicas e seus equivalentes internacionais mais próximos. O tipo de aço de cada lote é indicado no certificado do material.

Nos documentos de fábrica aparecem vários sistemas de designação.

• 10, 20, 35 e 45 são aços-carbono de qualidade segundo a GB/T 699. O número indica o teor médio de carbono em centésimos de porcento, ou seja, o aço 45 contém cerca de 0.45 % de carbono. Nos documentos de fábrica o número costuma vir com o sinal “#”: “45#” é o mesmo aço 45.
• SWRCH e ML são aços para recalque a frio. SWRCH é a designação japonesa segundo a JIS G3507, que as siderúrgicas chinesas também usam; ML é a designação chinesa segundo a GB/T 6478, por exemplo ML08Al.
• Os aços cuja designação começa pela letra Y são aços de usinagem fácil segundo a GB/T 8731, com adição de enxofre ou chumbo, o que facilita a usinagem. O Y15Pb, por exemplo, é próximo do americano 12L14.
• 06Cr19Ni10 e 06Cr17Ni12Mo2 são aços inoxidáveis, equivalentes aos AISI 304 e 316. Os documentos chineses costumam indicá-los pelo sistema japonês: SUS304 e SUS316.

Para cada corrida, a siderúrgica emite um certificado com o número da corrida, a composição química e as propriedades mecânicas do aço. Os tipos desses documentos são definidos pela norma europeia EN 10204. Na China, a equivalente é a GB/T 18253, idêntica à internacional ISO 10474, com os mesmos tipos de documento e a mesma numeração. O primeiro dígito do tipo indica a base dos resultados: 2 significa o controle de produção rotineiro do fabricante; 3, ensaios nos próprios produtos fornecidos. Para o comprador, dois tipos são os mais importantes.

Existem ainda o tipo 2.1, uma declaração de conformidade com o pedido sem resultados de ensaio, e o tipo 3.2, igual ao 3.1, mas com os resultados confirmados também pelo inspetor do comprador ou por um organismo de inspeção independente. Se você precisar de um certificado 3.1 do material de um lote, informe isso na sua consulta. O revestimento e o ensaio de névoa salina são tratados no artigo “Materiais e acabamento”.

Os terminais de flange Code 62 segundo a SAE J518, também conhecidos como ISO 6162-2, são especificados para 42 MPa (420 bar) em todos os tamanhos. Os flanges Code 61 têm pressão nominal menor, que ainda diminui à medida que o tamanho aumenta. Para suportar 420 bar, a cabeça de flange Code 62 é feita com diâmetro maior e mais espessa, e os parafusos ficam mais afastados. Por exemplo, num terminal de 2″ a cabeça Code 61 tem 71.4 mm de diâmetro e 9.53 mm de espessura, enquanto a cabeça Code 62 tem 79.4 mm de diâmetro e 12.57 mm de espessura. Por isso eles não são intercambiáveis com os flanges Code 61.

A peça bruta de um terminal de flange é forjada. A cabeça de flange é muito mais larga que a cauda — mais que o dobro nos tamanhos pequenos —, e ao tornear a peça a partir de uma barra do diâmetro da cabeça a maior parte do metal viraria cavaco. Mais importante ainda: no forjado, as fibras do metal contornam a transição entre a cabeça e a cauda. Esse é o ponto mais solicitado da peça: as meias-flanges pressionam a parte de trás da cabeça, enquanto por dentro atua a pressão com pulsações.

Os requisitos de usinagem mais rigorosos se aplicam à face de vedação e à cabeça. Na face, a norma admite apenas marcas de ferramenta circunferenciais, com rugosidade não superior a Ra 3.2 µm, porque um risco radial nessa superfície se torna um caminho de vazamento. O canal do O-ring é usinado exatamente na medida, para que o anel fique comprimido na quantidade especificada. A espessura da cabeça é mantida numa tolerância estreita; caso contrário, as meias-flanges não a apertarão de modo uniforme contra a porta em toda a circunferência.

Os terminais de flange para 6000 psi são fabricados em três versões: para mangueira trançada 1SN e 2SN, para mangueira espiral 4SH e a versão interlock para mangueira descascada. Na versão interlock, ao ser prensada, a capa se prende mecanicamente ao espigão, por isso a capa e o espigão dessa conexão são fabricados como um par casado.

Trabalhamos em Zhuji, na localidade de Diankou, província de Zhejiang. É um dos maiores polos metalúrgicos da China: aqui atuam milhares de empresas, de grandes fábricas a pequenas oficinas que fazem matrizes e ferramental. Para a produção de terminais isso significa cadeias de suprimento curtas, porque barra, arame, matrizes e ferramentas de corte estão todos na mesma região.

• Divisão por produto e por operação. Na China a produção costuma ser dividida: a unidade que faz capas de prensagem não torneia flanges, e uma forjaria fornece forjados para várias oficinas de usinagem. Cada unidade ajusta à sua peça os equipamentos, as pessoas e a inspeção, e isso dá um preço difícil de alcançar numa planta generalista. Como isso é organizado aqui está na página “Fábrica”.
• Alta ocupação das máquinas. Os tornos automáticos e as máquinas CNC funcionam dia e noite, e um único operador normalmente cuida de várias máquinas. Por isso as grandes séries saem baratas, enquanto num lote pequeno a preparação da máquina pesa bastante no preço.
• Um sistema comum de códigos. Muitas fábricas chinesas usam os mesmos números de terminais: 20411, 26711, 87611 e assim por diante. Um código do catálogo de uma fábrica costuma ser entendido por outra, e o nosso catálogo mantém esses números. As peças são feitas segundo normas internacionais — SAE, ISO, DIN, BS e JIS —, enquanto os materiais são designados pelas normas chinesas GB/T.
• Preços diferentes para o mesmo item. O mesmo item do catálogo pode ter preços bem diferentes de uma fábrica para outra, e a diferença quase sempre está naquilo que uma foto não mostra: o tipo de aço, o recozimento das capas, a precisão das roscas, a espessura do zinco e o tipo de passivação.

Por isso, ao escolher um fornecedor, inclusive nós, vale a pena fazer algumas perguntas.

1. De que aço as peças são feitas e se há certificado do material.
2. Se as capas de prensagem são recozidas depois do recalque e como a dureza delas é controlada.
3. Com o que e com que frequência as roscas e os assentos são verificados.
4. Qual é a espessura do zinco, qual passivação é usada e quantas horas o revestimento resiste à névoa salina até a corrosão branca.
5. Como o lote é marcado e se, pela marcação, é possível localizar o relatório de ensaio dele.