Para que são usados os tubos de grafite?

Os tubos de grafite também podem ser exatamente o que você precisa se estiver em um emprego de alto calor (ou quimicamente agressivo). Esses materiais de carbono em forma de tubo são duráveis, termicamente estáveis e extremamente resistentes à corrosão. Além disso, sua natureza leve e excelente condutividade os tornam adequados para dezenas de aplicações exigentes. Eles são usados para proteger e conter materiais em laboratórios, sistemas aeroespaciais e em qualquer outro lugar onde outros materiais falham. Veja a seguir como e por que você pode usá-los.

O que são tubos de grafite?

As estruturas cilíndricas ocas construídas com grafite de alta pureza são chamadas de tubos de grafite. Esses tubos devem resistir a calor extremo, produtos químicos agressivos e estresse mecânico intenso. Você os encontrará em aplicações que exigem condutividade térmica, isolamento elétrico ou resistência química.

Eles são fornecidos em vários tamanhos e espessuras de parede, com vários níveis de pureza. Alguns são prensados isostaticamente para obter densidade uniforme, enquanto outros são extrudados para obter comprimentos longos e contínuos. Você seleciona o tipo de acordo com a finalidade para a qual será usado: análise de laboratório, fundição, troca de calor e até mesmo motores de foguete.

Aplicações dos tubos de grafite

Uso em laboratório

Para a análise de elementos-traço em laboratórios analíticos (especialmente espectroscopia de absorção atômica (AAS)), os tubos de forno de grafite são o meio pelo qual você realiza seus experimentos. Os tubos são usados como suportes de amostras em fornos de grafite, onde os materiais são vaporizados a temperaturas extremamente altas (geralmente superiores a 2.500°C).

Todas as leituras permanecem precisas e livres de contaminação devido aos tubos de grafite. Eles têm baixa reatividade, permitindo que sua amostra permaneça pura durante o aquecimento. E reagem rapidamente ao calor, tornando a análise mais eficaz. Você também os encontrará em analisadores térmicos, incluindo máquinas TG-DTA e TG-DSC.

Fornos industriais

Os metais padrão começam a se deformar ou reagir quando você opera fornos a vácuo ou a gás inerte. Nesses ambientes, os tubos de grafite servem como elementos de aquecimento, componentes de isolamento térmico ou revestimentos de proteção. Uma estabilidade térmica inerente significa que eles permanecem intactos mesmo sob rápidas flutuações de temperatura e ciclos térmicos de longo prazo.

Eles também são úteis em sistemas de aquecimento por indução, onde sua condutividade e resistência térmica os tornam perfeitos.

Trocadores de calor

Isso é especialmente verdadeiro em fábricas de produtos químicos e refinarias, onde produtos químicos agressivos devem ser tratados em altas temperaturas. Em trocadores de calor casco e tubo em que líquidos e gases corrosivos precisam ser resfriados ou aquecidos sem contaminação, os tubos de grafite são a escolha ideal.

Os tubos de grafite não são corroídos por ácido clorídrico, ácido sulfúrico ou solventes orgânicos como os tubos de metal. A baixa expansão térmica do tungstênio também minimiza o risco de falhas relacionadas ao estresse.

Fundição de metais e fundição

Os tubos de grafite servem como moldes de fundição contínua, especialmente para metais não ferrosos, como cobre ou alumínio. Eles proporcionam resfriamento consistente e sua superfície permite o deslizamento do metal. Isso melhora a qualidade da superfície de seu produto acabado.

Processamento químico

Em reatores, tanques de armazenamento ou tubulações, o maquinário interno é protegido por tubos de grafite. Eles são úteis no trabalho com ácidos, álcalis ou solventes fortes. Sua resistência à corrosão ajuda a minimizar a manutenção e o tempo de inatividade.

Indústria aeroespacial

Você precisa de materiais que possam suportar no setor aeroespacial altas temperaturas extremas e estresse mecânico extremo. Esses materiais são usados em bicos, escudos térmicos e revestimentos de propulsores. O peso leve significa menos massa total a ser tratada, o que é fundamental no projeto de espaçonaves.

Aplicações eletroquímicas

Os tubos de grafite podem ser usados como eletrodos na construção de células eletrolíticas ou de combustível. Eles têm alta condutividade elétrica e longa vida operacional. Você os encontrará em galvanização de metais, produção de cloro e sistemas de bateria.

Aplicações nucleares

Os tubos de grafite são um moderador e refletor de nêutrons comum usado em instalações nucleares. Eles mantêm a integridade estrutural em níveis elevados de calor e radiação. São ótimos recursos para reatores avançados e configurações experimentais.

Aplicações de alta temperatura

Os tubos de grafite são a melhor opção em relação a quase todos os outros materiais para processamento térmico. Para fornos a vácuo, câmaras de crescimento de cristais e fornos de difusão de semicondutores, os componentes de grafite não derretem, encolhem ou racham, mesmo após vários ciclos.

Esses tubos também resistem a choques térmicos, permitindo que passem do quente para o frio sem fraturar. E isso é uma grande vitória para a confiabilidade e a segurança.

Setor automotivo

Observe que os tubos de grafite podem ser empregados em gaxetas, lonas de freio e trocadores de calor. Suas características térmicas ajudam a controlar o calor produzido nos compartimentos do motor ou nas estruturas de freio. Eles também são duráveis e absorvem o som.

Instrumentos

Dispositivos médicos e ferramentas científicas são exatamente o que são: precisos. Você trabalhará com tubos de grafite em espectrometria de massa, análise de raios X e instrumentos de teste térmico. Eles são puros, estáveis e têm baixa reatividade, ideais para ambientes sensíveis.

Eles também estão presentes em dispositivos usados em P&D farmacêutico, bioanálise e diagnósticos químicos.

Vantagens do tubo de grafite

Alta estabilidade térmica.

Os tubos de grafite mantêm sua forma e resistência mesmo a até 3000°C, portanto, você pode parar de se preocupar com deformação, derretimento ou qualquer expansão sob calor intenso.

Muito boa condutividade elétrica.

Eles são bons condutores de eletricidade. Ou use-os como eletrodos, sensores ou caminhos condutores em sistemas elétricos e configurações de teste.

Resistência à corrosão.

Eles oferecem resistência a ácidos, álcalis e à maioria dos solventes industriais. O grafite é melhor do que a maioria dos metais se você estiver trabalhando com produtos químicos corrosivos.

Leve e durável.

Os tubos de grafite são mais leves do que seus equivalentes metálicos. Ajuda a manter a resistência enquanto reduz a carga estrutural; útil em sistemas aeroespaciais e automotivos.

Conclusão

Na realidade, os tubos de grafite são cilindros feitos de carbono. Eles também são ferramentas poderosas para cientistas, engenheiros e fabricantes." Você os utiliza quando as condições são extremas demais para metais ou plásticos. Os tubos de grafite são excelentes onde outros materiais falham, oferecendo resistência ao calor, proteção contra corrosão ou excelente condutividade. Se você ainda não os utilizou, agora é o momento de pensar neles em sua próxima aplicação de alto desempenho.