A Qualidade das mangueiras hidráulicas

Uma mangueira hidráulica é projetada especificamente para transportar fluido hidráulico para ou entre componentes, válvulas, atuadores e ferramentas hidráulicos. É tipicamente flexível, muitas vezes reforçada e geralmente construída com várias camadas de reforço, uma vez que os sistemas hidráulicos operam frequentemente com pressões altas ou muito altas. Elas devem ser fabricadas conforme a norma técnica, os requisitos exigíveis quanto a fabricação, uso, aplicações e ensaios de mangueiras para sistemas hidráulicos.

mangueira2Hayrton Rodrigues do Prado Filho –

A mangueira hidráulica é usada em uma variedade de sistemas hidráulicos industriais. As dimensões, as especificações de desempenho, as opções de construção e recursos são parâmetros importantes a serem considerados ao comprar uma mangueira hidráulica. Quanto às dimensões importantes para a seleção da mangueira hidráulica, incluem o diâmetro interno, externo e o raio mínimo de curvatura.

Assim, os tamanhos das mangueiras hidráulicas são indicados pelo diâmetro interno e externo da mangueira. O interno refere-se ao interior da mangueira ou revestimento e o externo geralmente é uma especificação nominal para mangueiras de construção corrugada ou com pregas. O raio de curvatura mínimo é baseado em uma combinação de deformação aceitável da seção transversal da mangueira e limite de curvatura mecânica de qualquer reforço.

As opções de construção incluem as reforçadas, as enroladas, as onduladas ou complicadas. A mangueira reforçada é construída com algum elemento de reforço – os estilos incluem trança têxtil, trança de arame, hélice de arame e outros projetos em muitas configurações de dobras ou camadas.

A mangueira enrolada é flexível e elástica, o que a torna expansível e fácil de armazenar. A corrugada contém corrugações, pregas ou curvas em espiral para aumentar a flexibilidade e a capacidade de compressão e alongamento. As hidráulicas de múltiplos elementos são construídas com mais de uma mangueira formada ou aderida em uma configuração plana, com fita ou empacotada.

Os recursos adicionais a serem considerados incluem conexões finais integrais, antiestáticas, planas, à prova de esmagamento, resistentes a chamas e à explosão. Além disso, as considerações sobre os materiais incluem o tipo de fluido transportado e sua concentração, bem como as substâncias que podem atacar a tampa da mangueira.

A seleção de mangueiras deve garantir a compatibilidade se for para transportar óleos ou produtos químicos especiais e isso também vale para mangueiras expostas a ambientes agressivos. O índice ultravioleta, ozônio, água salgada, produtos químicos e poluentes podem causar degradação e falhas prematuras e, para dados detalhados de compatibilidade de fluidos, deve-se consultar o fabricante.

Embora a mangueira hidráulica seja geralmente construída com vários materiais, as matérias primas mais comumente usadas incluem elastômeros, fluoropolímeros e silicone, termoplásticos, metais e estruturas compostas ou laminadas. As elastoméricas ou de borracha são frequentemente selecionadas por sua flexibilidade, as de fluoropolímero oferecem boas flexibilidades, resistência química e uma corrosão superior e podem suportar altas temperaturas.

As mangueiras hidráulicas termoplásticas oferecem raios mínimos e resistência à torção e as de metal podem lidar com materiais de fluxo de alta temperatura e geralmente podem suportar pressões muito altas, podendo ser rígidas ou flexíveis. As flexíveis são mais fáceis de rotear e instalar, em comparação com os tubos e tubulações rígidas.

Elas diminuem a vibração e o ruído, atenuam os picos de pressão e permitem o movimento entre as peças. Além disso, as crescentes demandas dos clientes por maior produtividade, eficiência e compatibilidade ambiental estão forçando os fabricantes de mangueiras a melhorar a integridade do produto, que agora devem suportar as pressões mais altas, calor e frio extremos e poder transportar uma variedade de fluidos.

A maioria das mangueiras deve ser fabricada de acordo com as normas SAE J517 ou norma européia (EN) que predominam nas Américas, Europa e Austrália. As duas normas também são usadas em toda a Ásia, embora esse mercado esteja gravitando lentamente de acordo com as especificações EN principalmente porque as mangueiras com classificação EN têm uma classificação de pressão mais alta em comparação com as mangueiras SAE de tamanho semelhante. Isso fornece maiores fatores de segurança, caso uma aplicação não precise da maior pressão de trabalho.

Em suma, um conjunto de mangueiras hidráulicas é uma série de tubos utilizados para entregar o líquido, e a pressão resultante que ajuda a dar potência às máquinas. O conjunto é comumente encontrado em construções e fabricações de equipamentos conhecidos como máquinas hidráulicas. As mangueiras são dispostas de modo que o operador da máquina possa reduzir ou aumentar a pressão e, assim, alterar a quantidade de força exercida.

A quantidade de força exercida por um conjunto de mangueiras hidráulicas depende em parte do tamanho das mangueiras. Qual o tamanho a ser escolhido depende das necessidades de energia e de capacidade da máquina. Um ajuste inadequado pode ter um efeito dramático na produtividade e potencialmente causar danos à máquina ou ao seu operador. Existem várias especificações da indústria que podem ser utilizadas para localizar o ajuste adequado para cada peça do equipamento.

Outra parte importante são as suas conexões. Estas conexões mantêm o conjunto unido e no lugar apropriado. Consistem em válvulas, em porcas, em selos, e em outros materiais similares. Estes são preparados igualmente às especificações da indústria a fim facilitar o processo de encontrar um ajuste adequado.

Para o melhor desempenho, um conjunto de mangueiras hidráulicas normalmente necessita ser precisamente colocado. Se as mangueiras forem muito pequenas, elas não serão capazes de levar o nível de fluxo desejado. As mangueiras muito grandes podem ainda funcionar, mas são menos flexíveis e podem ter um custo maior na substituição.

O comprimento das mangueiras em um conjunto de mangueira hidráulica deve também ser devidamente medido. Elas precisam ser longas o suficiente para lidar com a capacidade do fluido e entrega. Se a mangueira for, demasiadamente grande, pode impedir a eficiência da máquina, ter um aumento do peso, e aumentar desnecessariamente o custo de manutenção.

Um conjunto de mangueira hidráulica é também tipicamente feito para suportar certo nível de temperatura. A resistência das mangueiras ao calor e a forma como estão instaladas são dois dos elementos mais importantes na gestão altas temperaturas. Aquisição de materiais no grau industrial apropriado e verificação regularmente para o desgaste pode ajudar a assegurar que os materiais adequados estão sendo utilizados.

O conjunto também deve ser instalado corretamente, e verificado se ele está trabalhando de forma segura e eficiente. Isto inclui a verificação dos equipamentos para verificar periodicamente os ajustes e as condições antes da instalação. É também importante que o conjunto seja disposto de modo que as mangueiras não estejam dobradas excessivamente. Isto pode aumentar a durabilidade e a eficiência do conjunto.

Dessa forma, uma mangueira hidráulica é usada em qualquer lugar do sistema hidráulico, exigindo uma conexão flexível entre duas portas de fluido. Uma mangueira hidráulica é um tubo de borracha sintética cercado por algum tipo de enrolamento flexível para melhorar a resistência, como metal ou fibra, e depois coberto por outra carcaça de borracha. Os enrolamentos de reforço são o que dão à mangueira flexibilidade e força, e esses reforços podem ser trançados ou enrolados em espiral.

Quando a mangueira hidráulica é usada com o objetivo principal de unir as portas em dois componentes móveis, ela deve ser flexível o suficiente para dobrar à medida que os componentes se movem, como entre a lança e os braços da lança de uma escavadeira. A flexibilidade da mangueira é determinada pela sua classificação de pressão (e número de enrolamentos de reforço), seu diâmetro e sua construção de material.

As mangueiras usadas dessa maneira são equipadas em equipamentos móveis de todos os tipos, suportes para cabos em máquinas de moldagem por injeção ou automação, prensas hidráulicas, implementos para tratores, etc. Elas também são os encanamentos preferidos para amortecer ruídos e vibrações em máquinas hidráulicas. Alguns tipos de bomba emitem ondas de pressão no fluido quando engrenagens ou pistões atingem a câmara de pressão, que por sua vez ressoa e vibra o encanamento ou os componentes metálicos.

Essa ressonância está relacionada ao tamanho, forma, massa e geometria combinados do encanamento, componentes, reservatório e acessórios. É difícil prever esta ressonância antes da fabricação de uma unidade ou máquina. No entanto, a ressonância irritante pode ser melhorada trocando tubos rígidos ou tubos por mangueiras hidráulicas. A elasticidade e flexibilidade inatas da mangueira podem absorver algumas vibrações causadas pelas bombas, reduzindo a ressonância ou alterando o tom, para que o ruído seja reduzido em intensidade.

Baseada na SAE J517/1998, a NBR 14831 de 03/2002 – Mangueiras hidráulicas – Requisitos e métodos de ensaio fixa os requisitos exigíveis quanto a fabricação, uso, aplicações e ensaios de mangueiras para sistemas hidráulicos. Algumas definições são fundamentais como o diâmetro externo (DE) que é o resultado da divisão do perímetro externo da mangueira, em milímetros, por 3,142 (PI), aproximado para 0,1 mm mais próximo. O diâmetro nominal (DN) é o número que classifica, em dimensão a mangueira. Corresponde ao diâmetro interno da mangueira em milímetros. O diâmetro nominal (DN) é objeto de medição e deve ser utilizado para fins de cálculos.

O diâmetro interno (DI) é o resultado da divisão do perímetro interno da mangueira, em milímetros, por 3,142 (PI), aproximado para 0,1 mm mais próximo. Corresponde ao diâmetro interno real da mangueira em milímetros. O raio mínimo de curvatura é o raio mínimo para o curvamento de mangueiras, a fim de evitar redução na vida útil da mangueira. A pressão de trabalho é a pressão máxima em que a mangueira pode ser submetida em condições de trabalho. O traço ou módulo é o número que representa ou classifica o diâmetro interno das mangueiras hidráulicas, em função de 1/16 da polegada, com exceção para 100 R5 e 100 R14 (ver tabela abaixo).

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As mangueiras devem ser construídas em partes distintas, como o tubo interno que deve ser uniforme ao longo de seu comprimento e construído de borracha sintética, exceto para 100 R7, 100 R8, e ser construído de material termoplástico, e 100 R14 de PTFE, apropriados a resistir a fluidos hidráulicos, derivados de petróleo, óleos solúveis em água, ar e água. A parte interna do tubo deve ser lisa e consistente, onde não deve ocorrer desprendimento de partículas que possam ser arrastadas pelo fluxo de fluidos.

O reforço pode ser constituído em fibras sintéticas, fibras naturais, fios metálicos e/ou mescla destes materiais, especificados para cada tipo na seção 5, uniformemente aplicados sobre o tubo. A cobertura poderá ser de borracha sintética adequada, ou fio têxtil impregnado de borracha, ou fio metálico adequado, e material termoplástico para mangueira 100 R7 e 100 R8, resistente a óleos e intempéries. As mangueiras, quando ensaiadas de acordo com o método descrito em 7.2, devem ser aprovadas com o seguinte resultado: todas as amostras não devem apresentar vazamento, quando submetidas à pressão de ensaio.

No ensaio de mudança de comprimento, quando ensaiadas de acordo com o método descrito em 7.2, devem ser aprovadas com o seguinte resultado: as amostras não devem exceder a variação de comprimento segundo os parâmetros + 2% até -4%, quando pressurizadas à pressão máxima de trabalho. No ensaio de pressão mínima de ruptura, as mangueiras, quando ensaiadas de acordo com o método descrito em 7.2, devem ser aprovadas com o seguinte resultado: dois corpos-de-prova de mangueiras montados com terminais, com comprimento igual a 460 mm (excluindo os terminais), devem ser ensaiados e não devem apresentar vazamento ou falhas, quando submetidos à pressão mínima de ruptura, conforme tabela abaixo.

Para o ensaio de vazamento, as mangueiras, quando ensaiadas de acordo com o método descrito em 7.2, devem ser aprovadas com o seguinte resultado: dois corpos-de-prova de mangueiras montados com terminais, com comprimento igual a 300 mm (excluindo os terminais), devem ser ensaiados e não devem apresentar vazamentos ou falhas. No ensaio de dobramento a frio, as mangueiras, quando ensaiadas de acordo com o método descrito em 7.3, devem ser aprovadas com o seguinte resultado: um corpo de prova de mangueira montada com terminais deve ser ensaiado e não deve apresentar trincas em sua cobertura ou vazamentos, quando exposto a uma temperatura de – 40°C.

No ensaio de resistência ao óleo, as mangueiras, quando ensaiadas de acordo com o método descrito em 7.4, devem ser aprovadas com o seguinte resultado: após 70 h imersas em óleo ASTM Nº 3 a uma temperatura de 100°C, a variação de volume do tubo interno e da cobertura deve estar entre 0% e + 100%. As mangueiras, quando ensaiadas de acordo com o método descrito em 7.5, devem ser aprovadas com o seguinte resultado: dois corpos de prova devem ser submetidos a uma atmosfera composta de ar e ozônio na composição de 50 partes de ozônio por 100 milhões de partes de ar, em condição atmosférica normal, num ambiente com temperatura de 40°C.

Após 70 h de exposição, os corpos de prova não devem apresentar sinais de trincas ou fendilhamentos, quando observados com o auxílio de uma lente de aumento de sete vezes. No ensaio de impulso, as mangueiras, quando ensaiadas de acordo com o método descrito em 7.6, devem ser aprovadas com o seguinte resultado: quatro corpos de prova de mangueiras montados com terminais devem ser ensaiados com circulação de fluido à base de petróleo a uma temperatura de 100°C, e pressurizados conforme até DN 25 mm, utilizar 125% da pressão máxima de trabalho; a partir de DN 32 mm, utilizar 100% da pressão máxima de trabalho; os corpos de prova devem atingir no mínimo 150 000 ciclos sem apresentar vazamentos ou outros defeitos. No exame visual. todas as mangueiras devem apresentar a correta identificação e não devem apresentar defeitos ou falhas na cobertura de borracha.

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Para o ensaio para a determinação da variação de comprimento e da resistência à pressão de ensaio e à pressão de ruptura, a aparelhagem necessária à execução do ensaio é a seguinte: dispositivo de ensaio constituído pelos seguintes componentes: bomba hidráulica ou sistema hidráulico com capacidade de pressão igual a pelo menos 125% da pressão mínima de ruptura indicada nas especificações; manômetro que permita a leitura clara dos valores de pressão. É recomendável, porém não obrigatório, o uso de manômetro com ponteiro de arrasto. Incluir válvulas reguladoras de vazão que permitem um enchimento rápido da mangueira ou mangueiras, com expulsão total do ar e aumento de pressão;  dispositivo para instalação das mangueiras montadas com suas conexões.

A cobertura deve ser transparente de proteção e devem existir os terminais para adaptação da mangueira; cronômetro; escala graduada, em milímetros. Submeter todas as amostras à pressão de ensaio (duas vezes a pressão de trabalho especificada), hidrostaticamente com água, por um período não menor do que 30 s e não superior a 60 s.

Para a variação de comprimento, submeter duas amostras à pressão máxima de trabalho especificada, hidrostaticamente com água, por um período de 30 s. Após este período, a pressão deve ser aliviada totalmente, deixando então que a mangueira se estabilize durante 30 s. Após este período, fazer duas marcas de referência sobre a cobertura da mangueira, espaçadas de 250 mm e igualmente distanciadas dos terminais e repressurizar por um período de 30 s.

Depois deste tempo, e enquanto a mangueira estiver pressurizada, medir a distância entre as marcas. Este deve ser o comprimento final. Toda a medição deve ser feita enquanto a mangueira estiver na posição reta. A variação de comprimento deve ser calculada pela seguinte equação: % variação = (comprimento final – 250)/250 x 100.

Para ensaiar a pressão de ruptura, submeter dois corpos-de-prova de mangueiras montados com terminais com comprimento livre entre os terminais de 460 mm, a pressão hidrostática com água, aumentando a pressão constantemente até atingir a pressão mínima de ruptura especificada, mantendo esta por um período não inferior a 15s e não superior a 30 s. Durante este período, não devem ocorrer falhas de vazamento ou ruptura da mangueira, continuar injetando pressão até a ruptura total da amostra. O valor da pressão de ruptura deve ser registrado.

Para o ensaio de vazamento, submeter dois corpos de prova de mangueiras montados com terminais com comprimento livre entre os terminais de 300 mm, a uma pressão igual a 70% da pressão mínima de ruptura por um período de 5 min, e após este período reduzir a zero e novamente aplicar 70% da pressão mínima de ruptura por mais 5 min. Este ensaio é considerado destrutivo.



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