Em sistemas hidráulicos, as mangueiras transportam fluido hidráulico pressurizado para ou de bombas, motores, válvulas, atuadores e outros componentes do sistema. Devido à sua função crítica, as mangueiras empregadas são projetadas e construídas para flexibilidade e durabilidade adequadas. Elas devem ser flexíveis o suficiente para dobrar dentro e ao redor dos limites do equipamento, caber em espaços apertados e podem abranger longas distâncias, sendo duráveis o suficiente para suportar as altas pressões e temperaturas de operação. Por estas razões, são geralmente feitas de uma combinação de múltiplas camadas de materiais — como elastômeros, fluoropolímeros, termoplásticos, têxteis e metais. Tipicamente, as mangueiras hidráulicas têm um revestimento interno ou tubo feito de borracha ou termoplástico, camadas de reforço trançadas ou espiraladas de fio têxtil ou arame e uma cobertura também feita de borracha, termoplástico ou material trançado. Todos estes são uniformemente ligados como uma unidade. Finalmente, para que uma mangueira hidráulica seja útil, ela requer conexões adequadas com conexões de mangueira (tipo permanente ou reutilizável) projetadas para fixar à mangueira para permitir a utilização total da pressão e desempenho nominais da mangueira para máxima vida útil. É vital para alcançar esta vida útil máxima aceitável e uso seguro que apenas componentes combinados e aprovados pelos fabricantes sejam usados juntos e montados de acordo com suas recomendações. Misturar/combinar componentes de mangueira fora desta recomendação pode levar a desempenho insatisfatório e desastre.
Embora as mangueiras hidráulicas sejam altamente duráveis, os ciclos de pressão que experimentam através da operação normal e degradação natural acabarão por levar à falha. Se a falha da mangueira ocorrer inesperadamente, pode resultar em lesões de funcionários, danos à propriedade, limpeza dispendiosa, produção desperdiçada, tempo de inatividade não programado e aumento dos custos de material e mão de obra. Com estas consequências em mente, a maioria dos especialistas em mangueiras recomendam uma abordagem proativa em vez de reativa para a substituição da mangueira — ou seja, substituir o conjunto da mangueira uma vez que se aproxima do fim da sua vida útil segura e útil, mas antes que falhe — por uma questão de segurança e economia de custos.
Dada a durabilidade geralmente demonstrada pelas mangueiras hidráulicas modernas, pode ser desafiador saber quando é hora de substituí-las. Às vezes, há sinais óbvios de que uma mangueira começou a falhar, mas nem sempre é o caso. No artigo seguinte, discutimos quando e como substituir as mangueiras hidráulicas.
Qual é a vida útil típica de uma mangueira hidráulica?
A Sociedade de Engenheiros Automotivos (SAE) geralmente estabeleceu a vida útil padrão de mangueiras de borracha a granel não utilizadas para seis anos no total (4 anos a granel e 2 anos como montagem) a partir da sua data de fabricação quando armazenadas corretamente. No entanto, existem muitos fatores que influenciam a vida útil real de trabalho ou serviço de uma mangueira hidráulica, como o tipo e a temperatura dos fluidos, a pressão e o fluxo de operação, as condições estáticas ou dinâmicas e as condições ambientais. Embora o fabricante ou distribuidor da mangueira possa fornecer informações sobre a vida útil esperada em caso de dúvida, a substituição não deve ser atrasada se a mangueira estiver mostrando quaisquer sinais de desgaste ou degradação. A maioria das mangueiras hidráulicas são projetadas para passar os requisitos de pressão de impulso cíclico em níveis de pressão específicos acima da pressão de trabalho nominal, temperatura e raio de curvatura. Este teste de qualificação requer o uso e montagem com as conexões finais devidamente especificadas anexadas à mangueira para um número de ciclos. Por exemplo, a maioria das mangueiras trançadas de dois fios requer um teste bem-sucedido de um mínimo de 200.000 ciclos de impulso de pressão, enquanto a maioria das mangueiras espirais de arame requer pelo menos 500.000 ciclos. É por isso que as mangueiras espirais de arame são normalmente consideradas mangueiras de vida útil mais longa para equipamentos que executam muitas sobretensões de pressão dentro do sistema hidráulico.
Deve ter em mente que cada aplicação é diferente e nenhum fabricante pode prever com precisão uma vida útil para uma situação particular sem conhecimento profundo de todos os parâmetros. O projetista do equipamento tem esta responsabilidade por um determinado sistema.
Geralmente, se a vida útil de uma mangueira provou fornecer durabilidade aceitável, a substituição pela mesma mangueira ou melhor classificada também deve fornecer vida semelhante. A marca na mangueira pode geralmente fornecer a classificação, como o número de peça do fabricante e/ou as classificações SAE ou ISO.
Fatores que influenciam a vida útil das mangueiras hidráulicas
Como indicado acima, a vida útil real de uma mangueira hidráulica depende de muitos fatores. Algumas das considerações a ter em mente ao avaliar quanto tempo um conjunto de mangueira pode fornecer vida útil aceitável incluem:
- Tamanho: As mangueiras hidráulicas diferem em tamanho dependendo das necessidades de vazão antecipadas de um sistema. É importante estar ciente das limitações das mangueiras empregadas para evitar exceder suas capacidades de operação. A velocidade excessiva danificará as superfícies internas do tubo da mangueira e outros componentes do sistema podem ser danificados pelos detritos do tubo. A vazão excessiva também aumentará a temperatura do fluido hidráulico devido ao atrito. Usar um nomograma simples fornecido pelo fabricante da mangueira fornece orientação para dimensionar com segurança as mangueiras para os circuitos de pressão e retorno do sistema hidráulico, uma vez que a vazão de saída da bomba é selecionada. Normalmente, as mangueiras de retorno devem ser dimensionadas maiores do que as linhas de pressão (ver nomograma do fabricante).
- Temperatura: As mangueiras de borracha típicas são projetadas para temperaturas de operação que variam de -40° F a 212° F. Certos outros materiais de mangueira podem fornecer desempenho seguro até 250°, mesmo 300° F. As mangueiras tubuladas de PTFE podem ser usadas com segurança até 450° F. Fluidos hidráulicos ou condições ambientais fora desta faixa podem levar a falhas prematuras. Temperaturas mais altas podem levar a que a mangueira se torne dura, quebradiça e rachada, enquanto temperaturas mais baixas resultam em que a mangueira se torne rachada sem perder sua suavidade ou flexibilidade. Quanto mais frios os fluidos da mangueira puderem ser usados utilmente bem abaixo do máximo nominal, mais tempo a mangueira será capaz de não experimentar degradação do material. Deve-se ter cuidado para rotear e proteger adequadamente as mangueiras longe de fontes de calor externas, como coletores de motor, que podem reduzir rapidamente a vida útil da mangueira e muitas vezes levar a incêndios.
- Pressão: Além de ter faixas de temperaturas de operação definidas, os conjuntos de mangueiras hidráulicas têm pressões de trabalho nominais máximas. Se a pressão do sistema exceder além deste ponto, a mangueira pode sofrer danos permanentes e/ou falhar. Por esta razão, recomenda-se usar mangueiras classificadas para algumas centenas de psi acima da pressão de trabalho máxima do sistema para evitar ultrapassar a classificação da mangueira. A integração de válvulas de alívio de pressão de ação rápida também pode ajudar a minimizar o risco de picos de pressão excessivos. Picos de pressão criam danos cumulativos dentro da mangueira e somam-se ao longo do tempo e eventual probabilidade de falha da mangueira.
- Aplicação: Cada mangueira é designada para um conjunto específico de funções do sistema e ciclos de trabalho. No entanto, mesmo quando usadas corretamente, as mangueiras podem ser danificadas por fatores ambientais relacionados à sua aplicação. Por exemplo:
- As mangueiras usadas em equipamentos móveis muitas vezes esfregam contra outros componentes do equipamento ou mesmo outras mangueiras, o que leva a danos à cobertura e reforço ao longo do tempo. Novamente, o roteamento de mangueiras perto de componentes de escape do motor pode danificar rapidamente uma mangueira das altas temperaturas.
- As mangueiras usadas em ambientes internos podem ser expostas a temperaturas mais altas, especialmente quando situadas perto de fornos ou estufas, o que pode levar a danos térmicos.
- As mangueiras usadas em instalações verticais experimentam mais estresse do que aquelas usadas em instalações horizontais.
- As mangueiras usadas em aplicações com carregamento de pressão cíclica podem se mover devido a até 3% de mudança no comprimento. As mangueiras têm que ser roteadas e o comprimento do projeto escolhido para contabilizar este movimento. Qualquer aplicação desse tipo deve ter uma inspeção adequada da mangueira para ver se há degradação da própria mangueira ou das conexões com vazamento. Qualquer rotação do giro da conexão sob uso levará a vazamento ou falha final, a menos que a conexão seja feita usando um “giro vivo” destinado a girar dinamicamente.
- Se a mangueira for instalada em componentes que experimentam movimento (como um cilindro hidráulico pivotante), o roteamento é muito importante para permitir o comprimento adequado para flexionar e toda a torção ou flexão em múltiplos planos da mangueira deve ser evitada.
Embora estas condições possam ser inevitáveis, garantir que a mangueira esteja devidamente instalada e implementar medidas de proteção (por exemplo, protetores de mangueira ou blindagem) pode estender significativamente a vida útil do conjunto da mangueira.
- Fluido: Ao selecionar um conjunto de mangueira hidráulica para um sistema, certifique-se de que todos os seus materiais de construção são compatíveis com o fluido do sistema hidráulico escolhido. Sua compatibilidade pode ser determinada verificando a Ficha de Dados de Segurança do Material (MSDS) para o fluido em combinação com as listagens de compatibilidade dos fabricantes de mangueiras. Usar materiais incompatíveis pode danificar o conjunto e comprometer o desempenho do sistema. Alguns fluidos podem facilmente danificar o tubo da mangueira e levar à falha, então você deve certificar-se da compatibilidade com a mangueira.
Sinais que sinalizam uma necessidade de substituição da mangueira hidráulica
Embora seja muitas vezes difícil determinar se um conjunto de mangueira precisa de substituição, existem algumas dicas visuais que indicam que atingiu o fim de sua vida útil. Por exemplo, se o conjunto da mangueira tiver alguma das seguintes condições, ele deve ser substituído:
- Mangueiras esmagadas ou distorcidas
- Vazamento de fluido (dentro do comprimento da mangueira ou na extremidade da conexão)
- Reforço de arame exposto
- Danos significativos na superfície (além de arranhões e pequenos entalhes)
- Dobras (uma indicação de roteamento incorreto)
- Mangueiras torcidas (outra indicação de roteamento incorreto)
- Cobertura endurecida ou com bolhas, bem como quaisquer sinais de que a cobertura está amolecendo significativamente, o que pode sinalizar um problema de compatibilidade de fluido
- Conexões corroídas (a oxidação branca é normalmente aceitável, enquanto a ferrugem vermelha justifica a substituição)
Passos para substituir mangueiras hidráulicas
O processo de substituição para uma mangueira hidráulica é o seguinte:
- Identifique o problema. Verifique qual mangueira está danificada antes de removê-la e substituí-la. Seja minucioso ao avaliar a situação para garantir que o reparo realmente aborda o problema. Com esta informação em mãos, compre uma substituição adequada que fornecerá a mesma ou melhor classificação de desempenho.
- Avalie a situação. Verifique quais componentes do sistema precisam ser removidos para permitir a substituição da mangueira problemática.
- Prepare o sistema. Aborde quaisquer componentes conectados a e ao redor da mangueira para garantir que eles não dificultem o processo de substituição. Este passo deve incluir o alívio da pressão para evitar o vazamento de fluidos de processo, abaixando as peças para o chão para evitar que caiam e removendo as peças para permitir uma visão e espaço de trabalho desobstruídos. Note, neste ponto, pode ser útil fotografar algumas vistas adequadas do roteamento da mangueira para garantir que uma substituição seja colocada de volta no lugar corretamente.
- Afrouxe as conexões. Uma vez que o conjunto hidráulico está preparado para a operação de substituição real, afrouxe as conexões conforme necessário que prendem a mangueira à máquina.
- Remova a mangueira. Quando as conexões são afrouxadas, remova a mangueira e despeje qualquer fluido residual em um recipiente de resíduos.
- Sele as conexões. Antes de instalar a substituição, sele as conexões com um plugue de conexão designado ou pano para evitar mais vazamentos.
- Instale a nova mangueira. Instale a substituição usando as técnicas adequadas e remonte o resto do sistema. Consulte as recomendações do fabricante para detalhes e quaisquer recomendações de torque aplicáveis. Considere etiquetar a mangueira (ver mais adiante neste documento).
- Verifique visualmente a mangueira instalada. Isto ajudará a garantir que a instalação é adequada no roteamento e conexão.
- Teste o sistema. Uma vez que o conjunto da mangueira é substituído e o sistema é totalmente remontado, teste o sistema para garantir que não há vazamentos ou problemas de desempenho.
Determine os intervalos de substituição
Mantenha registros sobre o que a inspeção das mangueiras está mostrando em relação à durabilidade da mangueira e determine quais intervalos de substituição podem ser necessários para garantir que as mangueiras sejam substituídas antes da falha. A marcação da mangueira quando instalada, os intervalos de inspeção e as datas de substituição ajudarão nesse processo. O objetivo é garantir que as mangueiras sejam substituídas antes da falha.
Entre em contato com os especialistas em mangueiras hidráulicas da Jason hoje
Todas as mangueiras hidráulicas acabarão por falhar. Prevenir que sua falha afete as operações de equipamentos ou instalações exige medidas proativas, conforme descrito acima. Para obter mais assistência para determinar quando e como substituir um conjunto de mangueira hidráulica, recorra aos especialistas da Jason.
Na Jason, temos mais de seis décadas de experiência no manuseio de mangueiras industriais e uma extensa seleção de produtos de mangueiras hidráulicas. Estas qualidades nos tornam o parceiro ideal para todas as necessidades de mangueiras hidráulicas. Para saber mais sobre nossas ofertas e como podemos ajudar a estender a vida útil dos equipamentos hidráulicos, entre em contato conosco ou solicite um orçamento hoje.
