Conexões e Flanges Hidráulicas Ideais para Conexões Vedadas e Confiáveis

Os sistemas hidráulicos compartilham diversos elementos em comum, incluindo mangueiras hidráulicas que se conectam a bombas, motores, válvulas e cilindros. Essas conexões de junção não apenas devem vedar o fluido hidráulico pressurizado, mas também impedir a entrada de contaminação e manter a conexão mesmo na presença de vibrações e cargas de choque. Duas das categorias mais utilizadas de conectores de mangueira hidráulica são conexões (fittings) e flanges, e para escolher as certas para seus sistemas, você precisa entender como elas diferem e onde funcionam melhor.

Conexões vs. Flanges: Qual a Diferença?

Conexões e flanges são juntas usadas para conectar mangueiras a outros componentes dentro de um sistema hidráulico. Ambos são projetados para serem removíveis (ou seja, não são conexões permanentes, a menos que você queira), permitindo que um sistema hidráulico seja reparado ou mantido com facilidade. No entanto, é aqui que a semelhança termina.

A principal diferença entre eles é como alcançam uma vedação eficaz. Em uma conexão, a junção e a vedação são obtidas pelo aperto de roscas entre as metades acopladas; um flange, por outro lado, obtém a conexão parafusando os flanges em duas metades acopladas. Eles também diferem significativamente na forma como alcançam a vedação. Devido à sua diferença básica de design, nem sempre são adequados para os mesmos tipos de condições operacionais.

Conexões de Mangueira Hidráulica

Os dois principais tipos de conexões são totalmente metálicas ou com anel O-ring. Em uma conexão totalmente metálica, a vedação contra o fluido pressurizado é possível pelo contato metal-metal, enquanto uma conexão de mangueira hidráulica com O-ring forma uma vedação pressurizada comprimindo o O-ring entre as duas metades acopladas. Todas as conexões de mangueira, no entanto, têm roscas cônicas. Elas utilizam a tensão gerada ao forçar as roscas cônicas de ambas as metades da conexão juntas para alcançar uma vedação confiável. Além disso, são consideradas juntas mecânicas.

Conexões Totalmente Metálicas

Existem duas categorias básicas de conexões totalmente metálicas: conexões com flangeamento (flare) e conexões sem flangeamento (flareless). As conexões com flangeamento são uma subcategoria de conexões totalmente metálicas e representam uma melhoria em relação às conexões tradicionais. Quando a porca de uma conexão com flangeamento é apertada, ela puxa a conexão para a extremidade expandida da mangueira hidráulica e o resultado é uma vedação muito forte. Estas conexões são melhores quando a mangueira hidráulica tem parede fina a média e funcionam bem na presença de pressões operacionais de até 3 ksi (aprox. 207 bar).

Existem também conexões sem flangeamento, que não são tão comumente usadas nos Estados Unidos. Estas conexões totalmente metálicas usam anéis de compressão (ferrules) em vez de flanges, o que modifica em algum grau como a vedação é alcançada. À medida que a porca é inicialmente apertada, o anel de compressão entra em contato com a circunferência externa da mangueira hidráulica. Quando a porca é apertada ainda mais, o anel começa a penetrar na circunferência externa da mangueira. As conexões sem flangeamento têm as mesmas condições operacionais recomendadas que as conexões com flangeamento.

Conexões com O-ring

A maioria das conexões totalmente metálicas é propensa a vazamentos — a menos que você opte por uma conexão com O-ring. Nestes conexões, um anel de vedação O-ring é usado para aumentar a resistência a vazamentos de uma conexão.

Os dois tipos comuns de conexões com O-ring são conexões boss e FFOR (vedação frontal ou conexões de face plana com O-ring). As conexões boss têm um O-ring assentado firmemente no lado macho do conector entre as roscas e as faces da chave. Quando a conexão é apertada, esse O-ring é comprimido e o resultado é uma vedação resistente à pressão e estanque contra a porta fêmea.

Em uma conexão FFOR, o O-ring é mantido em um sulco circular recuado no lado macho e uma vedação é formada entre a metade fêmea e esse O-ring. O O-ring é comprimido entre os dois lados quando a porca roscada cativa é girada, alcançando assim uma vedação altamente eficaz.

Benefícios das Conexões de Mangueira Hidráulica

As conexões com O-ring têm uma probabilidade significativamente reduzida de vazamentos em comparação com as conexões totalmente metálicas devido aos efeitos de vedação da compressão do O-ring que ocorre quando os lados macho e fêmea entram em contato. Além disso, as conexões com O-ring são muito menos suscetíveis aos efeitos de vibração e mudança de temperatura. As conexões de mangueira hidráulica, em geral, são muito fáceis de montar (e desmontar) em espaços apertados, desde que as mangueiras tenham DE < 1".

Flanges de Mangueira Hidráulica

O flange de mangueira típico tem quatro partes: o cabeçote do flange, a braçadeira do flange, um O-ring e parafusos. Os parafusos são colocados através da braçadeira do flange e passam para furos roscados na superfície plana do cabeçote do flange ou dois flanges podem ser parafusados juntos. À medida que os parafusos são apertados, o cabeçote do flange comprime o O-ring (que está contido em um sulco) contra a superfície plana da porta, formando uma vedação à prova de vazamentos. Se dois flanges forem parafusados juntos, o O-ring ou junta estará localizado entre as duas superfícies em contato.

Os flanges de mangueira são tipicamente categorizados com base no número e arranjo dos parafusos. Os mais comumente usados são flanges retangulares de 4 parafusos (flanges SAE Código 61 e 62, que podem lidar com 5 ksi e 6 ksi respectivamente, e flanges Caterpillar) e flanges quadrados de 4 parafusos. Existem também uma ampla variedade de arranjos personalizados e flanges específicos de OEM. Além disso, flanges divididos (split flanges) podem ser instalados em sistemas existentes com relativa facilidade.

Benefícios dos Flanges

Os flanges facilitam muito a conexão de mangueiras sem exigir um adaptador e seu design os torna extremamente resistentes ao afrouxamento mesmo em ambientes de trabalho severos. Além disso, podem ser montados em áreas com espaço muito limitado e não exigem torque excessivo para alcançar uma conexão segura, ao contrário dos problemas frequentemente encontrados com conexões.

O Que Você Deve Usar?

As conexões são mais eficazes para diâmetros menores de mangueira (< 1" DE). Também são fáceis de instalar em mangueiras menores porque mangueiras grandes exigem uma quantidade significativa de torque para alcançar uma conexão segura. As conexões totalmente metálicas funcionarão bem desde que haja espaço suficiente para o técnico instalá-las. No entanto, se vibração ou pressões mais altas estiverem presentes, a melhor opção provavelmente será uma conexão com O-ring, que também acontece de ser mais fácil de instalar.

Os flanges, por outro lado, funcionam melhor para mangueiras de tamanho maior (> 1" DE) que serão expostas a forças severas que podem incluir altas pressões, vibração e cargas de choque. Também são ideais para instalação em áreas onde não há folga de giro suficiente para uma chave.

Materiais Usados em Conexões e Flanges

Materiais usados em qualquer tipo de conexão hidráulica precisam ser fortes, duráveis e resistentes à corrosão (embora isso possa ser alcançado através de revestimento). É por isso que você verá a grande maioria das conexões feitas de metal como aço inoxidável, latão, ligas de alumínio e aço carbono. A escolha do material da conexão depende de fatores como pressão e temperatura operacionais, o tipo de fluido hidráulico usado, condições ambientais que poderiam contribuir para corrosão e o tamanho das mangueiras hidráulicas envolvidas.

Sempre que O-rings são usados, seja em uma conexão com O-ring ou flange, a temperatura máxima efetiva da conexão será limitada pelo material usado para fabricar o O-ring. É por isso que a escolha do material do O-ring é extremamente importante ao especificar ou selecionar uma conexão de mangueira hidráulica. Além disso, conexões com O-ring e flanges têm vida útil de prateleira, e essa vida útil baseia-se no material do O-ring e é afetada por temperatura e exposição à umidade e luz solar. O-rings são feitos de materiais elastoméricos como borracha butílica, Buna-N, Buna-S, silicone, Viton ou neoprene.

Conclusão

Selecionar as conexões mais apropriadas para suas mangueiras hidráulicas pode ser desafiador. A maioria das conexões que você usa para mangueiras serão conexões ou flanges, mas o tipo de junta será baseado fortemente no tamanho da mangueira, pressão e (pelo menos em algum grau) em quanto espaço há para montar a conexão.

Conexões para mangueiras maiores podem ser um desafio para trabalhar devido aos níveis de torque necessários e ao espaço disponível para usar uma chave. No entanto, as conexões funcionam extremamente bem para mangueiras de diâmetro menor. Se uma mangueira de diâmetro menor será exposta a vibração e cargas de choque, uma conexão com O-ring seria preferida em relação a uma conexão totalmente metálica. Se mangueiras de diâmetro maior estão envolvidas ou as condições operacionais envolvem pressões acima de 3 ksi, então um flange provavelmente seria a melhor opção.

MAC Hydraulics

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