Los fluidos hidráulicos de agua-glicol se utilizan en aplicaciones donde el aceite mineral podría generar un riesgo de incendio inaceptable, como acerías, fundiciones, plantas de fundición a presión y hornos. Su resistencia al fuego también modifica los requisitos para mangueras, juntas y otros componentes en contacto con el fluido.
Una manguera que funciona correctamente con aceite hidráulico a base de petróleo no es automáticamente apta para su uso con agua-glicol. Este fluido contiene una fase acuosa significativa, glicol, inhibidores de corrosión y otros aditivos. Estos componentes pueden afectar la vida útil del tubo interior, el refuerzo, los racores y el conjunto de forma distinta a como lo haría con un aceite convencional.
Seleccionar la compatibilidad adecuada de la manguera hidráulica de agua-glicol requiere más que simplemente comprobar la presión. Los compradores e ingenieros deben evaluar la formulación completa del fluido, el rango de temperatura, el compuesto de la manguera, el refuerzo, el entorno externo y el programa de mantenimiento.
¿Qué es un fluido hidráulico de agua y glicol?
Los fluidos de agua-glicol se clasifican comúnmente como fluidos hidráulicos resistentes al fuego HFC. Son soluciones que contienen agua y glicol junto con aditivos para lubricación, protección contra la corrosión, estabilidad y otros requisitos de rendimiento. El contenido de agua ayuda a absorber el calor y hace que el fluido sea más difícil de inflamar que el aceite mineral.
La formulación exacta varía según el proveedor y la aplicación. Dos fluidos descritos como glicol de agua pueden contener diferentes paquetes de aditivos o proporciones distintas. Por lo tanto, se debe verificar la compatibilidad con el fluido específico y sus datos técnicos actualizados, y no basarse únicamente en la categoría general de HFC.
Por qué la compatibilidad de las mangueras es diferente a la del servicio de aceite mineral.
El tubo interior está expuesto continuamente al fluido hidráulico. Si el compuesto no es el adecuado, puede hincharse, ablandarse, encogerse, endurecerse, agrietarse o perder adherencia al refuerzo. Algunos cambios aparecen rápidamente, mientras que otros se desarrollan a lo largo de meses de ciclos de temperatura e impulsos de presión.
El agua también puede alcanzar el refuerzo expuesto a través de una cubierta dañada o un extremo de manguera mal protegido. Una vez que la humedad entra en contacto con el alambre de acero, la corrosión puede debilitar el refuerzo y reducir la vida útil del conjunto. Por ello, el estado de la cubierta, el sellado del extremo y el almacenamiento son especialmente importantes en entornos húmedos o que requieren lavado.
Por lo tanto, las mangueras hidráulicas adecuadas deben cumplir con los requisitos químicos y mecánicos. Una manguera puede ser químicamente compatible, pero tener un refuerzo insuficiente para el circuito. También puede tener la presión de trabajo adecuada, pero utilizar un compuesto para tubos no aprobado para el fluido.
Comience con la información exacta del fluido.
Antes de solicitar una recomendación a un proveedor de mangueras, recopile la siguiente información:
- Fabricante del fluido y nombre completo del producto
- Clasificación de fluidos, como HFC
- Contenido de agua y glicol, cuando esté disponible.
- Información sobre aditivos o inhibidores
- Temperatura normal y máxima del fluido
- Presión del sistema y picos de presión
- Ciclo de trabajo y frecuencia de impulso
- Tamaño de la manguera y caudal
- Exposición al calor externo, salpicaduras de material fundido y abrasión.
- Productos químicos de limpieza y prácticas de lavado
Se recomienda revisar la guía de compatibilidad del proveedor de fluidos junto con los datos del fabricante de la manguera. Si la aplicación es crítica o la formulación es inusual, puede ser conveniente realizar pruebas de inmersión en laboratorio o un ensayo de campo controlado.
El material de la cámara de aire es la primera decisión.
Los tubos de las mangueras hidráulicas se fabrican con diferentes elastómeros y materiales termoplásticos. Su comportamiento depende de la composición química del fluido, la temperatura, la concentración y el tiempo de exposición.
Los tubos de nitrilo de uso general se utilizan ampliamente con aceites hidráulicos derivados del petróleo, pero es importante confirmar la compatibilidad con un fluido específico de agua y glicol, en lugar de darla por sentada. Se pueden formular compuestos elastoméricos especiales para fluidos resistentes al fuego. Los tubos termoplásticos o de fluoropolímero ofrecen diferentes características químicas y de temperatura, pero también presentan requisitos distintos de flexibilidad, permeabilidad y montaje.
Una guía general de compatibilidad de fluidos para mangueras hidráulicas resulta útil para una evaluación inicial. No debe sustituir la aprobación para el fluido, la concentración y la temperatura de funcionamiento específicos.
La clasificación de presión sigue siendo importante.
La resistencia al fuego no reduce las exigencias mecánicas del circuito. La manguera debe seguir siendo apta para la presión máxima continua y los picos transitorios. Los equipos de producción de acero y procesamiento de metales suelen operar bajo fuertes impactos, vibraciones, calor y movimientos repetitivos.
Seleccione el refuerzo según la presión y la carga de impulso. Las mangueras trenzadas con alambre son adecuadas para muchos circuitos de presión media y alta. Las mangueras con refuerzo en espiral se utilizan cuando se requieren presiones más altas, cargas de impulso severas o equipos pesados.
Utilice la presión de trabajo nominal correspondiente al tamaño real de la manguera. No utilice la presión de rotura como límite de diseño. Las mangueras de mayor tamaño dentro de la misma familia pueden tener presiones de trabajo nominales inferiores, por lo que debe consultarse la especificación para el diámetro interior seleccionado.
Controlar la temperatura de funcionamiento
La temperatura afecta tanto la estabilidad del fluido como la vida útil de la manguera. El calor excesivo puede acelerar el ataque químico, el endurecimiento, la hinchazón y la pérdida de adherencia entre el tubo y el refuerzo. También puede alterar la viscosidad del fluido y reducir el rendimiento de la lubricación.
La temperatura máxima indicada en una tabla genérica de mangueras puede corresponder a un fluido diferente. Una manguera diseñada para soportar una temperatura específica con aceite mineral podría requerir un límite inferior al utilizarse con agua-glicol. Confirme la temperatura permitida para la combinación de material de la manguera y fluido.
El calor externo debe evaluarse por separado. Una manguera cerca de un horno, cuchara, molde o pieza fundida caliente puede estar expuesta a calor radiante muy superior a la temperatura del fluido. Es posible que se requieran enrutamientos, protecciones, barreras reflectantes o manguitos ignífugos, incluso cuando el tubo interior sea compatible.
Considere el PTFE para condiciones químicas o térmicas exigentes.
En algunos sistemas, se puede considerar el uso de una manguera hidráulica de PTFE, ya que este material ofrece una amplia resistencia química y soporta altas temperaturas. Sin embargo, no es un sustituto universal para las mangueras de caucho reforzado.
Las mangueras de PTFE tienen requisitos específicos en cuanto a radio de curvatura, vibración, permeabilidad, conductividad y conexiones. El refuerzo y la construcción del ensamblaje deben ser compatibles con la presión y el movimiento de la aplicación. Una flexión repetida cerca de la conexión puede acortar la vida útil si el enrutamiento es deficiente.
La decisión debe basarse en la aplicación completa. Una manguera de caucho con la composición adecuada puede proporcionar mayor flexibilidad para el movimiento de equipos, mientras que el PTFE puede ser apropiado cuando la resistencia química o la temperatura son requisitos fundamentales.
Los racores y las juntas también deben ser compatibles.
La manguera es solo una parte del recorrido del fluido. Los materiales de los racores, los revestimientos, las juntas tóricas, los sellos, los componentes de las válvulas y los materiales de la bomba deben ser aptos para el servicio con agua y glicol.
Un sello incompatible puede ablandarse o tener fugas incluso cuando el tubo de la manguera permanece estable. Los inhibidores de corrosión en el fluido ayudan a proteger el sistema, pero su eficacia depende del estado y la concentración del fluido. Las prácticas de rellenado incorrectas pueden diluir el paquete de inhibidores y alterar la compatibilidad.
Al solicitar conjuntos de mangueras, especifique el fluido para que el proveedor pueda verificar tanto la manguera como el sistema de conexión. Evite combinar una manguera homologada con una férula o inserto no verificado.
Instalación y enrutamiento en zonas de alto riesgo
Se eligen fluidos de agua-glicol debido a que el entorno circundante puede ser peligroso. El trazado de las mangueras debe reducir la probabilidad de que una fuga alcance superficies calientes o al personal.
Mantenga las mangueras alejadas de bordes afilados, piezas móviles de maquinaria, trayectorias de metal fundido y calor radiante directo, siempre que sea posible. Utilice abrazaderas que sujeten el conjunto sin aplastarlo. Permita el movimiento sin torcer la manguera ni doblarla por debajo del radio especificado.
En los puntos de articulación, utilice protección contra la abrasión y deje suficiente longitud para el movimiento. Cerca de zonas de alta temperatura, una funda ignífuga puede proporcionar una barrera adicional, pero no garantiza la seguridad de una manguera con especificaciones incorrectas.
Mantenimiento de conjuntos de mangueras de agua y glicol
Los intervalos de inspección deben reflejar la severidad de la aplicación. Una manguera que funciona junto a un horno requiere revisiones más frecuentes que una manguera protegida en una unidad de energía fija en interiores.
Comprobar:
- Agrietamiento, ampollas, reblandecimiento o decoloración de la cubierta
- Abrasión y refuerzo expuesto
- Manchas de óxido cerca de los accesorios o áreas de cubierta dañadas
- Fugas, humedad o residuos en las conexiones
- Torsiones, aplanamiento, torsión o dobleces pronunciados
- Exposición excesiva al calor o fundas protectoras dañadas
- Cambios en la concentración de fluidos o contaminación
El mantenimiento del fluido afecta la vida útil de la manguera. Siga los procedimientos del proveedor para el control de la concentración, la filtración, las comprobaciones de pH o alcalinidad de reserva (cuando corresponda) y el mantenimiento de los aditivos. Agregar agua sola o mezclar productos sin autorización puede alterar la composición química del sistema.
Preguntas que debe hacerle a un proveedor de mangueras.
Para un nuevo proyecto o programa de reemplazo, solicite al proveedor que confirme lo siguiente:
- ¿Está homologado el tubo para el fluido exacto de agua-glicol?
- ¿Qué límite de temperatura se aplica en el servicio de HFC?
- ¿Qué presión de trabajo corresponde al tamaño de manguera requerido?
- ¿El conjunto es adecuado para la carga de impulsos prevista?
- ¿Son compatibles los racores, los revestimientos y las juntas?
- ¿Se recomienda el uso de una funda ignífuga o un protector contra la abrasión?
- ¿Qué directrices de inspección y sustitución se aplican?
- ¿Es necesario realizar pruebas de compatibilidad adicionales para la aplicación?
Documente las respuestas en las especificaciones de la manguera para que los futuros pedidos de repuesto utilicen la misma construcción aprobada.
Conclusión
La selección de una manguera hidráulica para fluido de agua-glicol requiere una evaluación química y mecánica coordinada. Comience con la formulación exacta del fluido y luego confirme el tubo interior, la temperatura de funcionamiento, la presión de trabajo, el refuerzo, el sistema de conexión y la protección externa.
No seleccione basándose únicamente en la presión nominal ni asuma que una manguera homologada para aceite mineral tendrá la misma vida útil en un servicio con HFC. La mejor especificación combina compatibilidad verificada con la capacidad de presión adecuada, el recorrido correcto, protección contra la corrosión e inspección rigurosa.
