Os fluidos hidráulicos à base de água e glicol são utilizados em locais onde o óleo mineral representaria um risco inaceitável de incêndio, como em siderúrgicas, fundições, operações de fundição sob pressão e fornos. Seu comportamento resistente ao fogo também altera os requisitos para mangueiras, vedações e outros componentes em contato com o fluido.
Uma mangueira que apresenta bom desempenho com óleo hidráulico à base de petróleo não é automaticamente adequada para uso com água-glicol. Esse fluido contém uma quantidade significativa de água, glicol, inibidores de corrosão e outros aditivos. Esses componentes podem afetar o tubo interno, o reforço, as conexões e a vida útil do conjunto de maneiras diferentes do óleo comum.
Selecionar a mangueira hidráulica de água-glicol correta e sua compatibilidade exige mais do que apenas verificar a pressão. Compradores e engenheiros devem avaliar a formulação completa do fluido, a faixa de temperatura, o composto da mangueira, o reforço, o ambiente externo e o programa de manutenção.
O que é um fluido hidráulico água-glicol?
Os fluidos água-glicol são geralmente classificados como fluidos hidráulicos resistentes ao fogo HFC. São soluções que contêm água e glicol, juntamente com aditivos para lubrificação, proteção contra corrosão, estabilidade e outros requisitos de desempenho. O teor de água ajuda a absorver o calor e torna o fluido mais difícil de inflamar do que o óleo mineral.
A formulação exata varia de acordo com o fornecedor e a aplicação. Dois fluidos descritos como água-glicol podem conter pacotes ou proporções de aditivos diferentes. Portanto, a compatibilidade deve ser verificada com base no fluido específico e em seus dados técnicos atuais, e não presumida apenas com base na categoria geral de HFC.
Por que a compatibilidade de mangueiras é diferente da de serviços com óleo mineral?
A câmara de ar fica continuamente exposta ao fluido hidráulico. Se o composto for inadequado, pode inchar, amolecer, encolher, endurecer, rachar ou perder a aderência ao reforço. Algumas alterações aparecem rapidamente, enquanto outras se desenvolvem ao longo de meses de ciclos de temperatura e impulsos de pressão.
A água também pode atingir a armadura exposta através de uma cobertura danificada ou de uma extremidade da mangueira mal protegida. Quando a umidade entra em contato com o fio de aço, a corrosão pode enfraquecer a armadura e reduzir a vida útil do conjunto. Isso torna a condição da cobertura, a vedação das extremidades e o armazenamento particularmente importantes em ambientes úmidos ou sujeitos a lavagem frequente.
As mangueiras hidráulicas corretas devem, portanto, atender aos requisitos químicos e mecânicos. Uma mangueira pode ser quimicamente compatível, mas ter reforço insuficiente para o circuito. Ela também pode ter pressão de trabalho adequada, mas utilizar um composto de revestimento que não seja aprovado para o fluido.
Comece com as informações exatas sobre o fluido.
Antes de pedir uma recomendação a um fornecedor de mangueiras, reúna as seguintes informações:
- Fabricante do fluido e nome completo do produto
- Classificação de fluidos, como HFC
- Teor de água e glicol, quando disponível.
- Informações sobre aditivos ou inibidores
- Temperatura normal e máxima do fluido
- Pressão do sistema e picos de pressão
- Ciclo de trabalho e frequência de impulso
- Diâmetro da mangueira e vazão
- Exposição a calor externo, respingos de material fundido e abrasão
- Produtos químicos de limpeza e práticas de lavagem
As orientações de compatibilidade do fornecedor do fluido devem ser analisadas juntamente com os dados do fabricante da mangueira. Se a aplicação for crítica ou a formulação for incomum, testes de imersão em laboratório ou um ensaio de campo controlado podem ser apropriados.
O material da câmara de ar é a primeira decisão.
As mangueiras hidráulicas são fabricadas com diferentes elastômeros e materiais termoplásticos. Seu comportamento depende da composição química do fluido, da temperatura, da concentração e do tempo de exposição.
Tubos de nitrilo de uso geral são amplamente utilizados com óleos hidráulicos derivados de petróleo, mas a compatibilidade com um fluido específico de água e glicol deve ser confirmada, e não presumida. Compostos de elastômero especiais podem ser formulados para fluidos resistentes ao fogo. Tubos termoplásticos ou de fluoropolímero podem oferecer diferentes características químicas e de temperatura, mas também apresentam requisitos distintos de flexibilidade, permeabilidade e encaixe.
Um guia geral de compatibilidade de fluidos para mangueiras hidráulicas é útil para uma triagem inicial. Ele não deve substituir a aprovação para o fluido específico, sua concentração e temperatura de operação.
A classificação de pressão ainda importa
A resistência ao fogo não reduz as exigências mecânicas do circuito. A mangueira deve permanecer adequada para pressão contínua máxima e picos transitórios. Equipamentos na produção de aço e processamento de metais frequentemente operam sob severos choques, vibrações, calor e movimentos repetidos.
Escolha o reforço de acordo com a pressão e a carga de impulso necessárias. Mangueiras com trançado de aço podem ser usadas em muitos circuitos de média e alta pressão. Mangueiras com espiral de aço são utilizadas onde pressões mais elevadas, cargas de impulso severas ou equipamentos pesados exigem maior resistência.
Utilize a pressão de trabalho nominal para o diâmetro real da mangueira. Não utilize a pressão de ruptura como limite de projeto. Diâmetros maiores dentro da mesma família de mangueiras podem ter pressões de trabalho nominais inferiores, portanto, a especificação deve ser verificada para o diâmetro selecionado.
Controle a temperatura de operação.
A temperatura afeta tanto a estabilidade do fluido quanto a vida útil da mangueira. O calor excessivo pode acelerar o ataque químico, o endurecimento, o inchaço e a perda de adesão entre o tubo e o reforço. Também pode alterar a viscosidade do fluido e reduzir o desempenho da lubrificação.
A temperatura máxima impressa em uma tabela genérica de mangueiras pode se aplicar a um fluido diferente. Uma mangueira com classificação de temperatura para óleo mineral pode precisar de um limite inferior para uso com água e glicol. Confirme a temperatura permitida para a combinação de material da mangueira e fluido.
O calor externo deve ser avaliado separadamente. Uma mangueira próxima a um forno, panela de fundição, molde ou peça fundida quente pode ser exposta a calor radiante muito acima da temperatura do fluido. Direcionamento específico, proteções, barreiras refletoras ou revestimentos antichamas podem ser necessários mesmo quando a mangueira interna for compatível.
Considere o PTFE para condições químicas ou térmicas exigentes.
Em alguns sistemas, uma mangueira hidráulica de PTFE pode ser considerada devido à sua ampla resistência química e capacidade de suportar altas temperaturas. No entanto, ela não substitui universalmente as mangueiras de borracha reforçada.
A mangueira de PTFE possui requisitos específicos quanto ao raio de curvatura, vibração, permeabilidade, condutividade e conexões. O reforço e a construção da montagem devem ser adequados à pressão e ao movimento da aplicação. Flexões repetidas próximas à conexão podem reduzir a vida útil se o roteamento for inadequado.
A decisão deve ser baseada na aplicação completa. Uma mangueira de borracha com a composição adequada pode oferecer maior flexibilidade para movimentar equipamentos, enquanto o PTFE pode ser mais apropriado quando a resistência química ou a temperatura forem os requisitos principais.
As conexões e vedações também devem ser compatíveis.
A mangueira é apenas uma parte do percurso do fluido. Os materiais de conexão, o revestimento, os anéis de vedação, as juntas, os componentes das válvulas e os materiais da bomba devem ser adequados para serviço com água e glicol.
Uma vedação incompatível pode amolecer ou vazar mesmo que a mangueira permaneça estável. Os inibidores de corrosão no fluido ajudam a proteger o sistema, mas sua eficácia depende da condição e da concentração do fluido. Práticas incorretas de reposição podem diluir o pacote de inibidores e alterar a compatibilidade.
Ao encomendar conjuntos de mangueiras, especifique o fluido para que o fornecedor possa verificar tanto a mangueira quanto o sistema de conexões. Evite combinar uma mangueira aprovada com uma ponteira ou inserto não verificado.
Instalação e roteamento em áreas de alto risco
Os fluidos à base de água e glicol são escolhidos porque o ambiente circundante pode ser perigoso. O trajeto das mangueiras deve minimizar a probabilidade de um vazamento atingir superfícies quentes ou pessoas.
Mantenha as mangueiras afastadas de bordas afiadas, peças móveis da máquina, trajetórias de metal fundido e calor radiante direto, sempre que possível. Utilize braçadeiras que suportem o conjunto sem comprimi-lo. Permita o movimento sem torcer a mangueira ou dobrá-la abaixo do raio especificado.
Nos pontos de articulação, utilize proteção contra abrasão e deixe comprimento suficiente para permitir a movimentação. Próximo a zonas de alta temperatura, uma capa resistente ao fogo pode fornecer uma barreira adicional, mas não torna segura uma mangueira especificada incorretamente.
Manutenção de conjuntos de mangueiras de água-glicol
Os intervalos de inspeção devem refletir a severidade da aplicação. Uma mangueira operando próxima a uma fornalha requer inspeções mais frequentes do que uma mangueira protegida em uma unidade de energia interna estacionária.
Verificar se há:
- Rachaduras, bolhas, amolecimento ou descoloração na cobertura.
- Abrasão e reforço exposto
- Manchas de ferrugem perto de acessórios ou áreas de cobertura danificadas
- Vazamento, umidade ou resíduos nas conexões
- Dobras, achatamento, torção ou curvas acentuadas
- Exposição excessiva ao calor ou mangas de proteção danificadas
- Alterações na concentração do fluido ou contaminação
A manutenção do fluido afeta a vida útil da mangueira. Siga os procedimentos do fornecedor do fluido para controle de concentração, filtração, verificação de pH ou alcalinidade de reserva (quando aplicável) e manutenção de aditivos. Adicionar água pura ou misturar produtos sem aprovação pode alterar a composição química do sistema.
Perguntas a fazer a um fornecedor de mangueiras
Para um novo projeto ou programa de substituição, solicite a confirmação do fornecedor:
- O tubo é homologado para o fluido específico de água e glicol?
- Qual é o limite de temperatura aplicável ao serviço de HFC?
- Qual a pressão de trabalho aplicável ao tamanho de mangueira necessário?
- O conjunto é adequado para a carga de impulso esperada?
- Os acessórios, o revestimento e as vedações são compatíveis?
- É recomendável o uso de uma capa protetora contra fogo ou abrasão?
- Que orientações de inspeção e substituição se aplicam?
- São necessários testes de compatibilidade adicionais para o aplicativo?
Documente as respostas na especificação da mangueira para que futuros pedidos de substituição utilizem a mesma construção aprovada.
Conclusão
A seleção de uma mangueira hidráulica para fluido de água-glicol exige uma avaliação coordenada dos aspectos químicos e mecânicos. Comece pela formulação exata do fluido e, em seguida, confirme o tubo interno, a temperatura de operação, a pressão de trabalho, o reforço, o sistema de conexão e a proteção externa.
Não selecione apenas pela classificação de pressão nem assuma que uma mangueira aprovada para óleo mineral terá a mesma vida útil em serviço com HFC. A melhor especificação combina compatibilidade comprovada com capacidade de pressão adequada, roteamento correto, proteção contra corrosão e inspeção rigorosa.
