Un tubo idraulico può sembrare un componente relativamente semplice, ma scegliere quello sbagliato può causare perdita di pressione, surriscaldamento, perdite, inattività imprevista o addirittura un grave incidente di sicurezza.
Per i team di approvvigionamento, la selezione di un tubo idraulico non dovrebbe basarsi solo sul prezzo, sull'aspetto o sulla pressione stampata sulla copertura del tubo. Devono essere considerati le condizioni operative complete dell'attrezzatura.
Un tubo adatto deve gestire in sicurezza la pressione richiesta, fornire il flusso necessario, rimanere compatibile con il fluido idraulico, adattarsi allo spazio di installazione disponibile e resistere all'ambiente circostante.
Questa guida spiega i principali fattori che gli acquirenti dovrebbero valutare prima di ordinare tubi idraulici o assemblaggi completi di tubi idraulici.
1. Inizia con l'applicazione attuale
Prima di selezionare un modello di tubo, identifica esattamente dove e come sarà utilizzato il tubo.
Le domande utili includono:
- Quale tipo di attrezzatura utilizzerà il tubo?
- Il tubo è installato su macchinari mobili o fissi?
- Il tubo si muove ripetutamente durante il funzionamento?
- Sarà esposto ad abrasione, luce solare, prodotti chimici, calore, umidità o detriti?
- Lo spazio di installazione è ristretto?
- Il tubo sarà soggetto a vibrazioni, impatti, trazioni o torsioni?
- Il tubo è utilizzato in una linea di pressione, linea di ritorno, linea di aspirazione o circuito pilota?
Lo stesso tubo può funzionare bene in un'unità di potenza idraulica fissa ma guastarsi prematuramente su un braccio di escavatore, attrezzatura agricola, camion per rifiuti o altra macchina in movimento.
La SAE J1273 fornisce indicazioni dell'industria che coprono la selezione, il percorso, la fabbricazione, l'installazione, la sostituzione, la manutenzione e la conservazione delle assiemi di tubi idraulici. Questo evidenzia perché la selezione del tubo dovrebbe essere trattata come parte del design completo dell'attrezzatura anziché come una decisione di acquisto isolata.
2. Conferma la pressione di lavoro massima
La pressione di lavoro è uno dei criteri di selezione più importanti.
La pressione di lavoro nominale del tubo selezionato deve essere uguale o superiore alla pressione massima che può verificarsi nel sistema idraulico. Gli acquirenti dovrebbero considerare anche i picchi di pressione transitori piuttosto che fare affidamento solo sulla pressione normale mostrata sul manometro.
Un sistema idraulico che funziona normalmente a 180 bar, per esempio, può sperimentare picchi di pressione istantanei molto più elevati quando:
- Una valvola direzionale si chiude rapidamente
- Un cilindro raggiunge la fine della sua corsa
- Un carico pesante si ferma all'improvviso
- Una valvola di controllo cambia posizione
- Carichi esterni agiscono sull'attuatore
- Il flusso viene bloccato improvvisamente
I manometri standard potrebbero non registrare picchi di pressione molto brevi. Pertanto, quando i guasti dei tubi si verificano ripetutamente senza una causa ovvia, il sistema potrebbe dover essere controllato con apparecchiature di monitoraggio della pressione ad alta velocità.
La pressione di lavoro massima di un assieme di tubi completo è determinata dal suo componente con il punteggio più basso. Un tubo ad alta pressione collegato a raccordi con punteggio inferiore non crea un assieme ad alta pressione.
Non selezionare un tubo in base alla pressione di rottura
La pressione di scoppio è principalmente un valore di qualifica o di test di fabbricazione. Non è la pressione alla quale il tubo può operare continuamente.
I cataloghi dei tubi idraulici specificano normalmente una pressione di lavoro massima. Il sistema non dovrebbe mai operare al di sopra di quel valore, anche quando la pressione di rottura pubblicata appare sostanzialmente più alta.
Alcuni tubi idraulici sono progettati con un rapporto di 4:1 tra la pressione di rottura minima e la pressione di lavoro massima, ma il fattore di progettazione esatto dipende dal tipo di tubo, dall'applicazione e dallo standard applicabile. Gli acquirenti dovrebbero sempre utilizzare la pressione di lavoro pubblicata piuttosto che calcolare una pressione consentita dal valore di rottura.
3. Seleziona il corretto diametro interno del tubo
La dimensione del tubo idraulico si riferisce normalmente al diametro interno, o ID, piuttosto che al diametro esterno.
L'ID del tubo deve essere abbastanza grande da trasportare il flusso richiesto senza creare una velocità dei fluidi eccessiva o una perdita di pressione.
Se il tubo è troppo piccolo:
- La velocità del fluido aumenta
- La perdita di pressione aumenta
- La temperatura dell'olio può aumentare
- L'efficienza del sistema diminuisce
- Il rumore e le vibrazioni possono aumentare
- Le valvole e altri componenti possono funzionare in modo errato
Se il tubo è inutilmente grande:
- Aumenti nel costo dei materiali
- Il tubo diventa più pesante
- Il percorso diventa più difficile
- Potrebbero essere necessari raccordi più grandi
- È necessario più spazio per l'installazione
Il diametro del tubo dovrebbe quindi essere selezionato in base al flusso richiesto e se il tubo è utilizzato come linea di pressione, ritorno, aspirazione o scarico. Le linee guida di Parker per la selezione dei tubi notano ugualmente che un ID del tubo errato può creare prestazioni lente o eccessiva caduta di pressione e danni al sistema.
Quando si richiede un preventivo, fornire almeno uno dei seguenti:
- Diametro interno del tubo richiesto
- Dimensione dash
- Portata richiesta
- Modello del tubo esistente
- Informazioni sulla linea del tubo esistente
- Disegno dell'attrezzatura o schema idraulico
4. Controlla sia la temperatura del fluido che quella ambientale
Devono essere considerate due temperature:
- La temperatura del fluido all'interno del tubo
- La temperatura ambiente circostante il tubo
Un tubo installato vicino a un motore, un sistema di scarico, un forno, una fonderia o un'altra fonte di calore può sperimentare una temperatura esterna molto più alta rispetto all'olio idraulico stesso.
L'esposizione continua a temperature eccessive può:
- Indurire il tubo interno
- Ridurre la flessibilità della gomma
- Accelerare la rottura del rivestimento
- Danneggiare i sigilli e gli O-ring
- Ridurre la capacità di pressione
- Accorciare la vita utile del tubo
I limiti di temperatura possono anche cambiare a seconda del fluido trasportato. Un tubo può avere una classificazione di temperatura per olio idraulico a base di petrolio e una classificazione inferiore per acqua-glicole, emulsione acqua-olio, aria calda o un altro mezzo.
Gli acquirenti devono fornire:
- Temperatura normale dell'olio
- Temperatura massima dell'olio
- Temperature ambientali minime e massime
- Esposizione a calore radiante o diretto
- Se il tubo funziona in modo continuo o intermittente
Una manica protettiva o uno scudo termico possono essere necessari, ma la protezione non dovrebbe essere utilizzata per compensare la scelta di un tubo con una classificazione di temperatura inadeguata.
5. Verifica la compatibilità del fluido
Il tubo interno del tubo deve essere chimicamente compatibile con il fluido che lo attraversa.
I mezzi comuni includono:
- Olio minerale idraulico
- Fluidi idraulici sintetici
- Olio idraulico biodegradabile
- Fluidi acqua-glicole
- Emulsione acqua-olio
- Olio lubrificante
- Liquido refrigerante
- Carburante
- Aria compressa
- Chimici industriali
La compatibilità deve essere controllata per l'assemblaggio completo, inclusi:
- Tubo interno del tubo
- Rivestimento del tubo
- Rinforzo
- Raccordi
- O-ring
- Guarnizioni
Un fluido incompatibile può causare il rigonfiamento, l'ammorbidimento, l'indurimento, la fessurazione o la separazione del tubo interno. Va inoltre considerata l'esposizione chimica al di fuori del tubo. Ad esempio, il rivestimento del tubo potrebbe entrare in contatto con agenti detergenti, fertilizzanti, acqua salata, carburante, solventi o sostanze chimiche di processo.
Le linee guida di selezione di Parker raccomandano espressamente di verificare la compatibilità non solo con il fluido trasportato, ma anche con l'ambiente operativo esterno del tubo.
6. Considera il raggio di curvatura minimo
Ogni tubo idraulico ha un raggio di curvatura minimo specificato.
Installare il tubo al di sotto di questo raggio può danneggiare il rinforzo, limitare il flusso, esercitare stress eccessivo vicino al raccordo e ridurre significativamente la vita utile.
Il tubo non dovrebbe iniziare a piegarsi immediatamente all'estremità del raccordo crimpato. Dovrebbe rimanere una breve sezione retta tra il raccordo e l'inizio della curva.
Il raggio di curvatura diventa particolarmente importante quando:
- Lo spazio di installazione è limitato
- Il tubo collega componenti in movimento
- L'assemblaggio utilizza raccordi ad angolo.
- Diverse tubazioni sono collegate insieme.
- Il tubo deve passare attraverso una cornice stretta.
- La macchina opera attraverso un ampio intervallo di movimento.
Le linee guida per l'installazione relative all'SAE avvertono che curvare un tubo al di sotto del suo raggio minimo elencato può ridurre significativamente la vita del tubo, in particolare quando la curva acuta si verifica vicino alla connessione tubo-raccordo.
Per attrezzature compatte, un tubo con un raggio di curvatura più piccolo può essere preferibile a costringere un tubo standard in un percorso inadatto.
7. Valuta l'abrasione e l'esposizione ambientale
L'abrasione esterna è una delle cause più comuni di danneggiamento delle tubazioni idrauliche.
Un tubo può sfregare contro:
- Telai della macchina
- Altri tubi
- Supporti
- Bordi taglienti
- Collegamenti mobili
- Superfici di cemento o stradali
- Coltivazioni agricole e detriti.
A seconda dell'applicazione, gli acquirenti potrebbero avere bisogno di:
- Coperte di tubo resistenti all'abrasione
- Manicotti protettivi in tessuto
- Guaine a spirale
- Manicotti resistenti al fuoco.
- Guardie di primavera
- Schermature termiche
- Fissaggi per tubi o supporti di instradamento
- Sistemi di resistenza al cedimento
Non assumere che una manica protettiva possa correggere un instradamento inadeguato. Il tubo dovrebbe prima essere posizionato per evitare sfregamenti, allungamenti, schiacciamenti, torsioni e contatti con superfici calde.
8. Seleziona i raccordi e le filettature corrette
Un'assemblaggio di tubi idraulici include più del tubo stesso. Entri della fitting devono corrispondere alle porte dell'attrezzatura.
I tipi di connessione comuni includono:
- BSPP
- BSPT
- NPT
- JIC
- ORFS
- Flangia SAE
- DIN metrico
- Serie leggera e pesante metrica
- Banjo
- Adattatori personalizzati
Le connessioni che sembrano simili possono utilizzare filettature o metodi di tenuta completamente diversi. Ad esempio, un fitting può sigillare attraverso:
- Una filettatura conica
- Un cono metallico
- Una superficie piatta con un O-ring
- Una tenuta incollata
- Un boss per O-ring
- Una flangia con un O-ring
Il solo diametro della filettatura non è sufficiente per identificare una connessione. Anche il passo della filettatura, la superficie di tenuta, il genere del raccordo, l'angolo del sedile e lo standard applicabile devono essere confermati.
Utilizzare un raccordo errato può causare perdite, filettature danneggiate, assemblaggio instabile o separazione improvvisa sotto pressione.
9. Conferma la lunghezza dell'assemblaggio e l'orientamento dei raccordi
La lunghezza richiesta è normalmente la lunghezza totale dell'assemblaggio del tubo finito, non semplicemente la lunghezza tagliata del tubo di gomma.
Il metodo di misurazione dipende dai due tipi di raccordi. La lunghezza può essere misurata tra:
- Superfici terminali del raccordo
- Superfici di tenuta
- Linee centrali dei gomiti
- Linee centrali dei bulloni banjo
- Facce delle flange
Il tubo deve essere sufficientemente lungo per accogliere il movimento della macchina, le variazioni di lunghezza legate alla pressione e le tolleranze di installazione senza diventare teso. Tuttavia, una lunghezza eccessiva può creare problemi di sfregamento, sfiancamento e instradamento.
Quando entrambe le estremità utilizzano raccordi a gomito, è necessario specificare anche l'orientamento angolare tra i raccordi. Parker osserva che l'orientamento del raccordo e la lunghezza complessiva dell'assemblaggio devono essere registrati prima di tagliare un tubo di ricambio non identificato.
Un semplice disegno o fotografia con punti di riferimento marcati può prevenire costosi errori di assemblaggio.
10. Evita di mescolare sistemi di tubi e raccordi non verificati
Le dimensioni del tubo, del raccordo, della manicotto e della crimpatura devono essere compatibili.
Un tubo che fisicamente si adatta all'interno di una manicotto non è automaticamente una combinazione valida. Differenze nello spessore della copertura, nella struttura di rinforzo, nel design dello stelo del raccordo, nelle dimensioni della manicotto e nel diametro della crimpatura possono influenzare la ritenzione e la tenuta.
Per applicazioni critiche, gli acquirenti dovrebbero chiedere al fornitore se:
- Il tubo e i raccordi sono una combinazione verificata
- La corretta specifica di crimpatura è disponibile
- L'assemblaggio è stato realizzato utilizzando attrezzature calibrate
- Il diametro della crimpatura è ispezionato
- Il collaudo a pressione è disponibile
- La tracciabilità può essere fornita
Mescolare componenti non verificati aumenta il rischio di perdite, esplosioni del raccordo e guasti prematuri del tubo.
11. Controlla gli standard e i requisiti di prova applicabili
A seconda della macchina e del mercato di destinazione, il tubo potrebbe dover conformarsi a standard come:
- SAE
- ISO
- EN
- DIN
- MSHA
- Requisiti di classificazione marina
- Specifiche OEM specifiche per il cliente
La SAE J517 copre i requisiti dimensionali e di prestazione per diversi tipi di tubo idraulico, mentre la SAE J1273 fornisce raccomandazioni più ampie per la selezione, l'installazione, la manutenzione e la sostituzione dei tubi.
I requisiti di ispezione e test possibili includono:
- Ispezione visiva
- Ispezione del diametro di crimpatura
- Test di prova della pressione
- Test di scoppio
- Test di impulso
- Controllo della pulizia
- Ispezione delle perdite
- Ispezione dimensionale
- Certificazione dei materiali
- Tracciabilità del lotto
Non ogni assemblaggio richiede ogni test. Gli acquirenti dovrebbero specificare lo standard di test richiesto e la documentazione quando richiedono un preventivo.
Una lista di controllo pratica per la selezione dei tubi idraulici
Prima di effettuare un ordine, confermare quanto segue:
- Attrezzature e applicazione
- Linea di pressione, linea di ritorno, linea di aspirazione o linea pilota
- Massima pressione di lavoro
- Possibili picchi di pressione
- Portata richiesta
- Diametro interno del tubo
- Tipo di fluido
- Temperatura del fluido
- Temperatura ambiente
- Raggio di curvatura minimo
- Installazione dinamica o fissa
- Abrasion e esposizione ambientale
- Tipo di raccordo a entrambe le estremità
- Metodo di filettatura e sigillatura
- Lunghezza complessiva dell'assemblaggio
- Orientamento del gomito
- Manica protettiva richiesta
- Normativa applicabile
- Requisiti di test e certificazione
- Quantità e programma di consegna
Conclusione
Scegliere il giusto tubo idraulico richiede più che semplicemente abbinare il diametro e la pressione di esercizio di un tubo esistente.
La scelta corretta deve considerare dimensioni, temperatura, applicazione, media, pressione, raccordi, instradamento, movimento, esposizione ambientale e requisiti di test applicabili. Questi fattori sono spesso riassunti utilizzando il metodo STAMP: Dimensione, Temperatura, Applicazione, Media e Pressione.
Fornire informazioni operative complete consente al fornitore di raccomandare un'assemblaggio più sicuro e affidabile. Aiuta anche i team di acquisto a evitare preventivi ripetuti, campioni errati, problemi di installazione e costi di sostituzione prematura.
Per un preventivo di assemblaggio di tubi idraulici personalizzati, inviare ad AiSoar Hydraulics la dimensione del tubo, la pressione, la lunghezza, i dettagli dei raccordi, il tipo di fluido, la quantità e i disegni o fotografie disponibili.
