Manga de sílica para proteção térmica de mangueira hidráulica

Manga de sílica para proteção térmica de mangueiras hidráulicas

As mangueiras hidráulicas frequentemente falham devido ao calor muito antes de o próprio sistema hidráulico atingir uma temperatura de fluido anormal.

A razão é simples: o exterior da mangueira pode estar exposto ao calor radiante de coletores de escape, fornos, equipamentos de fundição, aço quente, componentes do motor ou tubulações de processo, enquanto o fluido no interior permanece dentro da sua faixa operacional normal.

Nestas condições, uma manga de sílica para mangueira hidráulica pode fornecer uma barreira térmica externa ao redor do corpo da mangueira. O objetivo não é resfriar o fluido hidráulico diretamente. É reduzir a quantidade de calor externo que atinge a capa da mangueira, as camadas de reforço e o tubo interno.

A BSTFLEX fabrica manga de sílica para proteção de mangueiras, cabos, fios e tubos de alta temperatura, incluindo mangas de fibra de sílica trançada para aplicações industriais exigentes.

Por que as mangueiras hidráulicas precisam de proteção térmica externa

Uma mangueira hidráulica é uma estrutura composta. Dependendo do tipo de mangueira, pode incluir um tubo interno, reforço têxtil ou de aço, camadas adesivas e uma capa externa.

Estes materiais não reagem todos ao calor da mesma forma.

O aquecimento externo repetido pode acelerar:

• o endurecimento da capa externa
• o rachamento da superfície
• a perda de flexibilidade
• a degradação do adesivo
• a fadiga do reforço
• o envelhecimento prematuro da mangueira

Mesmo quando nenhum dano visível aparece imediatamente, o ciclo térmico de longo prazo pode reduzir a vida útil.

É por isso que o roteamento de mangueiras próximo a equipamentos de alta temperatura deve ser tratado como um problema de gestão térmica, em vez de apenas um problema de roteamento mecânico.

De onde geralmente vem a exposição ao calor das mangueiras hidráulicas

Os sistemas hidráulicos são usados em máquinas que frequentemente contêm fontes de calor potentes dentro da mesma área de trabalho.

As fontes típicas incluem:

• tubos de escape a diesel
• coletores de escape
• turbocompressores
• fornos industriais
• cadinhos de fundição
• equipamentos de fundição a quente
• máquinas de processamento de aço
• moldes aquecidos
• tubulações de processo
• superfícies do motor

A mangueira não precisa tocar na fonte de calor para ser afetada.

O calor radiante pode elevar a temperatura da superfície da mangueira através do espaço aberto, especialmente quando a mangueira permanece na mesma posição por longos períodos.

O calor radiante é um problema comum em mangueiras hidráulicas

Considere uma mangueira hidráulica roteada ao lado de um tubo de escape a diesel.

A mangueira pode ter de 30 a 50 mm de folga física em relação ao tubo, portanto não há contato direto. No entanto, a superfície do escape continua a irradiar calor em direção à mangueira sempre que o motor está em funcionamento.

Sem proteção, a capa da mangueira pode sofrer aquecimento repetido durante cada ciclo de trabalho.

Uma manga de proteção térmica para mangueira hidráulica adiciona uma camada têxtil de alta temperatura entre a fonte radiante e a mangueira.

O nível real de proteção depende de:

• temperatura da superfície do escapamento
• distância entre o escapamento e a mangueira
• ângulo de exposição
• fluxo de ar
• estrutura da parede da manga
• tempo de exposição
• limite de temperatura da mangueira

Por que a fibra de sílica é usada para proteção severa contra calor em mangueiras

A manga de fibra de vidro padrão é adequada para muitas aplicações térmicas industriais. Quando a exposição ao calor se torna mais severa, uma construção de fibra rica em sílica pode fornecer capacidade de temperatura adicional.

A fibra de sílica também pode ser trançada em uma forma tubular flexível, o que é particularmente útil para mangueiras hidráulicas, pois a mangueira ainda precisa dobrar e se mover.

Uma manga de fibra de sílica para proteção de mangueira pode, portanto, combinar:

• resistência a altas temperaturas
• instalação flexível
• construção tubular compacta
• compatibilidade com roteamento de mangueira curva
• proteção em torno de mangueiras de grande comprimento

Para essas aplicações, a BSTFLEX fornece uma Manga de Sílica Trançada Resistente a Altas Temperaturas.

O diâmetro da mangueira não é o mesmo que o diâmetro da manga

O primeiro erro de dimensionamento é usar o diâmetro interno nominal da mangueira para selecionar a manga.

Uma mangueira hidráulica de 1 polegada não tem 1 polegada de diâmetro externo.

A dimensão correta para a seleção da manga é normalmente o diâmetro externo real da mangueira.

No entanto, isso é apenas o começo.

Para uma mangueira hidráulica montada, o maior diâmetro pode ser a virola, o encaixe ou o acoplamento, em vez do corpo da mangueira.

Instalar antes ou depois da crimpagem?

Esta única decisão de produção pode alterar completamente o tamanho da manga necessária.

Instalação antes da crimpagem dos terminais da mangueira

A manga de sílica só precisa passar pelo corpo da mangueira.

Isso geralmente permite uma manga de ajuste mais próximo e torna a seleção do diâmetro mais simples.

Instalação após a conclusão da montagem da mangueira

A manga deve passar pelo maior terminal ou anilha.

Portanto, pode ser necessária uma manga maior ou uma construção trançada com expansão radial suficiente.

Para montagens de mangueiras OEM, a sequência de instalação deve ser estabelecida antes que as dimensões finais da manga sejam aprovadas.

Exemplo: Mangueira de 25 mm com uma anilha de 38 mm

Suponha que uma mangueira hidráulica tenha um diâmetro externo de 25 mm e uma anilha crimpada medindo 38 mm.

Se a manga de sílica trançada para mangueira hidráulica for instalada antes da crimpagem, a manga pode ser selecionada em torno do corpo da mangueira de 25 mm.

Se tiver que ser instalada após a crimpagem, a manga deve passar por 38 mm.

Essas duas montagens podem, portanto, exigir especificações de manga muito diferentes, embora a mangueira em si seja idêntica.

Por que uma manga não deve ser forçada sobre uma mangueira superdimensionada

A manga trançada pode expandir radialmente, mas a expansão não é ilimitada.

Quando uma manga de sílica trançada é esticada sobre um componente muito maior do que seu diâmetro pretendido, o ângulo da trança muda e os fios podem se separar.

A expansão excessiva pode causar:

• cobertura têxtil reduzida
• menor densidade de parede
• encurtamento da manga instalada
• instalação difícil
• maior atrito contra a capa da mangueira

A manga deve, portanto, ser selecionada de modo que a instalação normal não exija operação contínua na expansão máxima possível.

Por que o comprimento da manga trançada pode mudar durante a instalação

A expansão radial e o comprimento axial estão ligados em uma estrutura trançada.

À medida que o diâmetro aumenta, o ângulo da trança muda e a manga pode ficar mais curta.

Isso é importante quando comprimentos pré-cortados são solicitados.

Uma manga cortada exatamente com 1.000 mm em uma condição relaxada pode não fornecer exatamente 1.000 mm de cobertura após ser expandida sobre uma mangueira ou acoplamento grande.

Para montagens que utilizam expansão significativa da trança, um teste de produção é útil antes que os comprimentos de corte finais sejam fixados.

Mangueiras hidráulicas móveis precisam de proteção diferente das mangueiras estacionárias

Uma mangueira conectada a um coletor estacionário se comporta de maneira diferente de uma mangueira montada em um braço articulado ou cilindro hidráulico móvel.

Mangueiras dinâmicas podem:

• dobrar repetidamente
• mudar de comprimento através do movimento de roteamento
• esfregar contra suportes
• torcer ligeiramente durante a operação
• mover-se em direção e para longe da fonte de calor

Uma manga térmica para mangueira hidráulica usada nessas condições deve manter flexibilidade suficiente para acompanhar a mangueira sem restringir o movimento.

O comprimento da manga também deve permitir a posição operacional total da mangueira.

Verificar o conjunto apenas em sua posição reta ou estacionada pode levar a um comprimento insuficiente da manga durante o movimento da máquina.

Não reduza o raio de curvatura da mangueira

Cada mangueira hidráulica tem um raio de curvatura mínimo especificado pelo fabricante da mangueira.

Adicionar proteção térmica não deve forçar a mangueira a uma curvatura mais apertada ou tornar o conjunto tão rígido que a mangueira não possa mais se mover conforme pretendido.

Uma manga de parede espessa pode fornecer mais isolamento, mas também pode aumentar o volume do conjunto.

Para sistemas hidráulicos dinâmicos, a construção preferida equilibra:

• proteção térmica
• espessura da parede
• flexibilidade
• diâmetro externo acabado
• movimento da mangueira

Manga para mangueira hidráulica de alta temperatura perto de sistemas de exaustão

Equipamentos movidos a motor criam uma das aplicações mais comuns para proteção de mangueiras de sílica.

As linhas hidráulicas podem passar perto de:

• coletores de escape
• turbocompressores
• tubos de descida
• filtros de partículas diesel
• sistemas de pós-tratamento
• tubulação de exaustão do motor

Durante a operação de alta carga, esses componentes podem gerar calor local intenso.

Uma manga para mangueira hidráulica de alta temperatura pode proteger a mangueira da exposição radiante externa sem exigir que todo o sistema de exaustão seja isolado.

O problema térmico ainda deve ser avaliado usando a temperatura real da superfície de exaustão e a distância da mangueira, em vez de apenas a temperatura do gás de exaustão.

Proteção de mangueira hidráulica ao redor de fornos

Fornos industriais dependem frequentemente de atuadores hidráulicos para portas, sistemas de carregamento, manipuladores e equipamentos de manuseio de materiais.

Isso pode colocar as mangueiras perto de superfícies e aberturas de fornos.

A temperatura da câmara pode ser extremamente alta, mas a mangueira fora do forno geralmente experimenta uma combinação diferente de:

• calor radiante
• ar ambiente quente
• curtos surtos de calor quando as portas abrem
• calor de fundo contínuo

A temperatura real no local da mangueira deve, portanto, ser medida sempre que possível.

Especificar uma capa apenas com base na temperatura da câmara do forno pode resultar em uma seleção desnecessariamente conservadora ou tecnicamente incorreta.

Proteção de Mangueira Hidráulica para Fundição

As fundições utilizam equipamentos hidráulicos para manuseio de moldes, máquinas de fundição, sistemas de fornos e transferência de materiais.

Estas mangueiras podem operar perto de:

• metal fundido
• fornos
• estações de fundição
• moldes quentes
• panelas de fundição
• maquinário aquecido

Uma capa de alta sílica pode fornecer proteção térmica contra o calor radiante nessas áreas.

No entanto, respingos de metal fundido criam um risco separado.

Uma capa de fibra de sílica simples não deve ser considerada automaticamente adequada para respingos diretos de metal fundido apenas porque a fibra possui alta resistência à temperatura.

Para condições de respingos, o tipo de metal, a temperatura, a quantidade, a duração do contato e o tratamento externo necessário devem ser especificados separadamente.

Aplicações em Siderúrgicas

Sistemas hidráulicos são usados em todo o equipamento de processamento de aço, incluindo:

• laminadores
• linhas de lingotamento contínuo
• fornos de reaquecimento
• processamento de tiras a quente
• equipamento de manuseio de bobinas
• sistemas de transferência de material

Nesses ambientes, o calor pode ser combinado com incrustações, abrasão, óleo e movimento mecânico intenso.

Uma capa de sílica pode resolver a parte térmica do problema, mas o sistema de proteção completo também deve considerar a exposição mecânica.

Calor de Tubulações de Processo Quentes

Mangueiras hidráulicas frequentemente compartilham espaços de máquinas lotados com linhas de vapor, tubulações de óleo quente, tubos de exaustão e linhas de processo aquecidas.

Mesmo quando a mangueira hidráulica não entra em contato com o tubo, uma curta distância de separação pode criar uma exposição radiante substancial.

Sempre que possível, aumentar a distância entre a mangueira e o tubo quente é a primeira melhoria de projeto.

Quando o redirecionamento não é prático, adicionar uma capa de mangueira hidráulica resistente ao calor fornece outra camada de proteção.

Quanto da mangueira deve ser coberto?

A mangueira hidráulica inteira nem sempre precisa de revestimento térmico.

Se a exposição ao calor ocorrer apenas em uma seção, a proteção localizada pode ser suficiente.

Por exemplo, uma mangueira de 2 metros pode passar por uma zona de alta temperatura por apenas 500 mm.

Nesse caso, a capa pode ser concentrada ao redor da seção exposta, desde que se estenda além da zona principal de calor o suficiente para levar em conta a propagação térmica e o movimento da mangueira.

A proteção localizada pode reduzir:

• consumo de material
• peso da montagem
• tempo de instalação
• volume desnecessário

Onde a manga de sílica deve terminar?

A terminação da manga não deve interferir nas áreas funcionais do conjunto da mangueira.

Evite bloquear:

• conexões giratórias
• faces para chave
• áreas de inspeção
• etiquetas de identificação onde devam permanecer visíveis
• juntas móveis

Se a fonte de calor estiver próxima da conexão metálica, lembre-se de que a própria conexão pode conduzir calor para a mangueira.

Proteger o corpo da mangueira flexível enquanto se deixa um acoplamento muito quente exposto pode não resolver todo o problema térmico.

Espessura da parede e proteção da mangueira

Uma manga de sílica mais espessa pode fornecer mais volume de isolamento, mas as aplicações de mangueiras hidráulicas geralmente têm espaço limitado.

A espessura adicional da parede aumenta:

• diâmetro externo final
• peso
• resistência à flexão
• folga de instalação necessária

Isso significa que a melhor manga não é necessariamente a construção mais espessa disponível.

Para uma mangueira estacionária próxima a um forno, isolamento adicional pode ser benéfico.

Para uma mangueira flexível que se move através de um compartimento estreito de máquinas, uma construção trançada compacta pode ser mais prática.

Proteção contra calor e proteção contra abrasão são requisitos diferentes

A manga de sílica é selecionada principalmente para proteção térmica.

Se uma mangueira hidráulica roçar repetidamente contra uma borda de aço afiada, a capacidade de alta temperatura por si só não garante vida útil suficiente contra abrasão.

Aplicações que envolvem tanto calor quanto abrasão severa devem ser avaliadas como um perigo combinado.

Dependendo da instalação, isso pode exigir:

• uma manga externa diferente
• proteção mecânica adicional
• redirecionamento
• mudanças na fixação
• um sistema de proteção multicamadas

A exposição ao óleo também deve ser considerada

Ambientes hidráulicos contêm naturalmente a possibilidade de contaminação por óleo.

Tecido de sílica simples e manga antichama hidráulica revestida não devem ser tratados como produtos intercambiáveis.

Se a resistência ao óleo, o escoamento de fluidos ou a vedação ambiental forem importantes, a construção de superfície necessária deve ser especificada.

Uma manga de alta sílica pode ser selecionada principalmente para calor extremo, enquanto uma manga antichama revestida pode ser preferida em outras aplicações hidráulicas onde a exposição a óleo e chamas é predominante.

Manga de sílica vs. manga antichama revestida de silicone para mangueira hidráulica

A escolha correta depende do perigo predominante, em vez de simplesmente escolher o material com a maior capacidade de temperatura nominal.

Como a temperatura deve ser especificada para uma manga de mangueira hidráulica

Uma solicitação declarando apenas "manga de mangueira hidráulica de 800°C" está incompleta.

O valor de 800°C pode se referir a:

• temperatura do tubo de escape
• temperatura do forno
• temperatura da fonte radiante
• exposição de pico curto
• temperatura real do ar ao redor da mangueira

A mangueira em si pode precisar permanecer abaixo de uma temperatura muito mais baixa.

Uma solicitação de cotação (RFQ) melhor fornece tanto a condição da fonte de calor quanto a condição máxima permitida da mangueira.

Exemplo de especificação térmica de mangueira hidráulica

Esta informação fornece uma base muito melhor para avaliar a construção da capa do que um único número de temperatura máxima.

Quando o Teste Térmico é Recomendado

O teste é especialmente útil quando:

• a mangueira opera perto do seu limite de temperatura
• a fonte de calor muda substancialmente durante a operação
• a falha causaria um tempo de inatividade dispendioso do equipamento
• a geometria da instalação é incomum
• múltiplas camadas de isolamento estão sendo comparadas
• a capa está sendo especificada para uma nova plataforma OEM

O teste mais útil mede a temperatura na superfície da mangueira sob a capa enquanto o equipamento opera sob sua condição de carga real.

Pontos de Medição de Teste Úteis

Capa de Sílica Trançada para Mangueira Hidráulica

BSTFLEX's Capa de Sílica Trançada Resistente a Altas Temperaturas foi projetada como uma camada de proteção tubular flexível para aplicações de alta temperatura.

A construção trançada é particularmente útil para mangueiras hidráulicas porque pode seguir roteamentos curvos enquanto mantém uma estrutura têxtil compacta.

A especificação atual do produto lista resistência à temperatura máxima de até 1.200°C para esta construção específica.

Esta classificação descreve o produto de manga em si. A proteção real da mangueira hidráulica depende das condições térmicas instaladas e do limite de temperatura da mangueira por baixo.

Quando uma Manga de Sílica Texturizada pode ser melhor

Nem toda aplicação hidráulica requer a construção trançada mais compacta.

Uma mangueira estacionária ou linha de processo com espaço de instalação generoso pode se beneficiar de um maior volume de isolamento.

Para tais aplicações, a BSTFLEX também fornece uma Manga de Sílica Texturizada de Isolamento Térmico.

A escolha entre a construção trançada e a texturizada deve ser baseada no movimento, espaço disponível, espessura de isolamento necessária e exposição térmica real.

Lista de Verificação para Seleção de Manga para Mangueira Hidráulica

Antes de fazer o pedido, confirme o seguinte:

1. Meça o diâmetro externo real da mangueira.
2. Meça a maior ponteira ou conexão se a manga precisar passar por ela.
3. Confirme se a manga é instalada antes ou depois da crimpagem.
4. Identifique a fonte de calor.
5. Meça a temperatura normal e de pico da fonte de calor.
6. Meça a distância da fonte de calor.
7. Confirme o limite máximo de temperatura do fabricante da mangueira.
8. Determine se o calor é radiante, ambiente ou por contato direto.
9. Verifique a amplitude total de movimento da mangueira.
10. Confirme se o raio de curvatura mínimo não está restrito.
11. Verifique a exposição a abrasão, óleo, produtos químicos ou metal fundido.
12. Confirme os requisitos de comprimento de corte ou rolo contínuo.

Erros Comuns de Especificação

Pedir a Manga pelo Diâmetro Interno da Mangueira

Use o diâmetro externo real da mangueira, não o diâmetro nominal.

Ignorar a Ponteira

Uma manga que se ajusta ao corpo da mangueira pode não passar por uma conexão montada.

Usar a Temperatura do Forno como Temperatura da Mangueira

O ambiente térmico no local da mangueira pode ser completamente diferente da câmara do forno.

Ignorar o Movimento da Mangueira

Uma manga que se ajusta perfeitamente quando estacionária pode se tornar muito curta ou restritiva quando a mangueira se move.

Escolher a Manga mais Espessa Automaticamente

A espessura excessiva da parede pode criar problemas de folga e curvatura.

Assumir que Alta Temperatura significa Proteção contra Respingos de Metal Fundido

Estes são requisitos de desempenho separados.

Perguntas Frequentes

A manga de sílica pode ser usada em mangueiras hidráulicas?

Sim. A manga de sílica pode fornecer proteção térmica externa para mangueiras hidráulicas que operam perto de sistemas de exaustão, fornos, fundições e outros equipamentos de alta temperatura.

Como escolho o tamanho da manga de sílica para mangueira hidráulica?

Comece com o diâmetro externo da mangueira. Se a manga tiver que passar por uma conexão ou ponteira crimpada, meça também o maior diâmetro externo do conjunto completo.

A manga de sílica trançada pode esticar sobre uma conexão hidráulica?

A construção trançada pode proporcionar alguma expansão radial, mas a expansão disponível depende da geometria da trança. A expansão excessiva pode abrir a estrutura têxtil e encurtar a manga.

A manga de sílica pode ser usada em mangueiras hidráulicas móveis?

Sim, desde que a manga permaneça flexível o suficiente para acompanhar a mangueira em toda a sua amplitude de movimento sem restringir o raio de curvatura ou criar tensão excessiva.

A manga de sílica protege contra o calor do escapamento?

Sim. A manga de sílica pode reduzir o calor radiante que atinge as mangueiras hidráulicas localizadas próximas a tubos de escapamento, coletores e outros componentes quentes do motor.

A manga de sílica pode ser usada em fundições?

Ela pode ser usada para proteção de mangueiras de alta temperatura em ambientes de fundição. Se for esperado respingo direto de metal fundido, esse risco deve ser avaliado separadamente.

A manga de sílica é melhor do que a manga de fibra de vidro para mangueira hidráulica?

A manga de sílica é geralmente considerada quando a exposição térmica excede a faixa útil da fibra de vidro padrão ou quando é necessária uma margem adicional de alta temperatura. A fibra de vidro continua sendo adequada para muitas aplicações de temperatura mais baixa.

A manga de sílica é a mesma coisa que a manga antichama (fire sleeve)?

Não. A manga de sílica simples e a manga antichama de fibra de vidro revestida com silicone utilizam construções diferentes. Seu desempenho em relação à temperatura, fluidos, chamas e ambiente deve ser comparado de acordo com a aplicação real.

O conjunto completo da mangueira deve ser testado?

O teste é recomendado para aplicações críticas ou onde a mangueira opera perto do seu limite de temperatura. Medir a temperatura da superfície da mangueira sob a manga fornece dados de desempenho específicos da aplicação.

A BSTFLEX pode fabricar mangas de sílica personalizadas para mangueiras hidráulicas?

Sim. A BSTFLEX pode avaliar o diâmetro interno personalizado, a construção da parede, o comprimento de corte, rolos contínuos, embalagem e requisitos de OEM de acordo com a aplicação da mangueira hidráulica.