La scelta dei giusti materiali per i tubi idraulici è essenziale per mantenere le prestazioni del sistema, prevenire guasti prematuri ai tubi e controllare i costi di manutenzione. Materiali diversi offrono diversi livelli di flessibilità, resistenza alla pressione, tolleranza alla temperatura e compatibilità chimica. La scelta di un tubo solo in base al prezzo può portare a perdite, degrado dei materiali o tempi di fermo imprevisti delle apparecchiature.
Le tre categorie di materiali comunemente discusse sono gomma, termoplastica e PTFE (politetrafluoroetilene). Ciascuno presenta vantaggi e limitazioni a seconda del fluido idraulico, delle condizioni operative e dei requisiti dell'applicazione.
In questa guida confrontiamo i materiali dei tubi idraulici in gomma, termoplastica e PTFE, spieghiamo le loro proprietà principali e delineiamo i fattori da considerare quando si seleziona un tubo per attrezzature industriali, macchine edili, macchine agricole e altri sistemi idraulici.
Sommario
Attiva/disattiva
1. Quali sono i materiali dei tubi idraulici?
I materiali dei tubi idraulici determinano il modo in cui un tubo interagisce con il fluido idraulico, resiste alla pressione operativa, risponde ai cambiamenti di temperatura e resiste ai danni ambientali.
Un tubo idraulico è generalmente costituito da tre componenti principali:
Tubo interno: entra in contatto con il fluido idraulico e deve essere compatibile con il fluido trasportato.
Strato di rinforzo: solitamente realizzato in tessuto, fibra sintetica o filo di acciaio per fornire resistenza alla pressione.
Copertura esterna: protegge il tubo dall'abrasione, dagli agenti atmosferici, dall'esposizione all'olio e da altre condizioni esterne.
La struttura completa del tubo è importante tanto quanto il singolo materiale. Due tubi realizzati con materiali simili possono avere valori di pressione, flessibilità e requisiti di servizio significativamente diversi a causa delle differenze nel rinforzo e nel design.
Per questo motivo, la scelta del materiale dovrebbe sempre considerare le specifiche del tubo flessibile piuttosto che il solo materiale della camera d'aria.
2. Materiali per tubi idraulici in gomma, termoplastici e PTFE
Le principali differenze tra questi materiali riguardano la compatibilità dei fluidi, la temperatura operativa, la flessibilità, la capacità di pressione e i costi.
2.1 Tubi idraulici in gomma
I tubi idraulici in gomma sono ampiamente utilizzati nei sistemi idraulici industriali e mobili. La loro costruzione spesso combina una camera d'aria in gomma sintetica, un rinforzo in tessuto o filo di acciaio e una copertura esterna protettiva in gomma.
Le mescole di gomma comuni includono gomma nitrilica (NBR), EPDM e gomma fluorocarbonica (FKM). Le loro proprietà variano, quindi il composto specifico deve essere selezionato in base al fluido e all'ambiente operativo.
Vantaggi principali:
Buona flessibilità per l'instradamento attraverso i macchinari.
Adatto a molti fluidi idraulici a base di petrolio quando il composto è compatibile.
Disponibili in design rinforzati per requisiti di pressione impegnativi.
Le coperture esterne protettive possono resistere all'abrasione, agli agenti atmosferici e all'esposizione all'olio.
Ampiamente usato nell'edilizia, nell'agricoltura, nell'estrazione mineraria e nelle attrezzature industriali.
Potenziali limitazioni:
La compatibilità varia in modo significativo tra le mescole di gomma.
Calore, ozono, abrasione e fluidi non idonei possono accelerarne il degrado.
La copertura esterna e la camera d'aria possono avere caratteristiche di resistenza diverse.
Le prestazioni dipendono dal rinforzo, dalla struttura del tubo e dalle specifiche del produttore.
I tubi in gomma rappresentano un'opzione pratica per molti sistemi idraulici convenzionali, in particolare quando la flessibilità, la durata meccanica e il design consolidato dei tubi sono importanti.
Ad esempio, il Il tubo idraulico in gomma Blince SAE 100 R1AT utilizza una camera d'aria in gomma sintetica resistente all'olio, un rinforzo in treccia di filo di acciaio e una copertura esterna in gomma sintetica.
2.2 Tubi idraulici termoplastici
I tubi idraulici termoplastici utilizzano materiali a base di polimeri per il tubo interno e gli strati esterni. A seconda del progetto, i materiali possono includere nylon, poliuretano e altri polimeri tecnici.
Questi tubi vengono spesso selezionati quando sono importanti il peso ridotto, il percorso compatto o i requisiti specifici di compatibilità dei fluidi.
Vantaggi principali:
La costruzione leggera può semplificare la movimentazione e l'installazione.
Alcuni modelli offrono un'eccellente resistenza all'abrasione.
I rivestimenti polimerici possono fornire un'adeguata compatibilità con i fluidi specificati.
Alcuni modelli rinforzati supportano applicazioni idrauliche ad alta pressione.
La costruzione compatta può avvantaggiare le apparecchiature con spazio di installazione limitato.
Potenziali limitazioni:
La capacità di temperatura dipende dal polimero specifico e dal design del tubo.
La resistenza chimica varia in base alla composizione del polimero e del fluido.
Il raggio minimo di curvatura e i valori di pressione devono essere controllati per ciascun modello.
Fondamentale è la compatibilità con raccordi e sistemi di connessione.
I tubi termoplastici vengono utilizzati in applicazioni quali ascensori idraulici, apparecchiature mobili e sistemi che traggono vantaggio da tubi assemblati leggeri.
Blince offre esempi di questa costruzione nel suo Gamma tubi idraulici SAE 100 R7 / EN 855 R7 . La costruzione elencata comprende una camera d'aria in nylon, rinforzo in fibra sintetica e uno strato esterno in poliuretano.
Ciò illustra un'importante distinzione: i tubi termoplastici non sono definiti da un materiale universale. Le loro prestazioni dipendono dalla combinazione del polimero e dalla struttura di rinforzo.
2.3 Tubi idraulici in PTFE
Il PTFE, o politetrafluoroetilene, è un fluoropolimero noto per la sua ampia resistenza chimica, superficie a basso attrito e capacità di funzionare in un ampio intervallo di temperature in assemblaggi opportunamente progettati.
I tubi flessibili in PTFE sono spesso presi in considerazione per applicazioni che coinvolgono sostanze chimiche aggressive, fluidi specializzati o condizioni operative che superano le capacità dei materiali elastomerici convenzionali.
Vantaggi principali:
Eccellente resistenza a molti prodotti chimici.
Superficie interna a basso attrito.
Ampia capacità di temperatura se supportata dalle specifiche del produttore del tubo.
Adatto per applicazioni che richiedono una superficie a contatto con i fluidi chimicamente resistente.
Può essere prodotto con rinforzo per soddisfare i requisiti di pressione definiti.
Potenziali limitazioni:
Costo iniziale più elevato in molte applicazioni.
La progettazione del rinforzo e dell'assemblaggio influenza fortemente la capacità di pressione.
L'installazione deve rispettare il raggio di curvatura e i requisiti di movimentazione specificati.
La resistenza chimica non garantisce automaticamente l'idoneità per ogni fluido o condizione operativa.
I tubi flessibili in PTFE sono comunemente considerati per lavorazioni chimiche, trasferimento di fluidi industriali specializzati e applicazioni aerospaziali o ad alta temperatura selezionate.
Tuttavia, il PTFE non dovrebbe essere considerato automaticamente la scelta migliore per ogni sistema idraulico. Per le apparecchiature idrauliche convenzionali, un tubo in gomma o termoplastico adeguatamente specificato può fornire le prestazioni richieste a un costo complessivo inferiore.
Importante: verificare le specifiche di pressione, temperatura, compatibilità dei fluidi e installazione del produttore per il gruppo tubo completo prima di selezionare il PTFE.
3. Confronto tra i materiali dei tubi idraulici in gomma, termoplastici e PTFE
La tabella seguente riassume le caratteristiche generali di questi materiali. Le prestazioni effettive dipendono dalla mescola, dalla struttura del tubo, dal rinforzo e dalle specifiche del produttore.
Fattore di selezione
Gomma
Termoplastico
PTFE
Flessibilità
Generalmente buono
Dipende dal polimero e dal design
Dipende dal rivestimento e dal rinforzo
Peso
Moderare
Spesso leggero
Dipende dalla costruzione
Resistenza chimica
Dipendente dal composto
Dipendente dal polimero
Eccellente contro molti prodotti chimici
Capacità di temperatura
Dipendente dal composto
Dipendente dal polimero
Ampia gamma in assemblaggi idonei
Capacità di pressione
Disponibili in modelli per pressione da bassa ad altissima
Disponibili in design con pressione nominale specificata
Dipende dal rinforzo e dal design
Resistenza all'abrasione
Dipende dalla copertura esterna
Spesso buono in design adatti
Dipende dalla protezione esterna
Costo iniziale
Spesso economico
Dipendente dall'applicazione
Spesso più alto
Priorità di selezione tipica
Servizio idraulico generale
Peso ridotto e percorso specializzato
Compatibilità chimica e requisiti di temperatura
Nessun materiale è universalmente superiore. Una scelta adeguata deve soddisfare contemporaneamente tutti i requisiti operativi rilevanti.
4. Come scegliere il materiale giusto per il tubo idraulico
La scelta dei materiali corretti per i tubi idraulici richiede la valutazione dell'intero ambiente operativo anziché il confronto dei soli nomi dei materiali.
4.1 Controllare la compatibilità del fluido idraulico
Inizia identificando l'esatto fluido utilizzato nel sistema. Gli oli idraulici a base di petrolio, i fluidi acqua-glicole, i fluidi a base di esteri fosforici e altri fluidi specializzati possono richiedere materiali dei tubi flessibili diversi.
Verificare la compatibilità sia con la camera d'aria che con eventuali componenti esposti al fluido. Consultare le informazioni sulla compatibilità chimica del produttore del tubo ogni volta che il fluido contiene additivi o ha una composizione insolita.
Un materiale che funziona bene con un olio idraulico potrebbe non essere adatto a un fluido diverso.
4.2 Confermare la pressione di esercizio e i picchi di pressione
Determinare la normale pressione di esercizio del sistema e considerare i picchi di pressione che si verificano durante l'avvio, i cambiamenti di carico o il funzionamento della valvola.
Selezionare un tubo con una pressione di esercizio nominale adatta al sistema attuale. Non utilizzare la pressione di scoppio come normale pressione operativa.
La struttura di rinforzo è particolarmente importante. I rinforzi tessili, le trecce metalliche e le spirali metalliche supportano diversi requisiti di pressione.
Ad esempio, quello di Blince Il tubo idraulico EN 856 4SH utilizza quattro strati di rinforzo a spirale in filo di acciaio. Le specifiche operative pubblicate variano in base alla dimensione del tubo, quindi verificare il modello esatto prima della selezione.
4.3 Valutare la temperatura operativa e quella ambientale
Considerare la temperatura del fluido idraulico e la temperatura circostante il tubo. Entrambi possono influenzare le prestazioni del tubo.
Le alte temperature possono accelerare l'invecchiamento o ridurre la capacità di pressione, mentre le basse temperature possono influire sulla flessibilità e sul raggio minimo di curvatura.
L'intervallo operativo accettabile deve provenire dalle specifiche del produttore per l'assemblaggio completo. Non dare per scontato che tutti i tubi in gomma, materiale termoplastico o PTFE condividano gli stessi limiti di temperatura.
4.4 Considerare l'abrasione e l'esposizione ambientale
I tubi installati vicino a componenti in movimento, spigoli vivi o superfici ruvide potrebbero richiedere una maggiore protezione della copertura esterna.
I macchinari per esterni possono anche necessitare di resistenza agli agenti atmosferici, all'ozono e all'esposizione ambientale.
Ispezionare il percorso di installazione e prendere in considerazione manicotti protettivi, morsetti adeguati e regolazioni del percorso, ove necessario.
4.5 Controllare il raggio di curvatura e lo spazio di installazione
Un tubo piegato eccessivamente potrebbe presentare un flusso limitato, danni al rinforzo o guasti prematuri.
Controllare il raggio di curvatura minimo specificato per il tubo selezionato. Evitare di torcere il tubo durante l'installazione e assicurarsi che i raccordi non sottopongano a sollecitazioni eccessive il gruppo.
Se lo spazio di installazione è limitato, confrontare il raggio di curvatura e la flessibilità dei modelli di tubo reali invece di fare affidamento solo sulla categoria del materiale.
4.6 Confrontare il costo totale di proprietà
Il prezzo di acquisto più basso non sempre si traduce nel costo più basso a lungo termine.
Considerare:
Costi iniziali di tubi e raccordi.
Requisiti di manodopera e assemblaggio per l'installazione.
Esigenze previste di ispezione e sostituzione.
Tempi di inattività associati a guasti.
Perdite di fluido, pulizia e potenziali danni all'apparecchiatura.
Un tubo più costoso può essere giustificato quando affronta una compatibilità specifica o una sfida operativa. Tuttavia, un materiale premium non è automaticamente più economico se un’alternativa a basso costo soddisfa già tutte le specifiche richieste.
5. Materiali dei tubi idraulici per diverse applicazioni
Diversi settori industriali pongono requisiti diversi ai tubi assemblati.
Macchine edili e agricole
Escavatori, caricatori, trattori e mietitrici spesso richiedono tubi flessibili in grado di resistere alla pressione, alle vibrazioni e all'usura esterna.
Per queste applicazioni vengono comunemente presi in considerazione i tubi in gomma rinforzata. Il modello selezionato deve corrispondere ai requisiti di pressione, temperatura, fluido e percorso della macchina.
Le attrezzature minerarie e i macchinari industriali possono comportare alta pressione, funzionamento continuo, abrasione e condizioni ambientali difficili.
I tubi in gomma rinforzati con filo metallico possono essere appropriati quando le loro specifiche corrispondono all'applicazione. I progetti con rinforzo a spirale dovrebbero essere valutati laddove la pressione richiesta e le condizioni di servizio lo richiedono.
Le apparecchiature con spazio di installazione limitato possono trarre vantaggio da tubi flessibili leggeri e da un percorso compatto.
I tubi termoplastici, compresi i modelli SAE 100 R7 e R8 idonei, possono essere presi in considerazione quando la loro pressione, compatibilità con i fluidi e valori di temperatura soddisfano i requisiti dell'applicazione.
Le applicazioni che coinvolgono sostanze chimiche aggressive o fluidi specializzati richiedono un'attenta valutazione della compatibilità dei materiali.
Il PTFE può essere appropriato per determinati ambienti chimici impegnativi, ma la compatibilità deve essere verificata rispetto al design effettivo del fluido, della concentrazione, della temperatura, della pressione e del gruppo tubo.
Non sostituire un tubo idraulico per uso generale con un tubo chimico specializzato senza confermarne l'idoneità.
6. Standard sui tubi idraulici e controlli di qualità
Gli standard aiutano a definire la struttura, le dimensioni, i requisiti prestazionali e i metodi di prova dei tubi flessibili. Tuttavia, la norma pertinente dipende dal tipo di tubo e dall'applicazione prevista.
Gli esempi includono:
SAE J517: copre i requisiti dei tubi idraulici per i tipi di tubi applicabili.
EN 853: Copre tipi di tubi idraulici in gomma specificati.
EN 856: Copre tipi specifici di tubi idraulici in gomma rinforzati a spirale con filo metallico.
EN 855: Copre tipi di tubi idraulici termoplastici specificati.
Confermare sempre l'edizione attuale e l'applicabilità dello standard per il tubo specifico.
Prima dell'acquisto verificare quanto segue:
Tipo di tubo e norma applicabile.
Pressione di esercizio nominale e margini di sicurezza richiesti.
Compatibilità dei fluidi.
Intervallo di temperatura operativa.
Raggio minimo di curvatura.
Compatibilità dei raccordi e requisiti di assemblaggio.
Documentazione del produttore e test di qualità applicabili.
La sola designazione standard non garantisce che un tubo sia adatto a ogni sistema idraulico. Le specifiche del modello effettivo devono corrispondere alle condizioni operative previste.
7. Errori comuni nella scelta del materiale del tubo idraulico
Scegliere solo in base al prezzo
Un tubo a basso costo può diventare costoso se è incompatibile con il fluido idraulico o non può resistere all'ambiente operativo.
Confronta i requisiti tecnici prima di confrontare i preventivi.
Confondere la pressione di scoppio con la pressione di esercizio
La pressione di scoppio non è la pressione alla quale un tubo dovrebbe funzionare normalmente. Utilizzare sempre la pressione di esercizio nominale del produttore e seguire i requisiti di progettazione del sistema applicabili.
Ignorando la copertura esterna
La camera d'aria può essere compatibile con il fluido, ma la copertura esterna può comunque essere danneggiata dall'abrasione, dagli agenti atmosferici o dall'esposizione ambientale.
Valutare il gruppo completo del tubo.
Affacciato su raccordi e installazione
Anche un tubo scelto correttamente può guastarsi prematuramente se i raccordi non sono compatibili, il tubo è attorcigliato o il raggio di curvatura è troppo piccolo.
Confermare la procedura completa di assemblaggio e installazione.
Supponendo che tutti i tubi dello stesso materiale abbiano le stesse prestazioni
Le mescole di gomma, le formulazioni polimeriche, gli strati di rinforzo e i progetti di produzione variano. Seleziona un modello specifico utilizzando i suoi dati tecnici anziché la categoria generale del materiale.
Conclusione
La scelta dei giusti materiali per i tubi idraulici richiede il bilanciamento della compatibilità dei fluidi, della pressione di esercizio, della temperatura, della flessibilità, della resistenza all'abrasione e del costo totale di proprietà.
I tubi in gomma sono ampiamente utilizzati nei sistemi idraulici convenzionali, mentre i tubi termoplastici possono offrire vantaggi in termini di peso e instradamento specializzato. Vale la pena prendere in considerazione i tubi flessibili in PTFE quando la resistenza chimica o i requisiti di temperatura ne giustificano l'uso.
La scelta migliore è il tubo assemblato che soddisfa i requisiti effettivi dell'applicazione, non semplicemente il materiale con le proprietà individuali più impressionanti.
BLINCE fornisce componenti idraulici e tubi flessibili per una gamma di applicazioni per apparecchiature industriali e mobili. Esplora il Catalogo dei tubi idraulici BLINCE per esaminare i modelli disponibili o visitare il Sito web aziendale BLINCE per saperne di più sull'azienda e sulle sue soluzioni idrauliche.
Per la selezione del prodotto, preparare la pressione di esercizio richiesta, il tipo di fluido, la temperatura di esercizio, le dimensioni del tubo e i dettagli dell'applicazione prima di richiedere un preventivo.
Domande frequenti
1. Quali sono i principali materiali dei tubi idraulici?
Le principali categorie discusse nella scelta dei tubi idraulici includono gomma, materiale termoplastico e PTFE. Ciascuno ha caratteristiche diverse e l'idoneità dipende dal design del tubo e dalle condizioni operative.
2. Quale materiale del tubo idraulico è il migliore per le applicazioni ad alta pressione?
Non esiste un unico materiale migliore per ogni applicazione ad alta pressione. I tubi assemblati in gomma, termoplastica e PTFE possono avere diverse capacità di pressione a seconda del rinforzo e della costruzione. Selezionare un modello con una pressione di esercizio nominale adeguata.
3. I tubi idraulici termoplastici sono migliori dei tubi in gomma?
Non in tutte le applicazioni. I tubi termoplastici possono offrire un peso inferiore o vantaggi in specifiche condizioni di percorso e abrasione, mentre i tubi in gomma sono ampiamente utilizzati per il servizio idraulico convenzionale. La scelta corretta dipende dai requisiti dell'applicazione.
4. Quando dovrei prendere in considerazione un tubo idraulico in PTFE?
Considerare il PTFE quando la compatibilità del fluido o i requisiti di temperatura lo rendono adatto. Verificare la pressione nominale del tubo assemblato, l'intervallo di temperatura, i raccordi e la compatibilità chimica prima dell'uso.
5. Come posso verificare la compatibilità chimica dei tubi idraulici?
Identificare l'esatto fluido idraulico, inclusa la sua composizione e concentrazione, ove pertinente. Consultare le informazioni sulla compatibilità del produttore del tubo e confermare le condizioni accettabili di temperatura e pressione.
