Na operação diária de equipamentos industriais, as mangueiras hidráulicas desempenham um papel vital no transporte de fluidos hidráulicos.
A escolha do material errado pode levar a vazamentos na mangueira hidráulica e redução da eficiência, ou até mesmo a falhas e acidentes no equipamento. Não se preocupe! Hoje, a Sinopulse explicará os diversos materiais utilizados em mangueiras hidráulicas e como escolhê-los, ajudando você a reduzir custos operacionais e minimizar o tempo de inatividade do equipamento.
O que são mangueiras hidráulicas e seus tipos?
Mangueiras hidráulicas, também conhecidas como mangueiras de óleo de alta pressão ou mangueiras de borracha, são os vasos sanguíneos dos sistemas hidráulicos, transmitindo fluidos e pressão. Em termos gerais, mangueiras de alta pressão também incluem mangueiras usadas para transportar água, vapor e líquidos químicos.
As mangueiras hidráulicas são divididas em mangueiras de borracha, mangueiras de metal corrugado e mangueiras de PTFE.
Mangueiras hidráulicas de borracha: Mangueiras resistentes a óleo normalmente possuem camadas internas e externas de borracha de cloropreno. Mangueiras resistentes a ácidos, álcalis e altas temperaturas são feitas de EPDM, borracha de cloropreno ou borracha de silicone. As camadas internas e externas de borracha são normalmente trançadas ou enroladas com fio de aço, com uma a quatro camadas de trança.
Mangueiras metálicas corrugadas: Mangueiras metálicas são foles de aço inoxidável trançados (ou enrolados) com uma ou mais camadas de fio ou malha de aço inoxidável. São resistentes à corrosão, a altas temperaturas (-235 °C a 500 °C) e a altas pressões (32 MPa).
Mangueiras de PTFE: As mangueiras de PTFE são compostas por um tubo interno de PTFE e um reforço de arame de aço inoxidável. São resistentes à corrosão (resistentes à água régia e a todos os solventes orgânicos), a altas temperaturas (-60°C a 250°C) e a altas pressões (35 MPa).
Mangueira Hidráulica Termoplástica: Mangueira termoplástica é um tipo de mangueira feita de termoplástico que pode ser aquecida até 120 graus e é alimentada por pressão de água ou pneumática. Tem as características de leveza, resistência à pressão e resistência à corrosão.
Construção de mangueira hidráulica de borracha
As mangueiras hidráulicas consistem principalmente em um tubo interno, um tubo intermediário (opcionalmente incluído), uma camada de reforço (fio de aço ou outro material de reforço) e um tubo de cobertura. O tubo interno garante que o fluido transportado possa suportar uma determinada pressão, protegendo o fio de aço da corrosão. O tubo de cobertura protege a camada de reforço de outros tipos de danos. A camada de reforço atua como um material estrutural, conferindo resistência e permitindo que a mangueira suporte pressões operacionais mais elevadas.
Aplicações de mangueiras hidráulicas
Mangueiras hidráulicas são amplamente utilizadas em suportes hidráulicos de minas, extração de campos petrolíferos, engenharia de construção, elevação e transporte, forjamento metalúrgico, equipamentos de mineração, navios, máquinas de moldagem por injeção, máquinas agrícolas, diversas máquinas-ferramentas e sistemas hidráulicos mecanizados e automatizados em vários setores industriais.
Problemas que podem surgir ao escolher o material errado da mangueira hidráulica de borracha:
Vazamentos
Danos na mangueira: O tubo interno ou externo quebra devido ao desgaste, corrosão ou danos mecânicos.
Danos por acumulação de pressão de pulso: Pulsos de pressão de alta frequência de longo prazo causam fadiga do material.
Explodido
Efeitos da temperatura: A resistência do material da mangueira diminui em altas temperaturas e se torna quebradiça em baixas temperaturas.
Danos mecânicos externos: Enfraquecimento localizado devido à raspagem, compressão ou flexão excessiva durante a instalação.
Rachaduras superficiais ou descamação da camada externa
Envelhecimento por ozônio/UV: A exposição prolongada ao ozônio ou à luz solar faz com que a borracha endurecida rache.
Corrosão química: A exposição a óleo, solventes ou produtos químicos causa degradação da camada externa.
Fragilização por baixa temperatura: Perda de elasticidade da borracha em baixas temperaturas, resultando em rachaduras quando dobrada.
Expansão ou deformação da mangueira
Expansão de alta pressão: Exceder a resistência de pressão da mangueira faz com que ela se expanda.
Amolecimento em alta temperatura: A temperatura excessiva do óleo faz com que a borracha amoleça e perca seu suporte.
Desgaste interno: Partículas de fluido e impurezas desgastam a câmara de ar, causando abaulamento localizado.
Câmara de ar descascando ou entupida
Contaminação de fluidos: Impurezas no fluido (lascas de metal, água) causam corrosão ou descamação da câmara de ar.
Compatibilidade de fluidos: Incompatibilidade do fluido com o material da mangueira (por exemplo, alguns óleos sintéticos reagem com a borracha).
Posição estendida: O tubo interno da mangueira gruda na mangueira devido à inatividade prolongada, fazendo com que ela descasque e forme detritos.
Como escolher o material correto da mangueira hidráulica de borracha
A mídia transportada pelas mangueiras hidráulicas de borracha determina a escolha do material do tubo interno
Ao considerar a compatibilidade de fluidos hidráulicos com mangueiras, o primeiro fator a ser considerado é a construção do tubo central. Existem muitas opções de materiais para o tubo central, sendo os cinco mais populares a borracha nitrílica (NBR, também conhecida como Buna), o neoprene, o monômero de etileno propileno dieno (EPDM), o fluoroelastômero (Viton) e os termoplásticos, sendo o NBR o mais comumente utilizado.
NBR É um material altamente versátil com bom desempenho na maioria dos ambientes de fluidos hidráulicos. Variantes de NBR hidrogenado também podem funcionar bem em fluidos altamente à base de água.
No entanto, a NBR (borracha de nitrila butadieno) comum incha, amolece e racha com o tempo devido aos ciclos térmicos e à oxidação quando exposta à água ou ao hidroglicol. Isso reduz gradualmente a resistência mecânica da mangueira e pode, eventualmente, levar à falha.
Para fluidos hidráulicos à base de água, EPDM é uma boa escolha. Você já reparou que as mangueiras de sucção de bombas e as "mangueiras de caminhão" costumam ser do mesmo tipo? Muitas são feitas de borracha EPDM e podem até ser usadas em ambientes de vácuo.
EPDM (Monômero de Etileno Propileno Dieno) É particularmente adequado para aplicações que exigem fluidos à base de água. Fluidos à base de água, como misturas de glicol e emulsões de água-óleo, são amplamente utilizados em locais como siderúrgicas. Em siderúrgicas, onde as temperaturas ambiente e local são altas, a vantagem de usar esses fluidos à base de água é que, mesmo que haja vazamento em uma mangueira, a tubulação hidráulica não se transformará em um lança-chamas.
Politetrafluoroetileno (PTFE), mais comumente conhecido como Teflon, também é uma excelente escolha para fluidos à base de água em ambientes de alta temperatura, embora sacrifique a flexibilidade.
Viton (FKM), um tipo de fluoroelastômero, oferece excelente proteção contra fluidos altamente corrosivos, como ésteres de poliol e ésteres de fosfato. Os ésteres de fosfato são comumente usados como fluidos retardantes de fogo na indústria aeroespacial e, posteriormente, também foram utilizados em siderúrgicas. Ambos os ésteres são materiais totalmente sintéticos, projetados para resistir à ignição quando expostos a chamas e altas temperaturas. Outros materiais de mangueira, como borracha nitrílica e EPDM, se degradam e eventualmente falham nessas condições, portanto, nunca devem ser usados para transportar fluidos resistentes ao fogo.
Por exemplo, se o fluido for fluido hidráulico de éster de fosfato, escolha uma mangueira Parker terminada em 4. A câmara de ar normalmente é feita de EPDM, como as séries 804, 304, 424 e 774.
Guia rápido para seleção de materiais de mangueiras hidráulicas (câmara de ar)
| Tipo de fluido / aplicação | Material recomendado | Principais características | Casos de uso típicos |
| Óleo hidráulico geral | Borracha nitrílica (NBR) | Excelente resistência ao óleo, custo-efetivo | Sistemas hidráulicos padrão, máquinas móveis |
| Óleo de alta temperatura, fluidos sintéticos | Nitrila Hidrogenada (HNBR) | Melhor resistência ao calor e ao ozônio em comparação ao NBR | Siderúrgicas, transferência de fluidos em alta temperatura |
| Fluidos à base de água (glicol, emulsões) | EPDM (Monômero de Etileno Propileno Dieno) | Excelente resistência à água, vapor e fluidos à base de glicol | Fundições, sistemas hidráulicos à base de água |
| Fluidos de éster de fosfato resistentes ao fogo | Viton (FKM) | Resistência a altas temperaturas e produtos químicos, ideal para fluidos resistentes ao fogo | Aeroespacial, siderúrgicas que utilizam fluidos de éster de fosfato |
| Fluidos altamente corrosivos ou à base de solventes | PTFE (politetrafluoroetileno) | Extremamente resistente a produtos químicos, ampla faixa de temperatura (-60 °C a 250 °C) | Processamento químico, fluidos agressivos |
Observação:
Se o meio de transmissão envolver um fluido complexo (como um líquido de arrefecimento contendo óleo ou uma emulsão corrosiva), recomenda-se PTFE ou fluoroelastômero.
Se a composição específica do fluido for desconhecida, é recomendável que o usuário forneça a FISPQ (Ficha de Dados de Segurança de Materiais) ao fornecedor para avaliação de compatibilidade do material.
A capacidade de suportar pressão determina a escolha do material e da estrutura da cinta de reforço.
A camada de reforço é um componente essencial da mangueira. Ela é normalmente trançada com fio de aço, poliéster de alta resistência ou fio de náilon, proporcionando excelente resistência à pressão e à tração. Dependendo dos requisitos, a camada de reforço pode ser feita de diferentes materiais e métodos de trançamento.
Flutuações de pressão são comuns em sistemas hidráulicos. Se uma mangueira tiver baixa resistência à pressão, ela pode ser facilmente danificada por mudanças frequentes de pressão. Para sistemas com grandes flutuações de pressão, é importante selecionar uma mangueira com boa resistência a pulsos. Projetos de reforço especializados, como trançados ou enrolamentos de fios de aço multicamadas, podem suportar melhor os pulsos de pressão. As estruturas específicas e as tolerâncias de pressão são as seguintes:
1. Camada de baixa pressão (1-2 camadas)
• Fio de aço de 1 camada (modelo: 1SN/1ST/1AT):
Estrutura de trança única para flexibilidade ideal (raio de curvatura ≤ 8 vezes o diâmetro interno)
Faixa de pressão de 8-20 MPa, adequada para sistemas de lubrificação de baixa pressão e equipamentos hidráulicos domésticos
• Fio de aço de 2 camadas (modelo: 2SN/2ST/2AT):
O reforço de dupla trança aumenta a pressão para 20-40 MPa
Ideal para aplicações gerais, como braços hidráulicos de escavadeiras e sistemas de elevação de empilhadeiras
2. Camada de média e alta pressão (3-4 camadas)
• Fio de aço de 4 camadas (modelo: 4SH/4SP):
Estrutura de camada dupla enrolada (não trançada), com faixa de pressão de 40-70 MPa
Essencial para linhas de óleo de alta pressão em máquinas de moldagem por injeção e sistemas hidráulicos em máquinas de mineração
3. Camada de ultra-alta pressão (6 camadas, personalizável)
• Fio de aço de 6 camadas (modelo: R15/R13):
Empilhamento de enrolamento de três camadas, com resistência à pressão superior a 70-120 MPa+
Adequado para aplicações de extrema alta pressão, como equipamentos de perfuração de petróleo e sistemas hidráulicos de aviação
Guia rápido para seleção de materiais de mangueiras hidráulicas (camada de reforço)
| Condições/Requisitos de Operação | Estrutura de reforço recomendada | Principais características | Casos de uso típicos |
| Sistemas de baixa pressão (< 20 MPa) | Trança de 1 fio (1SN / 1ST) | Boa flexibilidade, leve | Sistemas de lubrificação, sistemas de direção |
| Pressão média (20–35 MPa) | Trança de 2 fios (2SN / 2ST) | Custo-benefício, boa classificação de pressão | Escavadeiras, empilhadeiras, tratores |
| Pulsos de pressão frequentes | Espiral/Trança de 3 ou 4 fios (3SN–4SH) | Resistência de pulso superior, longa vida útil | Máquinas de injeção, caminhões de mineração |
| Alta pressão (40–70 MPa) | Espiral de 4 fios (4SP / 4SH) | Estrutura de aço em espiral, pressão de ruptura muito alta | Perfuração de túneis, prensas, grandes máquinas de construção |
| Ultra-alta pressão (> 70 MPa) | Espiral de 6 fios (6SP / R13 / R15) | Espiral multicamadas, construída para cargas extremas | Plataformas de perfuração, sistemas aeroespaciais |
| Leve / Alta Flexibilidade | Trança de fibra de aramida ou nylon | Excelente flexibilidade, resistência à fadiga | Braços robóticos, máquinas compactas |
| Ambientes não condutores / antiestáticos | Reforço não metálico + camada condutora | Seguro para ambientes inflamáveis/explosivos | Tanques, sistemas de reabastecimento, mineração subterrânea |
Observação:
Trança de fio de aço: Mais flexível e adequado para aplicações com flexões frequentes; geralmente usado em sistemas de média tensão ou de uso geral.
Espiral de fio de aço: Mais forte e resistente a altas pressões, adequado para sistemas com cargas pesadas e choques severos.
Trança de fibra (poliéster/nylon/aramida): Adequado para aplicações que exigem peso leve, fácil manuseio ou resistência à corrosão, mas com menor capacidade de suportar pressão do que o fio de aço.
Para aplicações de pulso de alta frequência, é recomendável selecionar uma estrutura de reforço que esteja em conformidade com ISO 18752 ou SAE 100R12/R13/R15.
O ambiente externo em que as mangueiras hidráulicas de borracha são utilizadas determina a escolha do material de revestimento externo
Altas temperaturas, frio extremo, luz solar direta e umidade... esses diferentes ambientes representam um teste severo para as mangueiras! Escolha mangueiras revestidas de PVC resistentes a UV para equipamentos externos, mangueiras de borracha fluorada para oficinas de alta temperatura e mangueiras de borracha nitrílica hidrogenada (HNBR) resistentes a baixas temperaturas para ambientes abaixo de -20 °C. Um caso de equipamento de armazenamento refrigerado usando mangueiras comuns resultou em rachaduras frágeis ao ser exposto ao frio, resultando em perdas superiores a 100.000 RMB!
As condições ambientais às quais as mangueiras hidráulicas são expostas devem ser consideradas. Em ambientes industriais, produtos químicos corrosivos ou solventes podem estar presentes, os quais podem danificar ou degradar o revestimento externo padrão de neoprene. É aqui que a borracha fluorada (Viton) se torna útil. Surpreendentemente, ela é resistente a todas as substâncias, exceto à água. Aplicações em equipamentos móveis que envolvem exposição a produtos químicos podem exigir soluções mais especializadas, como PTFE trançado em aço inoxidável.
Guia rápido para seleção de materiais de mangueiras hidráulicas (capa externa)
| Exposição Ambiental | Material de camada externa recomendado | Principais características | Casos de uso típicos |
| Uso geral ao ar livre | Neoprene (CR) | Resistente a óleo, ozônio moderado e resistência às intempéries | Construção, máquinas agrícolas |
| Exposição prolongada à luz solar / UV | Revestido com EPDM / PVC | Excelente resistência às intempéries e ao ozônio | Equipamentos fixos para atividades ao ar livre |
| Respingos químicos, óleos, solventes | Viton® (FKM) / PTFE externo | Resistência química e térmica superior | Plantas químicas, siderúrgicas |
| Ambiente de alta temperatura | HNBR / Viton® | Resistente ao calor (até 150–200 °C), resistente à oxidação | Fundição, máquinas de moldagem por injeção |
| Condições de baixa temperatura (< -20°C) | HNBR ou mistura de PVC/NBR para clima frio | Mantém a flexibilidade em temperaturas abaixo de zero | Armazenamento refrigerado, equipamentos de inverno para áreas externas |
| Abrasão e desgaste mecânico (partes móveis) | Capa de borracha ou poliuretano envolta | Alta resistência à abrasão, adequado para atrito mecânico severo | Escavadeiras, empilhadeiras, aplicações de mineração |
| Ambientes à prova de explosão / antiestáticos | Borracha condutora + composto antiestático | Evita o acúmulo de eletricidade estática em ambientes inflamáveis | Entrega de combustível, petróleo e gás, mineração |
Observação:
A principal função da cobertura é proteger a estrutura interna de fatores ambientais, como impacto mecânico, ataque químico, raios UV e flutuações de temperatura.
Para atender a vários requisitos ambientais simultaneamente (por exemplo, resistência a altas temperaturas e UV), pode ser usada uma capa composta ou um revestimento protetor adicional (como uma capa corrugada, uma capa de tecido de náilon ou uma capa de silicone à prova de fogo).
Resumo
O desempenho das mangueiras hidráulicas depende não apenas do seu projeto estrutural, mas também da seleção correta do material. Seja operando em altas temperaturas, altas pressões ou meios corrosivos, somente a seleção adequada da camada interna, da camada de reforço e dos materiais de revestimento externo, com base no ambiente de operação, pode garantir a operação segura e a estabilidade a longo prazo do sistema hidráulico.
Como fabricante profissional de mangueiras hidráulicas, Pulso Sino oferece uma linha diversificada de produtos que atende às normas internacionais (como SAE e EN) para atender às necessidades de diversos setores e condições operacionais. A escolha do material certo não só reduz falhas de equipamentos e custos de manutenção, como também prolonga significativamente a vida útil e melhora a eficiência da produção. Se você não tiver certeza sobre a escolha do material da sua mangueira, sinta-se à vontade para entrar em contato com a Sinopulse e nós lhe forneceremos soluções profissionais.