¿Qué hay que tener en cuenta al elegir un tubo hidráulico duro?

Los tubos hidráulicos rígidos son una parte importante del sistema hidráulico, ya que se utilizan para transmitir la presión del aceite hidráulico y transportar diversos fluidos. Suelen estar fabricados con materiales metálicos como acero, cobre y aluminio, y ofrecen una gran rigidez y resistencia a la presión.
Los tubos hidráulicos rígidos se componen generalmente de cuerpos de tubería, juntas y juntas de engarce: el cuerpo de la tubería suele ser de acero de alta resistencia y el interior es liso para reducir la pérdida de presión; la junta suele ser de aleación de cobre o acero inoxidable para conectar el cuerpo de la tubería a los componentes hidráulicos; la junta de engarce se utiliza para fijar la tubería al componente hidráulico.
Existen numerosos tubos de conexión rígidos utilizados en sistemas hidráulicos. Si estos tubos se dañan y pierden aceite, contaminan el medio ambiente, afectan el funcionamiento normal del sistema y ponen en peligro la seguridad. La selección, el procesamiento y la instalación de tubos hidráulicos rígidos son una parte fundamental de la transformación de los equipos hidráulicos. Dominar el método correcto contribuirá al funcionamiento estable del sistema hidráulico. ¿Cómo elegir el tubo hidráulico rígido adecuado?

Selección de materiales
La elección de los materiales para tubos hidráulicos rígidos depende de la aplicación específica y debe seleccionarse según la presión, el caudal y las condiciones de operación del sistema:
1. Tubería de acero
Las tuberías de sistemas de media y alta presión generalmente utilizan tubos de acero sin costura. Debido a su alta resistencia, bajo precio y fácil conexión sin fugas, se utilizan ampliamente en sistemas hidráulicos.
Los sistemas hidráulicos convencionales suelen utilizar tubos sin costura de acero bajo en carbono estirado en frío de calibre 10, 15 y 20. Este tipo de acero se puede soldar de forma fiable con diversos accesorios estándar.
Los sistemas servohidráulicos suelen utilizar tubos de acero inoxidable convencionales, que son resistentes a la corrosión, tienen superficies interiores y exteriores lisas y dimensiones precisas, pero son más caros.

2. Tubería de cobre
Soporta alta presión, es económico, resistente al aceite y a la corrosión, tiene buena rigidez y no se dobla arbitrariamente durante el montaje. Se utiliza a menudo como tubería de presión en lugares donde es fácil de instalar y desmontar.

3. Tubo de cobre rojo
Fácil de doblar en diversas formas, pero la presión soportada generalmente no supera los 6,5-10 MPa. Presenta una resistencia a la vibración relativamente alta y es propenso a la oxidación del aceite. Se utiliza generalmente en lugares donde resulta difícil conectar dispositivos hidráulicos.

Selección del tamaño
Las dos dimensiones clave de los tubos hidráulicos rígidos son el diámetro exterior y el espesor de la pared:
1. Diámetro interior
El caudal y la velocidad de flujo del fluido en el sistema hidráulico se determinan principalmente por el diámetro interior del tubo hidráulico rígido. El diámetro interior del tubo hidráulico rígido es igual al diámetro exterior de la tubería rígida, multiplicado por el doble del espesor de la pared. La unidad de caudal representa la cantidad de fluido que fluye a través de la tubería rígida para completar la tarea en un tiempo específico. La unidad de velocidad de flujo representa la velocidad a la que el fluido fluye a través de la tubería rígida. A medida que disminuye el diámetro interior del tubo hidráulico, aumenta la velocidad del flujo.
Fórmula de cálculo del diámetro interior de la tubería: d=√(Q*K)/V
Donde:
Q = caudal por minuto (L/min)
K = 21,2025 (constante)
V = velocidad del caudal (m/s)
d = diámetro interior de la tubería de aceite (mm)

2. Espesor de la pared
La presión de trabajo, el coeficiente de diseño y el material de la tubería rígida del sistema hidráulico determinan conjuntamente el espesor de la pared del tubo hidráulico. El coeficiente de diseño considerado cuando la presión de trabajo del sistema determina el espesor de la pared es de 4:1, considerando principalmente otras tensiones mecánicas e hidráulicas que pueden actuar sobre el tubo hidráulico durante el funcionamiento del sistema.
La práctica habitual en la industria es utilizar un factor de diseño de 4:1 para el diseño de sistemas hidráulicos, consultar las normas SAE J1065 e ISO 10763, y obtener la presión de trabajo nominal de referencia para diversos tamaños de tubería de acero.

3. Longitud
Corte o encargue la longitud adecuada de tubo hidráulico rígido según las necesidades reales. Si la longitud del tubo hidráulico rígido no es la adecuada, pueden surgir problemas durante su uso. Si es demasiado largo, será difícil ensamblarlo en la posición especificada, y si es demasiado corto, dificultará su uso normal. Por lo tanto, la tolerancia de longitud suele ajustarse según los requisitos de la aplicación y las necesidades del cliente, generalmente con un margen de ±1 mm.

4. Caudal del fluido
Al seleccionar el tamaño del tubo rígido del sistema hidráulico, el caudal del fluido es un factor clave. En la línea de presión, un caudal elevado puede generar mayor calor, turbulencias severas y caídas de presión. En la línea de succión, un caudal elevado puede provocar cavitación en la bomba.
Los siguientes caudales máximos se pueden utilizar como valores límite iniciales para el diseño del sistema hidráulico:
Línea de presión: 4,8 m/s
Línea de retorno: 3 m/s
Línea de succión: 1,2 m/s

Selección de la presión
Generalmente existen tres estándares de presión para los tubos hidráulicos: presión de trabajo admisible, presión de rotura y presión de explosión:
1. Presión de trabajo admisible
La presión máxima que el tubo hidráulico puede soportar en condiciones normales de uso;

2. Presión de rotura
La presión mínima a la que el tubo hidráulico puede romperse en condiciones anormales de uso;

3. Presión de rotura
La presión a la que el tubo hidráulico puede explotar tras superar su presión máxima admisible.
La presión máxima de los tubos hidráulicos rígidos puede superar los 5000 PSI, y muchos fabricantes los refuerzan y prueban para garantizar que soporten presiones más altas. En general, la presión de rotura de un tubo hidráulico rígido es aproximadamente cuatro veces la presión que soporta. Al utilizar un tubo hidráulico rígido, se debe prestar atención a la presión máxima que soporta para evitar roturas a alta presión.

Radio de curvatura
El radio de curvatura de un tubo hidráulico rígido afecta directamente a las propiedades mecánicas y la vida útil de la tubería. El radio de curvatura estándar se determina generalmente en función del diámetro de la tubería.
Atención al radio de curvatura de un tubo hidráulico rígido:
1. Evite un radio de curvatura inferior al valor estándar.
Para mantener el rendimiento y la vida útil del tubo hidráulico, se debe evitar que el radio de curvatura sea inferior al valor estándar, manteniendo la forma después del doblado para que no se deforme fácilmente. Generalmente, para tubos rígidos con un diámetro inferior a 20 mm, el radio de curvatura no debe ser inferior a 4 veces el diámetro de la tubería; para tubos rígidos con un diámetro ≥20 mm, el radio de curvatura no debe ser inferior a 5 veces el diámetro de la tubería.

2. Ajuste del radio de curvatura
En algunos sistemas hidráulicos especiales con requisitos elevados, puede ser necesario ajustar el radio de curvatura según la situación específica, pero debe cumplir con los requisitos de seguridad y durabilidad del sistema.

3. Dirección de doblado
La dirección de doblado de la tubería de aceite hidráulico debe evitar la fricción con la posición fija de la tubería o la fuerza de corte después del doblado; de lo contrario, se cortará la tubería o se dañará el sello de aceite interno.

Método de conexión
Elija un método de conexión confiable, como soldadura, abocardado, casquillo, etc., para garantizar el sellado y la fiabilidad de la tubería.
1. Conexión roscada
Es un método común de conexión de tuberías hidráulicas rígidas, generalmente utilizado en sistemas de baja presión y tuberías de pequeño tamaño.
Conexión roscada vertical (conexión de rosca imperial): Esta conexión se utiliza generalmente para tuberías imperiales, incluyendo roscas como NPT, NPTF, PT y BSPT.
Conexión roscada de sellado plano (conexión de rosca métrica): Esta conexión se utiliza generalmente para tuberías métricas, incluyendo roscas como M, G, R y Rp.

2. Conexión con brida
Evita fugas mediante la junta de sellado entre las dos bridas, que se utiliza a menudo para la conexión de tuberías hidráulicas rígidas de alta presión. Conexión de brida soldada: Esta conexión se utiliza a menudo en tuberías grandes y de alta presión.
Conexión de brida atornillada: Esta conexión se utiliza a menudo en tuberías pequeñas y medianas.

3. Conexión enchufable
El dispositivo de conexión rápida permite desmontar e instalar la tubería rápidamente sin apretar las roscas, lo que facilita su desmontaje. Las conexiones enchufables más comunes incluyen:
Conexión de doble cilindro: Esta conexión se forma mediante la cooperación de dos cilindros, por lo que también se denomina conexión de columna de cilindro.
Conexión de ranura anular: Esta conexión proporciona a la tubería un buen soporte y sellado al conectar y desconectar.

Resumen
En resumen, al elegir tubos hidráulicos rígidos, es necesario considerar exhaustivamente factores clave como los materiales, el tamaño, la presión, el radio de curvatura y el método de conexión para garantizar un funcionamiento seguro y eficiente del sistema.