es un mundo material

Para garantizar una conexión sin fugas, se deben considerar cuidadosamente cinco factores al seleccionar el mejor estilo y material de ajuste para una aplicación.Éstos incluyen Dimensiones, temperatura, aplicación, medios y presión (SELLO) . El acrónimo STAMP es una herramienta sencilla para identificar accesorios y materiales adecuados. Si bien este artículo se enfoca en determinar cuál es el material de unión apropiado para una aplicación, las cinco consideraciones de parámetros de STAMP son importantes para determinar el material y el tipo de unión óptimos.

Talla: Todos los accesorios de tubería deben tener en cuenta el diámetro exterior de la tubería y el espesor de la pared. Para la mayoría de los tipos de extremos de tubería, existen límites en el grosor de la pared de la tubería. Los accesorios acampanados suelen tener un límite máximo de pared. Los accesorios a presión sin abocinamiento generalmente tienen restricciones de pared mínimas. La presión del sistema, el flujo, la temperatura y el entorno de uso también afectan el tamaño.

la temperatura: La temperatura ambiente y del sistema a la que pueden funcionar los accesorios hidráulicos depende del tipo de material, revestimiento o revestimiento protector y material de sellado.

solicitud: El entorno del sistema, como la vibración, los picos de presión y las cargas térmicas y mecánicas externas, también pueden influir en la elección del material de ajuste y si se requieren revestimientos o placas protectoras.

medios de comunicación: El tipo de fluido que se transporta también afecta directamente la selección de accesorios y materiales de sellado.

presión: La clasificación de presión dinámica de los accesorios debe ser igual o superior a la presión del sistema. Los accesorios industriales generalmente se clasifican para un factor de diseño de 4:1: la presión de trabajo dinámica es 1⁄4 de la presión de falla hidrostática máxima. El factor de diseño 4:1 es para condiciones de funcionamiento «normales» con vibraciones y golpes mecánicos e hidráulicos moderados. Se puede utilizar un factor de diseño de 3:1 para algunas aplicaciones en las que la vibración, las cargas térmicas y los golpes mecánicos e hidráulicos no son significativos.

Propósito y estructura de la instalación

Dos categorías generales de ajuste se basan en formas geométricas: líneas y formas. Las barras rectas generalmente se mecanizan a partir de barras estiradas en frío, hexagonales o, a veces, redondas. Las formas suelen ser forjadas o soldadas. Debido a que las piezas forjadas son de una sola pieza, no tienen posibles vías de fuga, lo que puede ocurrir con los accesorios soldados de dos piezas. Además, los accesorios forjados son generalmente más resistentes porque no están limitados por la resistencia de las uniones soldadas. Esta mayor resistencia generalmente da como resultado una vida útil más larga y clasificaciones de presión más altas que los accesorios soldados.

Algunos fabricantes prefieren los accesorios soldados porque se puede hacer una gran cantidad de configuraciones con poca inversión en equipos de capital. Como resultado, los accesorios soldados a menudo se ofrecen a los usuarios a precios más bajos.

Consideraciones de selección de materiales

Junta hidráulica Los materiales deben tener suficiente fuerza y ​​resistencia a la corrosión para manejar con seguridad la naturaleza de alta presión de los sistemas hidráulicos. Además, el material de montaje debe ser resistente al óxido y la corrosión de diferentes medios dentro y fuera del recipiente. Otros factores de selección incluyen el costo y las condiciones ambientales externas.

Por lo general, los accesorios de metal se utilizan en la mayoría de los sistemas hidráulicos debido a sus altas clasificaciones de presión. Los plásticos, naturalmente, tienen una mayor resistencia a la corrosión que los metales, pero son menos fuertes y duraderos, lo que los hace menos adecuados para los sistemas hidráulicos.

Acero carbono Duradero, resistente y resistente al calor, con un rango de temperatura de –65° a 500°F (–54° a 260°C). Una aleación de hierro y carbono, a menudo mezclada con otros metales para mejorar la resistencia, la tenacidad y otras propiedades.

Se aplican revestimientos protectores externos, como cadmio galvanizado, zinc y fosfato de zinc, a los accesorios de acero al carbono para prolongar su vida útil en entornos corrosivos. Sin embargo, durante la última década, el cadmio ya no es aceptable para la mayoría de las industrias debido a preocupaciones ambientales. El cadmio y el zinc sacrificarán la corrosión, protegiendo los sustratos de acero de la oxidación atmosférica normal debido a la presencia combinada de oxígeno, humedad y gases ácidos. Sin embargo, son rápidamente atacados por muchos fluidos, incluidos los que contienen hidrógeno ácido, flúor reactivo, cloro, bromo, yodo y nitrógeno. La capa superior de zinc-níquel proporciona una protección mejorada del acero al carbono en pruebas de niebla salina ASTM B117 y aplicaciones de fertilizantes (urea).

Los accesorios de acero inoxidable y los accesorios de latón en aplicaciones de baja presión son opciones viables. En aplicaciones que requieren baja toxicidad y baja corrosión, como en aplicaciones de alimentos o bebidas, no se recomienda el acero revestido con ninguna forma de zinc u otro revestimiento protector.

También deben tenerse en cuenta las presiones de los fluidos (presiones máximas y de trabajo). Los accesorios de acero al carbono tienen clasificaciones de presión de diseño permitidas de hasta 18,000 psi, según el grado de acero o la aleación. Los accesorios para tuberías de acero al carbono se utilizan ampliamente en equipos industriales, de construcción y agrícolas debido a sus requisitos de alta presión, alta resistencia y bajo costo.

Acero inoxidable Alta resistencia con excelente resistencia química y a la corrosión. Su rango de temperatura es de –425° a 1200°F (–254° a 649°C). El acero inoxidable es una aleación de acero que contiene más del 10,5 % de cromo. Tiene la fuerza y ​​la durabilidad del acero, al tiempo que proporciona una excelente resistencia a la corrosión, lo que lo convierte en el material de montaje más adecuado para aplicaciones hidráulicas en las que el fluido o el entorno circundante son corrosivos. La tenacidad del acero inoxidable a baja temperatura es significativamente mejor que la del acero al carbono.

Los accesorios industriales de acero inoxidable normalmente tienen una capacidad nominal de 10 000 psi. Los accesorios de acero inoxidable especialmente diseñados pueden clasificarse hasta 20,000 psi.

Generalmente, los accesorios de acero inoxidable son más caros que los hechos de otros materiales. Sin embargo, muchas aplicaciones requieren su resistencia a la corrosión: petróleo, gas y equipos en alta mar;procesamiento químico;fabricación de alimentos;médicos e instrumentación;fertilizantes agrícolas;y aplicaciones marinas.

latón Proporciona resistencia y tenacidad moderadas, así como buena resistencia a la corrosión y buena ductilidad a altas temperaturas. Su rango de temperatura es de –325° a 400° F (–198° a 204° C). El latón es una aleación compuesta principalmente de cobre y zinc y se usa a menudo en juntas roscadas y de compresión más pequeñas debido a su alta maquinabilidad.

No se recomienda el uso de latón a temperaturas superiores a 400 °F, ya que se ablanda y exhibe menor resistencia a estas temperaturas. El latón puede soportar presiones de hasta 3000 psi según el diseño y el tamaño del accesorio. Sin embargo, la mayoría de las aplicaciones de accesorios de latón tienen clasificaciones de presión más bajas.

Los tubos rectos con accesorios de latón, como acero y acero inoxidable, se mecanizan a partir de barras hexagonales, mientras que las formas de los accesorios generalmente se forjan. Sin embargo, las estructuras soldadas ofrecen una gama más amplia de configuraciones.

Figura 1. Sin la protección galvánica adecuada, un accesorio de un año puede mostrar daños y corrosión.

La corrosión temprana en equipos móviles se ha convertido en un problema importante de la industria, ya que la gente tiende a utilizar accesorios de acero al carbono más baratos en lugar de acero inoxidable más caro. En la energía hidráulica, la corrosión es perjudicial para los sistemas hidráulicos, ya que el deterioro de los metales puede provocar la contaminación del sistema, posibles fugas, problemas de conexión de accesorios, problemas de calidad estética, dificultades de mantenimiento y efectos negativos en los componentes adyacentes. Las mangueras hidráulicas protegen el refuerzo metálico de la manguera colocando una cubierta de goma encima del refuerzo. Pero los adaptadores de accesorios de metal y los accesorios de las mangueras deben protegerse con revestimiento o enchapado. La Figura 1 ilustra el daño por corrosión que puede resultar de solo un año de uso sin la protección adecuada del revestimiento.

Figura 2 – Prueba independiente de niebla salina.

La corrosión ocurre cuando el metal base comienza a oxidarse, por lo que el desafío es proteger el metal base para evitar que comience la oxidación, y al mismo tiempo tener una solución funcional y económica de adaptador o conexión de manguera.

El estándar actual de la industria SAE/ISO es que no se vea más del 5 % de óxido rojo en una prueba de niebla salina ASTM B117 de 72 horas. Muchos accesorios de acero al carbono en el mercado cumplen o superan ligeramente este requisito.

Se ha demostrado que la solución de grabado XTR de Parker mejora el rendimiento de la galvanoplastia al resistir con éxito la urea durante 500 horas. También resiste bien la niebla salina, como se muestra en la Figura 2 – Prueba independiente de niebla salina.

Figura 3. Los accesorios fabricados con recubrimientos XTR pueden soportar hasta 2040 horas de prueba de niebla salina sin una degradación excesiva del material.

La Figura 3 muestra que el revestimiento XTR sobrevivió a la prueba de niebla salina hasta 2040 horas sin una degradación excesiva del material. Las soluciones de corrosión XTR utilizan la más alta calidad de revestimiento disponible en la actualidad. Los fabricantes de equipos originales ven una ventaja de costos, ya que pueden eliminar el suministro y la mano de obra adicionales que se gastan en los procesos de pintura o multicapa para evitar la corrosión temprana de los equipos en el campo.

Las futuras formulaciones de las soluciones de revestimiento XTR pueden diseñarse para eliminar por completo todos los productos químicos nocivos para el medio ambiente de la galvanoplastia y, al mismo tiempo, proporcionar una protección sólida.

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