TUBERÍAS HIDRÁULICAS TIPOS • Rígidas metálicas • Flexibles

TUBERÍAS HIDRÁULICAS TIPOS • Rígidas metálicas • Flexibles •

TUBERÍAS RÍGIDAS: Unión de varios tubos metálicos que se acoplan mediante racores u otros procedimientos de empalme.

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TUBERÍAS FLEXIBLES: Son elementos tubulares flexibles fabricados de goma natural o con productos elásticos sintéticos.

• MATERIALES PARA TUBERÍAS: a. Tuberías rígidas Aleación de aluminio Acero Aleación de titanio Las tuberías de aleación de aluminio se utilizan normalmente para presiones medias y bajas, las de aleación de titanio y acero se emplean para sistemas hidráulicos de alta presión. Existe una aleación de aluminio de gran resistencia que se emplea también En los sistemas de alta presión La tubería de material 6061 de aleación de aluminio se emplea frecuentemente en las tuberías hidráulicas de baja presión debido a que se conforma y trabaja con gran facilidad; pero, además, en estado de tratamiento térmico T6 se emplea también en sistemas de alta presión (3000psi). En las tuberías hidráulicas de alta presión se emplea el acero inoxidable, el material que se emplea es AMS 5561 clase I, o tipo 21-6-9, es un acero de alta resistencia, tiene una resistencia mínima a la tracción de 10000Kp/cm2. Los fabricantes de las aeronaves y tuberías para aviones indican normalmente en la propia tubería la denominación de la aleación con que están fabricadas. IDENTIFICACIÓN DE LOS FLUIDOS se identifican por códigos de colores normalizados (ver tabla colores). Las cintas de colores se colocan en los dos extremos de todas las tuberías desmontables, cuando la línea de conducción es muy larga se encinta a intervalos. TUBERÍAS FLEXIBLES Se emplean en los sistemas hidráulicos con el mismo fin que se emplean las tuberías rígidas metálicas, esto es, como medio de canalización y transporte del fluido (generalmente las tuberías de conexión a las bombas hidráulicas son flexibles con el fin de absorber los movimientos que produce la impulsión del líquido.

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Se debe distinguir claramente la diferencia entre manguera y tubería flexible; la distinción es importante a efectos prácticos. Normalmente para sistemas de alta presión, el repuesto que recibe el operador aeronáutico es la tubería completa, es decir, una pieza con todos los accesorios de unión ya colocados en los terminales. MATERIALES PARA TUBERÍAS FLEXIBLES Hay dos tipos de materiales que se emplean en la fabricación de mangueras para tuberías flexibles: a. Mangueras de Nitrilo, de NBR, o de Buna- N Se obtiene por polimerización (reacción química según la cual varias moléculas se combinan para formar otra, más grande, que posee loas mismas propiedades. Las mangueras de este grupo consisten en un tubo de goma, que tiene entretejidas una o varias capas de trenzado de alambre de acero inoxidable. El trenzado de alambre de acero inoxidable cumple dos funciones: • En primer lugar, contribuye al mantenimiento de la forma y dimensiones de la tubería, cuando esta se somete a altas presiones de servicio. • En segundo, lugar disminuye las posibilidades de estallido o reventón de la tubería. La manguera de trenzado simple (con un trenzado o hilado de alambre) corresponde a la especificación MIL-H-8794 y la manguera de varios trenzados corresponde a la especificación MIL-H-8788. b. Mangueras de tetrafluoretileno Se fabrica de un componente llamado tetrafluoretileno, se denomina manguera TFE, o teflón responde a la norma MIL-H27267. La tubería TFE aporta dos mejoras muy significativas respecto a las mangueras de Nitrilo, NBR, o Buna-N • El TFE es un material que prácticamente no tiene limitaciones de vida útil por el servicio para el paso del tiempo; es decir no presenta el fenómeno de envejecimiento al que están sometidos los otros cauchos. • En segundo lugar el cambio de servicio térmico es más alto, de tal manera que no existen impedimentos para colocarlas en compartimentos de motores y en otras zonas donde la temperatura es relativamente alta. Es obligatorio emplear la especificación de manguera que citan los fabricantes de la aeronave. Las mangueras TFE son excelentes, pero precisan de mayores cuidados de montaje y desmontaje. ENVEJECIMIENTO DE LAS MANGUERAS Y TUBERÍAS FLEXIBLES Las mangueras y tuberías flexibles de caucho, natural y sintético, experimentan un proceso de envejecimiento natural, que se manifiesta por la pérdida o disminución de sus características de resistencia y flexibilidad. Por lo tanto es necesario llevar un control estricto del tiempo de vida de la tubería.


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El fin del tiempo de vida determina el momento de recambio de la tubería o de la manguera, en vista de que conducen fluidos a alta presión y no retienen las características de elasticidad y de resistencia originales. Los manuales técnicos de las aeronaves señalan los tiempos de vida límites admisibles de las mangueras y tuberías flexibles. Para determinar el tiempo útil de servicio de las tuberías flexibles y de las mangueras que se emplean en aviación, el primer paso es definir la fecha a partir de la cual comienza la cuenta dl tiempo de vida. La manguera y la tubería flexible son dos elementos distintos y como tales tienen fechas distintas. Fecha de manguera Es la fecha de polimerización del material, fecha en que los componentes químicos que conforman la goma sintética se sometieron a un proceso químico de prensado y calentamiento, que dio como resultado el producto sintético en forma de tubo. El fabricante imprime esta fecha en la manguera, siguiendo las siguientes reglas. 1. Imprime un número del 1 al 4 que señala el trimestre de fabricación. 2. La letra Q (“Quarter”, trimestre) 3. Las dos últimas cifras del año (ejemplo 2 Q 99) •

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Edad de la manguera Se determina a partir de esta fecha, se debe tener en cuenta que el trimestre de fabricación de la manguera no se cuenta a la hora de determinar la edad. El envejecimiento empieza a contar a partir del último día del trimestre de fabricación de la manguera. Ejemplo una manguera tiene marcada la fecha 1 Q 90, la manguera cumple su primer trimestre de vida el primer día de 3 Q 90 y cumplirá un año el primer día de 2 Q 91.

Fecha de la tubería flexible Es la fecha en que se efectúa el montaje de los terminales o racores de conexión en la manguera. • La fecha de la tubería flexible se identifica de la misma forma que la manguera, aunque se pone la letra A (Assembly, montaje). Ejemplo la fecha A4 Q 89 identifica a una tubería flexible que se monto durante el cuarto trimestre de 1989. La fecha de montaje es importante pues el grapaje de los racores de conexión de los extremos de la manguera produce esfuerzos importantes en el material. La fecha de la manguera se imprime e la superficie y la fecha de la tubería se estampa, es un anillo de aluminio u otro material no magnético. Si no lleva anillo la información estará en los racores de conexión. •

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Tiempos de vida Hay mangueras como las fabricadas en teflón que no tienen señalado tiempo de vida o de envejecimiento, resisten el paso del tiempo. Los tiempos de vida se aplican a las mangueras siguientes:


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a. Mangueras de baja presión, conforme a la especificación MIL-H-5593 o equivalentes. Es una conducción flexible para líneas de baja presión; líneas neumáticas, aire de instrumentos. b. Manguera de media presión, conforme a la especificación MIL-H-8794 o equivalentes. Esta manguera en líneas neumáticas, hidráulicas, en líneas de combustible y aceite. c. Manguera de alta presión conforme a la especificación 36/98 MIL-H8788 o equivalentes. Son mangueras que se emplean en líneas neumáticas e hidráulicas de alta presión. • Control de vida útil de las mangueras y de las tuberías flexibles 1. Tiempo de almacenaje Es como máximo de 10 años desde la fecha de polimerización, se debe tener en cuenta que el fabricante o el ente regulador pueden señalar tiempos que se desvían de esta regla general y pueden señalar requisitos adicionales. El tiempo máximo de empleo en el avión tanto de la tubería como de la manguera es también de 10 años contados a partir de la fecha de polimerización. Se debe tener en cuenta a. Las tuberías y mangueras que hayan cumplido los límites de tiempo especificado se consideran inútiles a efectos aeronáuticos. b. Generalmente los fabricantes de aviones dan como buena, por lo común, la compra de manguera a sus proveedores con tiempos de hasta tres años de antigüedad. Los fabricantes de aviones tienen tienen una organización de control especial que se llama “junta de revisión de materiales”, esta organización decide sobre el destino de diversos elementos, que por diversas circunstancias no se ajustan exactamente a los requerimientos del fabricante. UNIÓN DE LAS TUBERÍAS FLEXIBLES La unión entre tuberías flexibles, o la unión de una tubería flexible con un componente del sistema, se efectúa mediante unos conjuntos de conexión denominados racores. Los tipos de racores que se emplean en aeronáutica son numerosos y dependen de la aplicación de alta, media o baja presión. Los racores pueden ser de aleación ligera o de aleación de titanio, de acuerdo a las características del diseño del sistema. Desde el punto de vista del montaje, los racores de las tuberías flexibles pueden ser a. Fijos Se suministran en forma de tubería completa y el operador no tiene opción de recambio. b. Recambiables Permiten el remplazo en tanto se encuentren en buen estado de servicio. •

A efectos de remplazo de los racores, las mangueras aeronáuticas se clasifican en tres grupos. a. Manguera tipo A, o manguera de alta presión •


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b. Manguera tipo B, o manguera de media presión c. Manguera tipo C, o manguera de baja presión No es admisible emplear racores usados en mangueras tipo A y tipo B. La instalación de la tubería en la aeronave sigue el principio fundamental de evitar roces con cualquier parte de la estructura. El roce continuo de la manguera con la estructura del avión puede ocasionar a la larga la rotura o producir fugas de fluido. Una manguera de líquido hidráulico siempre debe quedar, a lo largo de toda su ruta, a 1 cm de cualquier conducción de corriente eléctrica y a 5 cm de tuberías (flexibles o rígidas) de combustible o de oxigeno. TUBERÍAS RÍGIDAS La tubería rígida metálica, se emplea como conducción hidráulica generalmente en las aeronaves, habría que decir que se emplea como conducción general de toda clase de fluidos en las aeronaves. La tubería metálica es preferible en los tres casos siguientes. a. Cuando la línea en cuestión no está sometida a vibraciones importantes. b. Cuando no conecte elementos que se desplazan uno con respecto a otro. c. Cuando no pertenece a líneas de conexión directa a las bombas hidráulicas. MATERIALES PARA LA FABRICACIÓN DE TUBERÍAS RÍGIDAS • Tubos de aleación de aluminio a. Aleación L-3360-0 (que corresponde a la aleación americana 5052) es un material estándar en la conducción de todo tipo de fluidos en aeronaves, no soo para fluidos hidráulicos. •

Tubos de titanio y sus aleaciones a. Con la designación L-7004-0 Y Ti3AI-2.5V.

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Aceros resistentes a la corrosión a. F-3504, F-3523 y F-3524, que corresponden a los tipos 304, 321 y 347.

Los accesorios de conexión que se emplean con estos tubos van de la mano del material base, de manera que se emplean racores de acero inoxidable para tubería de acero resistente a la corrosión, aluminio para aluminio etc. El empleo de tubería hidráulica de acero está recomendado para líneas de servicio de muy altas características, como líneas de tren de aterrizaje, frenos, mandos de vuelo. Conviene tener presente que el empleo de materiales de alta resistencia y poco peso es esencial, en vista de los cientos de metros de tubería que se extienden por toda la aeronave. CONFIGURACIÓN GEOMÉTRICA DE LA TUBERÍA Los tubos para conducciones de fluidos aeronáuticos deben cumplir una serie de requisitos de tipo geométrico. a. Radios mínimos de doblado Recopilación Hernán Chaves R; airframe volumen2, energía hidráulica Oñate

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El doblado de los tubos es necesario puesto que la conducción del fluido experimenta numerosos cambios de trayectoria, es importante que el doblado no introduzca esfuerzos excesivos en el material. Como regla general el radio de doblado para acero y aleaciones de aluminio es 3 veces el diámetro del tubo, para el titanio el radio de doblado es 5 veces el diámetro del tubo, estos valores son desde el eje central del tubo. Cualquier tubería metálica debe tener al menos un codo con el fin de permitir las deformaciones debidas a la dilatación y contracción del material con la temperatura de trabajo. b. Pliegues de doblado La pared del tubo sufre deformaciones, tanto radiales como longitudinales, durante el proceso de doblado. Estas deformaciones representan las tensiones a que ha sido sometido el material, de ahí que las distintas normas aeronáuticas se ocupan de señalar los límites admisibles de deformación. c. Ovalización de los tubos La ovalización de un tubo es consecuencia de la operación de doblado, la ovalidad se mide en tanto por ciento, la ovalidad máxima permisible oscila entre el 5% y el 10% según se trata de un sistema de alta, media o baja presión. d. Abolladura del tubo La abolladura de los tramos rectos de la tubería son admisibles siempre que no sobrepasen un cierto valor. Generalmente la abolladura es aceptable si por el interior del tubo puede (o podría) pasar una bola de acero con diámetro del 90% del calibre del tubo, es decir, el 90% del diámetro interno. e. Longitud entre codos Es la longitud recta mínima que debe tener la tubería antes de encontrar la primera curva. Los diseñadores tratan de que esta longitud sea lo mayor posible, no solo para bajar costos sino para eliminar tensiones innecesarias en el material. La longitud mínima aceptable varía con el diámetro del tubo, pero en todo caso, para tubería menor de 10mm de diámetro es necesario dejar un tramo recto de por lo menos 25mm. SEPARACIÓN ENTRE LINEAS La industria aeronáutica indica normas que se deben tener en cuenta en la separación mínima que debe existir entre tuberías. Se deben distinguir dos clases de líneas. • Líneas de conducción de combustible y de sistema hidráulico Deben estar a una distancia no inferior a 2 in de cualquier conducto o cable eléctrico. En el caso de las líneas pertenecientes al sistema hidráulico se admite una distancia de 5 in. JUNTAS Y ANILLOS ANTIEXTRUSIÓN Los mecanismos hidráulicos (bombas, actuadores, válvulas) emplean una serie de elementos cuya función es la de impedir las fugas del fluido contenido en el interior del mecanismo. Recopilación Hernán Chaves R; airframe volumen2, energía hidráulica Oñate

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La junta es un elemento de estanqueidad, de forma circular y muy precisa, construida en material elástico, de manera que se adapta a los ejes y a los vástagos para asegurar la estanqueidad. En los sistemas hidráulicos se emplean. a. Juntas de estanqueidad entre superficies estacionarias. b. Juntas de estanqueidad entre superficies móviles. ANILLOS ANTI-EXTRUSIÓN Son elementos de forma circular que tienen como fin la protección de las juntas, se colocan a un lado, o a ambos, de una junta, formando una pared de protección. MATERIALES DE LAS JUNTAS El material de la junta depende del fluido hidráulico que se emplea en el sistema. La junta más corriente es de material sintético, puesto que los fluidos hidráulicos actuales también son sintéticos. El material base para juntas pertenece al grupo nitrilo, que también se denomina NBR o BUNA-N. Los anillos anti-extrusión, los materiales que más emplean es cuero y el TFE, las características fundamentales de estos materiales es que tienen gran resistencia al desgaste, resistencia al ataque de los agentes químicos y larga vida de servicio. Las dimensiones generales de las juntas que se emplean en la industria aeronáutica se encuentran normalizadas. Hay juntas que se fabrican especialmente para un tipo de avión determinado y no se ajustan a ninguna especificación general. JUNTAS TÓRICAS Son las más utilizadas en el medio aeronáutico el “O-Ring” es un anillo de estanqueidad que se coloca en alojamientos rectangulares mecanizados en los ejes y en los vástagos de los mecanismos hidráulicos. Cuando la presión de los sistemas hidráulicos es superior a 1500 Psi se debe colocar un anillo anti-extrusión, a veces dos, con el fin de evitar posibles fugas de fluido por pinzamiento de la junta tórica. Los anillos anti-extrusión se fabrican en cuero o en teflón (TFE), se clasifican en tres clases. • Anillos continuos • Anillos de un corte en bisel • Anillos de dos cortes.


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