Primeira escolha para aplicações desafiadoras

Relatório de campo de um fornecedor independente de serviços hidráulicos sobre a tubulação de uma bancada de teste de alto desempenho no Centro de Tecnologia STAUFF usando o sistema de formação de tubos STAUFF Form

Aplicativos
26.02.2021
Andreas Toporowsky
Tempo estimado de leitura: 10 minutos/s

Primeira escolha para aplicações desafiadoras

Relatório de campo de um fornecedor independente de serviços hidráulicos sobre a tubulação de uma bancada de teste de alto desempenho no Centro de Tecnologia STAUFF usando o sistema de formação de tubos STAUFF Form

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26.02.2021
Andreas Toporowsky
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Amplo programa de testes no Centro de Tecnologia de Werdohl

Especialista em tubulações de alta qualidade com o sistema de formação de tubos STAUFF Form

O extenso programa de testes que o Grupo STAUFF realiza em seu Centro de Tecnologia em Werdohl, na Alemanha, inclui vários testes de resistência e testes de estresse em mangueiras configuradas, ou seja, mangueiras com os acessórios de conexão correspondentes fixados de acordo com os requisitos.

Um desses testes está descrito na norma ISO 6803. Para esse teste, as mangueiras são submetidas a uma carga continuamente alternada entre uma condição quase sem pressão e a aplicação de pressão (geralmente de 20 a 33% da pressão operacional) sem dobrar - em uma frequência de mudança de carga de 1±0,25 Hz. O número de mudanças de carga é medido até que as mangueiras falhem. Entretanto, essa norma não estipula uma carga de flexão, de modo que as mangueiras são testadas em condições que não refletem a aplicação prática.

Teste de impulso de conjuntos de mangueiras na STAUFF

Teste de pulso dinâmico de mangueiras

Por esse motivo, o chamado "teste ômega", conforme a ISO 6802 (ou o "teste meio ômega", conforme a ISO 8032), é usado adicionalmente. Para esse teste, uma mangueira é submetida a uma tensão de flexão alternada, definida com precisão na norma, e também a cargas de pressão alternadas (e definidas com precisão). Isso verifica a durabilidade da mangueira, bem como a estanqueidade dos elementos de conexão em condições quase reais com aplicações dinâmicas.

Especialista em tubos de alta qualidade

Para essa tarefa, a STAUFF opera várias bancadas de teste em seu próprio Centro de Tecnologia, uma das quais foi recentemente modernizada durante uma conversão e expansão do prédio e também equipada com novos tubos. A STAUFF contratou a ASK Hydraulik GmbH em Plettenberg, Alemanha, para essa e outras tarefas.

Breve perfil da ASK Hydraulik GmbH

 

A ASK Hydraulik GmbH, fundada em Plettenberg, Alemanha, em 1999, planeja e constrói sistemas e unidades hidráulicas complexas. A empresa também tem sua própria fabricação de cilindros para projetos personalizados. Outro campo de atividade é o comércio com uma ampla gama de produtos na área de hidráulica e pneumática. Isso também inclui componentes de linha e filtros hidráulicos da STAUFF.

Como prestadora de serviços flexível, a ASK assume a instalação de tubos para sistemas hidráulicos no local com sistemas de conexão confiáveis, como no caso descrito aqui. Os serviços de teste e prensagem de vasos de pressão também são realizados de forma confiável e com um alto nível de competência.

Com esse amplo portfólio e um mercado exigente, a ASK tem como alvo os usuários de sistemas hidráulicos não apenas nas regiões locais de Sauerland e Renânia do Norte-Vestfália, mas também em uma área mais ampla.

 

As principais competências dessa empresa incluem a instalação profissional de tubos em sistemas hidráulicos. Dirk Schaaf, um dos dois diretores executivos da ASK, explica: "Nossos engenheiros de serviço também instalam tubos em sistemas complexos no local - com estrutura clara, flexibilidade e rapidez. Isso se aplica a novos sistemas, bem como a conversões e reparos. Além de soldar e cortar conexões de anéis, também usamos sistemas de formação de tubos, especialmente para aplicações complexas. Muitas vezes, adicionamos nosso próprio serviço de mangueiras a esses serviços."

Estreia para a máquina de montagem - no local do fabricante

O projeto "tubulação para um sistema de teste na STAUFF" foi especial para todos os envolvidos, porque o sistema de conexão usado, bem como a máquina de montagem, são da STAUFF e, portanto, foram usados na fábrica original. Dirk Schaaf: "Estávamos usando duas máquinas formadoras de tubos mais antigas de outro fabricante, que recentemente substituímos por duas máquinas STAUFF Form de última geração."

Máquina formadora de tubos STAUFF Form Tipo SFO-F

A máquina formadora de tubos do tipo SFO-F facilita a produção econômica e mais confiável de extremidades de tubos feitos de aço, aço inoxidável e outros materiais com um contorno típico do sistema de formação de tubos STAUFF Form.

A máquina foi projetada como um dispositivo de mesa robusto para operação contínua na oficina. Ela é usada em conjunto com os modeladores de tubos FI-FST e as garras de fixação FI-FB. Os modeladores de tubos com suportes de tubo internos FI-ID são usados com dimensões de tubo selecionadas, o que evita que o tubo fique apertado na área de modelagem.

Os shapers de tubo, as mandíbulas de fixação e os suportes internos de tubo foram projetados especificamente para o processo de conformação mecânica e podem ser substituídos de forma rápida e simples, sem a necessidade de ferramentas, se necessário. Os curtos tempos de troca de ferramenta e de configuração resultantes contribuem para a alta eficiência do sistema, além de garantir baixos tempos de ciclo.

Todas as ferramentas necessárias para o processo de formação são claramente rotuladas com as dimensões do tubo, de modo que os erros de montagem causados por atribuição incorreta podem ser amplamente descartados.

Formulário STAUFF: Uma conexão confiável - também em bancadas de teste

Isso também incluiu a alteração do sistema de formação com o qual a STAUFF acrescenta um produto de "elite" à sua linha completa de conexões para tubos.

Um contorno é formado na extremidade de um tubo de aço de precisão ou de aço inoxidável estirado a frio, sem emendas, usando uma máquina com acionamento eletro-hidráulico.

STAUFF Form
STAUFF Form

O anel de forma STAUFF é pressionado na extremidade do tubo com uma vedação elastomérica fixa e, portanto, não removível. Isso cria uma conexão positiva que proporciona uma vedação confiável, permanente e livre de manutenção no único caminho de vazamento possível quando usado em combinação com um corpo de conexão convencional com um cone interno de 24° e uma porca de união em conformidade com a norma ISO 8434-1.

O efeito de vedação é suportado pela pressão do sistema hidráulico, tornando o novo sistema de formação de tubos ideal para aplicações de alta pressão ou para cargas de pressão variáveis.

Montagem segura e fácil de usar

O STAUFF Form foi desenvolvido com foco em aplicações especialmente complexas em sistemas hidráulicos estacionários e móveis, nos quais um sistema hidráulico extremamente potente opera com alta pressão sob condições adversas, como vibrações e choques.

Ao montar o sistema, os usuários se beneficiam de um caminho de montagem muito curto: Eles precisam apertar a porca de união em apenas 15 a 20°, sem reajustar a chave e com pouca aplicação de força. Um aumento de torque claramente perceptível sinaliza o fim da montagem, tornando praticamente impossível o aperto excessivo ou insuficiente.

STAUFF Form

Máquina formadora para uso flexível

A máquina formadora de tubos é o coração do novo sistema. Ela é altamente compacta, extremamente silenciosa e muito fácil de operar com um touch pad com tela de texto simples. Uma trava de baioneta facilita a troca dos modeladores de tubos quando o diâmetro do tubo muda. Isso torna a máquina ideal para automação parcial, mesmo de pequenos lotes, o que normalmente ocorre com a instalação local de tubos.

Com o serviço móvel de montagem de tubos da ASK, uma dessas máquinas retornou ao centro de desenvolvimento da STAUFF. Alexander Becker, instalador especializado em hidráulica da ASK, instalou cerca de 50 metros de tubos de aço com diâmetros de DN 8, 16 e 20 no sistema de teste Omega. Cerca de 60 conexões foram estabelecidas com o STAUFF Form, por meio do qual os tubos foram primeiro dobrados e depois formados. Nesse caso, não foram usados anéis de corte ou outros tipos de conexão.

STAUFF Form

Um dos motivos para usar o formulário STAUFF nesse sistema foi o fato de que a pressão do sistema hidráulico muda muito rapidamente durante o teste de pulso. A tensão nos tubos, que alimentam o meio de pressão para as mangueiras de teste em uma frequência de pulsação curta e com uma pressão máxima de 160 bar, é correspondentemente alta. O STAUFF Form foi desenvolvido para aplicações como essas.

Boas experiências com o novo sistema de formação

As primeiras experiências feitas pela ASK com o novo sistema de formação foram totalmente positivas. Alexander Becker: "O desempenho da máquina é realmente bom. Ela é fácil de operar e oferece resultados reproduzíveis." A única crítica: Becker gostaria de ter menos consultas de acionamento para concluir a montagem ainda mais rapidamente. Mas ele é um instalador de sistemas hidráulicos altamente experiente e, afinal, a máquina também deve ser adequada para ser operada por pessoas que não configuram regularmente conexões de formação para sistemas hidráulicos.

A ASK vê um bom potencial para o uso das duas novas máquinas. Dirk Schaaf: "No momento, estamos planejando projetos adicionais com as duas máquinas de formação e o STAUFF Form e também usaremos o sistema para outras aplicações em que anteriormente usávamos outros tipos de conexão."

Sistema de formação de tubos STAUFF

Desempenho

O sistema patenteado de formação de tubos STAUFF Form é, sem dúvida, uma das soluções de mais alto desempenho atualmente disponíveis no mercado para a conexão de tubos de tamanho métrico. Além de sua simplicidade, ele também oferece um nível máximo de segurança, confiabilidade e reprodutibilidade.

O STAUFF Form foi projetado como padrão para tubos de aço de precisão estirados a frio sem costura, bem como para tubos de aço inoxidável com dimensões entre 6 x 1,5 mm e 42 x 4 mm na Série Leve e entre 6 x 1,5 mm e 38 x 6 mm na Série Pesada. Parâmetros para materiais alternativos (cobre, latão, CuNiFe, Tungum etc.) podem ser adicionados pelo fabricante, se necessário.

Projeto e componentes do sistema

O sistema é baseado em peças padrão e consiste em apenas quatro componentes principais:

O Form Ring da STAUFF com uma vedação elastomérica integrada e, portanto, indestacável, é deslizado para a extremidade do tubo, que foi previamente contornada mecanicamente. Isso cria uma conexão de travamento positivo que proporciona uma vedação confiável, permanente e livre de manutenção quando usada com um corpo de conexão convencional com furo cônico de 24° e uma porca de união, ambos de acordo com a ISO 8434-1.

Versatilidade e flexibilidade

Os usuários se beneficiam da grande versatilidade e flexibilidade do sistema, bem como das muitas opções de combinação e adaptação oferecidas pelo uso de componentes padrão da linha de produtos STAUFF Connect.

Portanto, não há necessidade de duplicar o estoque de componentes semelhantes, com uma probabilidade correspondentemente alta de confusão, como costuma acontecer com sistemas comparáveis. Assim, os custos de material e logística podem ser reduzidos de forma correspondente.

Materiais e acabamento de superfície

Como todos os outros componentes da linha de produtos STAUFF Connect, os anéis de forma STAUFF são projetados como padrão com um revestimento de superfície de zinco/níquel de alta qualidade.

Com mais de 1.200 horas de resistência à ferrugem vermelha/corrosão de metal de base na câmara de pulverização de sal, de acordo com a norma DIN EN ISO 9227, o revestimento oferece a mais confiável proteção contra corrosão, muito além dos padrões de mercado anteriormente aceitos.

Mesmo após o transporte, o manuseio e a montagem dos componentes, o revestimento excede significativamente os requisitos da mais alta classe de proteção contra corrosão K5 definida na Folha de Padrão 24576 da VDMA para conectores de tubos.

Vedação

A vedação do único caminho de vazamento possível é fornecida principalmente pela vedação elastomérica de grande volume instalada no STAUFF Form Ring, que é posicionado especificamente entre a superfície do tubo e o furo cônico de 24° do corpo da conexão durante a montagem.  

O FKM/FPM (Viton®) é usado como material de vedação padrão e permite o uso sem problemas do sistema de formação de tubos STAUFF Form em aplicações desafiadoras que envolvem altas temperaturas ou meios agressivos.

O perfil de vedação exclusivo tem uma seção transversal particularmente grande para proporcionar uma vedação segura, confiável e permanente, mesmo no caso de tolerâncias desfavoráveis do tubo e da conexão. O efeito de vedação é auxiliado pela pressão do sistema hidráulico, de modo que o sistema de formação de tubos STAUFF Form também é a escolha perfeita para aplicações de alta pressão.

Resistência à pressão

Quando o sistema de formação de tubo STAUFF Form é usado em conjunto com produtos genuínos da linha de produtos STAUFF Connect, ele oferece resistência à pressão de até 800 bar na Série Pesada e 500 bar na Série Leve (geralmente com um fator de segurança de quatro vezes e dependendo da série, do projeto e do tamanho do corpo da conexão e levando em consideração vários fatores de redução de pressão). Esse é o resultado de um cuidado excepcional tomado no desenvolvimento do sistema e na seleção, no manuseio e no processamento das matérias-primas.

A resistência máxima ao rompimento pode ser garantida para o sistema devido ao contorno moldado na extremidade do tubo.

Montagem final no corpo da conexão

A montagem final é realizada apertando a porca de união até o ponto em que o aumento de força é claramente perceptível (ponto fixo). A montagem é concluída com outro giro de aproximadamente 15° a 20° além desse ponto.

Esse método de montagem incrivelmente simples traz vários benefícios para o usuário:

  • Torques consideravelmente mais baixos e caminhos de montagem curtos (depois que o ponto fixo é atingido)
  • Aumento significativo do torque para indicar claramente o fim da montagem
  • Segurança máxima para combater a montagem excessiva
  • Não há necessidade de treinamento demorado e caro

As conexões feitas com a forma STAUFF podem ser desapertadas sempre que necessário e remontadas sem desgaste, pois qualquer expansão prejudicial do furo cônico de 24° do corpo da conexão é tecnicamente evitada.

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Andreas Toporowsky
Product Manager STAUFF Connect at STAUFF Germany
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