Tudo sobre Conexões Pneumáticas, Hidráulicas e Conexões para Aplicações Especiais

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Tudo sobre Conexões Pneumáticas, Hidráulicas e Conexões para Aplicações Especiais

As conexões pneumaticas são as peças de ligação entre os componentes de um sistema de automação industrial, junto com as mangueiras pneumáticas elas criam um caminho seguro para que o fluido chegue aos componentes do sistema, esse fluido é a energia que o sistema precisa para funcionar. Os fluidos podem ser ar comprimido, vácuo, agua, óleo, e em algumas aplicações gases e líquidos especiais.

As conexões pneumáticas são as mais comuns de mercado, elas são para trabalho de baixa pressão ou pressões negativas (vácuo), são diferenciadas pelo seu formato construtivo, material do corpo, material e quantidade de vedações. Esses pequenos componentes não são dados a devida importância na maioria das vezes em um projeto, mas são de suma importância para que você não tenha desperdiço de ar comprimido, ou paradas de linhas não previstas.

O mercado automotivo já percebeu a grande importância que as conexões pneumáticas têm em suas linhas de produção, pois o custo de uma hora de uma linha de produção automotiva é muito alto, por isso eles preferem trabalhar com conexões pneumáticas de alta qualidade e confiabilidade, com isso eliminando os riscos de vazamentos e paradas de linhas indesejadas.

1.Tipos de Conexões: Formas construtivas

As conexões são diferenciadas normalmente por suas formas construtivas, agora vamos mostrar através de imagens os principais tipos de conexões que mais são utilizadas em automação industrial.

Existem dois formatos conexões pneumáticas no mercado, o primeiro e mais comum que usa uma pinça de aperto (imagem à esquerda) e o segundo modelo de conexão pneumática que usa luva de aperto (imagem a direta), a vantagem da luva de aperto, é que ela não permite que intemperes (sujeiras oriundas de processos produtivos, como por exemplo fuligem em processos de solda) se depositem no canal entre a conexão e a pinça de aperto, com isso você consegue montar e desmontar as conexões pneumáticas ao longo de sua vida útil.

Vista em corte da conexão pneumática com luva de aperto.
Vista em corte da conexão pneumática com pinça de aperto.

1.1.Conexões Retas

 Conexões que se assemelham a um parafuso, com uma rosca para fixação, podendo ser interna ou externa na sua parte inferior e o orifício para encaixe da mangueira pneumática na sua parte superior.

As conexões retas também podem ter algumas variações, em alguns modelos temos sextavados externos e internos que são usados para a fixação das conexões pneumáticas, já em alguns modelos para uso em áreas com pouco espaço, temos as versões somente com o sextavo interno.

Em alguns casos também precisamos que as conexões tenham uma válvula de retenção acoplada, essa válvula permite que você desconecte a mangueira da conexão, sem precisar tirar a pressão do sistema.

1.2.Conexão L

A conexão pneumática L, têm um ângulo de 90° da rosca de aperto e o orifício de encaixe da mangueira pneumática.

Elas podem ter a função de giro, ou seja, conexões L giratórias, onde a parte superior gira independente da parte inferior que tem o sextavado e a rosca para fixação.

As conexões pneumáticas L podem ter perfil longo ou curto, para aplicações diferentes, onde vai depender do espaço disponível no projeto.

Algumas conexões são montadas pelo próprio usuário final, pois a característica construtiva dessas conexões permite essa flexibilidade. Elas são formadas por um parafuso, um ou mais banjos e vedações.

Você escolhe o tipo de banjo em função do tamanho da rosca e do diâmetro da mangueira pneumática, e escolhe o parafuso em função da quantidade de banjos que vão ser utilizados, abaixo podemos ver uma conexão pneumática L giratória montada.

Podemos observar que as vedações usadas nesse tipo de conexões são diferentes, essas vedações são chamadas de VS, esse tipo de vedação foi desenvolvido para aumentar a vida útil. Ela possui algumas vantagens em relação aos anéis O-ring e teflon líquido, pois elas têm um anel de latão externo e um elastômero de alta performance interno. O anel externo serve para suportar todo o torque excessivo aplicado no aperto, somente possibilitando a deformação necessária do elastômero para a vedação, com isso esse tipo de vedação é possível montar e desmontar infinitas vezes sem se deformar e perder sua função.

1.3.Conexão T Giratório

A conexão pneumática T giratória é composta por uma rosca de fixação e dois orifícios para a montagem das mangueiras pneumáticas, esse tipo de conexão permite que você divida o fluxo de ar comprimido em duas vias.

1.4.Conector Duplo

O conector duplo faz a união entre duas mangueiras, podendo ser de diâmetros iguais ou diferentes.

1.5.Conector L

O conector duplo faz a união entre duas mangueiras, podendo ser de diâmetros iguais ou diferentes.

1.6.Conector T

O conector T faz a divisão de uma via pneumática em duas, ou seja, temos uma entrada com duas saídas, os diâmetros da entrada e saída podem ser iguais ou diferentes.

1.7.Conector Cruzado

O conector cruzado é formado por 4 vias de diâmetros iguais.

1.8.Conector em Y

O conector em Y é formado por uma entrada e duas saídas, com a mesma função de dividir uma via em duas, mas com a vantagem de ter uma perda de carga menor que o conector T.

1.9.Conector Y duplo

O conector Y duplo é formado por uma entrada e 4 saídas, ele faz a divisão de uma via em 4 vias de diâmetros menores.

1.10.Conexão Roscada ou Passa Muro

A conexão roscada ou passa muro é composta por uma rosca em seu corpo, com porca e contra porca, e nas extremidades orifícios para encaixe das mangueiras pneumáticas, são utilizadas normalmente em painéis pneumáticos, onde uma extremidade fica na parte de dentro do painel, e a outra na parte de fora.

1.11.Adaptador de Redução ou ficha de redução

O adaptador de redução tem em uma extremidade um encaixe para ser colocado no orifício da conexão pneumática e a outra extremidade um outro orifício para mangueira pneumática de diâmetro menor.

1.12.Adaptador em L

O adaptador em L é utilizado para transformar uma conexão reta em uma conexão L giratória, e para aumentar a durabilidade em sistemas de automação pneumática com movimentos constantes.

1.13.Adaptador Y

Com o adaptador Y você consegue transformar uma via pneumática em duas vias, através de uma conexão reta.

1.14.Adaptador Y duplo

Com o adaptador Y duplo você consegue transforma uma via pneumática em quatro vias, através de uma conexão reta.

1.15.Adaptador duplo

Com o adaptador duplo você consegue unir duas conexões sem a necessidade do uso de um pedaço de mangueira pneumática.

1.16.Tampão

O tampão tem a função de tampar uma via ou conexão pneumática.

1.17.Conexão de pressão

As conexões de pressão não têm as roscas de fixação, pois elas são montadas sob pressão, são normalmente utilizadas em blocos distribuidores onde não a necessidade de desmontar constantemente.

1.18.Capas Codificadoras

As capas codificadoras são para facilitar a identificação das vias, com isso facilitando também a montagem e manutenção e sistemas pneumáticos ou hidráulicos. As cores disponíveis são: azul para ar comprimido, verde para água fria e vermelha para água quente, mas também pode ser usada conforme a preferência de cada um. As capas codificadoras são montadas sobre a luva de aperto das conexões e servem para todos os tipos de conexões.

2.Materiais das conexões pneumáticas

As conexões pneumáticas podem ser fabricadas de diversos tipos de materiais diferentes, cada material vai determinar a sua aplicação, durabilidade e custo.

2.1.Plásticas

As conexões pneumáticas plásticas são feitas através do processo de injeção, onde a rosca de fixação é feita de latão e seu corpo de material polimérico, essas conexões são amplamente utilizadas devido ao seu baixo custo, mas em contrapartida têm baixa durabilidade, faixa de pressão máxima de 10 bar, não podem ser aplicadas com vácuo ou líquidos e em processos mais exigentes como: dispositivos de estanqueidade, processos de solda entre outros.

2.2.Conexões de Latão

As conexões de latão podem ser feitas de material maciço, ou seja, totalmente usinada, ou com materiais fundidos, usinando somente algumas partes, elas também podem estar sem nenhum tratamento ou banhadas com níquel, mais conhecidas como conexões pneumáticas de latão niquelado.

As conexões de latão niquelado são utilizadas em processos de solda automatizados, pois o banho de níquel das conexões não permite que os respingos de solda aderem em sua superfície.

O latão utilizado também pode ter suas variações dependo da aplicação das conexões, o latão comum de mercado é utilizado em conexões pneumáticas, para conexões hidráulicas que são usadas em sistemas de refrigeração a água, são utilizados uma liga especial de latão e alumínio.

O latão comum de mercado tem mais de 15% de zinco em sua composição e em contato com a água sofre um processo de corrosão chamado dezincificação, ou seja, é um processo de corrosão que o zinco presente no latão é depositado na água, a liga fica reduzida a um material esponjoso construído de cobre quase puro e quase sem resistência mecânica, nesse processo de corrosão do latão o zinco depositado na agua ajuda a poluir todo o sistema de refrigeração entupindo e danificando outros componentes do sistema.

Por isso para aplicações de refrigeração a água, é indicado o uso de conexões hidráulicas de uma liga especial de latão evitando com isso a corrosão, nesses processos temos também o problema da temperatura elevada, por isso é indicado que as vedações das conexões sejam de material que suporte temperaturas de até 120°C.

Em sistemas de alta performance de refrigeração á água, temos vazões elevadas e evitamos ao máximo componentes que tenham perda de carga elevado para não afetar na eficiência desses circuitos, por isso nesses casos são utilizadas conexões L para alta vazão que podem ser tanto de alumínio ou de latão.

2.3.Conexões hidráulicas de Alumínio

Em refrigerações a água em sistemas elétricos, têm em seus circuitos dissipadores feitos de alumínio, o alumínio é utilizado nesses casos devido a sua alta condutividade térmica, e esses dissipadores são projetados para ter uma vida útil de muitos anos, por isso nesses casos as conexões hidráulicas de alumínio são indicadas ao invés da de latão, para evitar a corrosão eletrolítica dos resfriadores de alumínio, transformadores, motores de alta performance e aerogeradores são refrigerados a agua, por isso necessitam de conexões hidráulicas de alumínio.

2.4.Conexões de inox

O inox é um material mais nobre, alta resistência mecânica e a fluidos agressivos, esse material e muito utilizado por indústrias alimentícias, farmacêuticas e químicas.

As conexões de inox normalmente têm aplicações especiais, ou seja, aplicações em que os demais materiais que vimos não têm rendimento e durabilidade satisfatória, elas podem ser aplicadas em quase todas as aplicações mencionadas até aqui, mas como seu custo é elevado, só aplicamos somente nos casos que ela seja a única solução.

As conexões de inox que têm vedações são usadas com fluidos que não são muito agressivos, ou seja, fluidos que não danifiquem as vedações, elas podem ter uma única vedação, para esse modelo suportam até 16 bares de pressão e podem ter duas vedações, suportando nesse modelo 24 bares de pressão.

Em algumas aplicações o fluido é muito corrosivo, ou seja, não têm vedação disponível que resista em contato com esse fluido, para esses casos faz o uso de conexões de inox que não têm vedações.

Indústrias alimentícias também necessitam fazer a limpeza de alguns circuitos que passam alimentos, e para esses casos as conexões não podem ter cantos mortos onde o alimento vai se depositar no processo produtivo e não vai sair facilmente no processo de limpeza, para esses casos existe no mercado conexões isentas de cantos mortos, facilitando com isso a limpeza em processos produtivos mais exigentes.

3.Roscas

Os tipos de roscas que normalmente são utilizadas nas automações pneumáticas e hidráulicas são a BSPP ou rosca G e a NPT ou rosca R.

BSPP ou rosca G

A Conexão BSPP (British Standard Pipe Parallel thread) é vulgarmente usada na Inglaterra, Europa, Asia, Austrália, Nova-Zelândia, Africa do Sul e América do Sul. Por ser uma rosca paralela, é necessário complementar com o uso de um O-ring, fita de vedação ou vedação VS para impermeabilizar e selar a conexão. Esta junta ou vedante é inserido entre a peça de ligação macho e fêmea sendo comprimida no aperto.

As conexões pequenas têm normalmente roscas métricas M3, M5 ou M7.

NPT ou rosca R

As conexões NPT (National Pipe Thread) são os tipos de conexão mais usados nos EUA e no Canadá. As conexões NPT têm uma rosca cônica, que se encaixa no adaptador NPT fêmea. Eles vedam em virtude do princípio “cônico na rosca”, o que significa que a conexão macho aperta na conexão fêmea até que haja tanta força que a conexão pode manter a pressão. Uma das desvantagens desta construção é que quando o aço de alta qualidade é ligado a aço com ferrugem, a pressão excessiva ou a má lubrificação podem causar danos à rosca. Existem vedantes de rosca para a impermeabilização de líquidos.

4.Referencias

EISELE, . Basicline program: Standard components for pneumatics. 01 ed. Alemanha: Eisele Pneumatics GmbH & Co. KG, 2018. 320 p.

EISELE, . Liquidline program: Connections for cooling water. 01 ed. Alemanha: Eisele Pneumatics GmbH & Co. KG., 2018. 98 p.

EISELE, . Inoxline programm: Stainless steel connection solutions. 01 ed. Alemanha: Eisele Pneumatics GmbH & Co. KG, 2018. 78 p.

EISELE, . Freeline programm: Conections for paint hoses. 01 ed. Alemanha: Eisele Pneumatics GmbH & Co. KG, 2018. 36 p.

Sobre o Autor: Daniel Teobaldo Ferreira

Engenheiro Mecânico (2009) formado pela FEI, trabalhou por 3 anos como técnico mecânico em ensaios de bancos automotivos no Instituto de Pesquisas Tecnológicas IPT / USP (1999 – 2002), por 3 anos como projetista na Tünkers (2002 – 2005), por 2 anos com o desenvolvimento do produto na GM (2005 – 2006), por 6 anos com o a pesquisa e desenvolvimento do produto e por 2 anos como Gerente de Projetos na Tünkers (2006 – 2014), nos últimos anos atuando como Engenheiro de vendas de produtos para automação industrial para o mercado automotivo, automação, máquinas e dispositivos (2014 – Atual).

2018-06-21T18:10:18+00:00