Six Reasons Copper Demand is Set to Soar

Questo articolo è apparso su Hydraulics & Pneumatics ed è stato pubblicato qui con il permesso.

Gli ambienti operativi e le richieste applicative per i tubi idraulici sono vasti e vari. Dagli spazzaneve nei freddi inverni canadesi alle calde lavorazioni interne dei macchinari industriali, i tubi idraulici svolgono un gran numero di funzioni da cui dipende il mondo moderno.

Ognuna di queste applicazioni per tubi flessibili ha una cosa in comune: il fallimento non è un’opzione. I tubi flessibili inaffidabili possono costare alle aziende milioni di dollari in tempi di inattività su apparecchiature critiche. Un tubo guasto su un autobus di transito può strand decine di pendolari per ore. Peggio ancora, un guasto del tubo può ferire gravemente operatori e lavoratori. Per questi motivi, i tubi idraulici sono lontani da una merce. Sono responsabili del funzionamento sicuro di innumerevoli applicazioni in tutto il mondo e, data la diversità di tutte queste applicazioni, non tutti i tubi dovrebbero essere uguali.

La prestazione del tubo flessibile altamente dipende da che cosa la gomma è fatta, dalle norme nell’ambito di cui quella gomma è stata formulata e dalla capacità di quella formulazione di consegnare la prestazione necessaria per un’applicazione specifica. La formulazione in gomma può essere il fattore più importante nelle prestazioni del tubo, ma ce ne sono altri.

Tubi idraulici sono disponibili in una varietà di formulazioni e tipi per gestire tutte le esigenze di progettazione posti su di loro da oggi esigenti applicazioni idrauliche.

Richieste di tubi flessibili

Mentre le diverse applicazioni hanno esigenze diverse, le caratteristiche generali di prestazione di un dato tubo in genere rientrano in diverse categorie: temperatura, flessibilità, resistenza agli agenti atmosferici, resistenza all’abrasione e durata.

Temperatura. I tubi idraulici possono affrontare una gamma di temperature nei loro ambienti operativi. In molti sistemi idraulici, l’aumento della domanda di maggiore potenza, velocità e portata ha fatto salire le temperature del sistema. Portate più elevate aumentano l’attrito, portando a temperature del fluido più elevate. I tubi di oggi devono resistere a queste temperature più calde.

Flessibilità. Questa è una misura di quanta forza è necessaria per piegare un tubo ed è importante per diversi motivi. Innanzitutto, i tubi devono essere abbastanza flessibili da soddisfare i criteri di progettazione dell’OEM ed essere in grado di piegarsi e inserirsi in spazi compatti. In secondo luogo, la flessibilità è importante per le preoccupazioni ergonomiche. Un tecnico di assemblaggio instradamento tubi attraverso il telaio di un veicolo, per esempio, potrebbe diventare affaticato se i tubi sono estremamente difficili da piegare. Infine, se un pezzo di attrezzatura richiede un tubo per muoversi durante il funzionamento, quel tubo deve avere la giusta flessibilità pur mantenendo la durata.

Resistenza agli agenti atmosferici. I tubi idraulici sono spesso esposti alla luce solare diretta o all’ozono. L’esposizione continua a queste condizioni degrada i composti di gomma, portando potenzialmente a crepe nei tubi flessibili che non sono stati formulati pensando alla protezione dagli agenti atmosferici.

Resistenza all’abrasione. Una volta in servizio, i tubi vengono regolarmente a contatto con altre parti dell’apparecchiatura o con rischi ambientali. Lo sfregamento continuo o la raschiatura contro altre superfici erode il coperchio del tubo, che può portare a corrosione o affaticamento negli strati di rinforzo del tubo e all’eventuale guasto del tubo. Ad esempio, i tubi idraulici sulle attrezzature forestali spazzolano regolarmente contro tronchi e rami di alberi. Poiché l’abrasione è la modalità di guasto più comune per i tubi flessibili, l’elevata resistenza allo strappo è fondamentale.

Durata. La lunga durata è importante per i tubi idraulici, specialmente nelle applicazioni in cui i tempi di inattività dovuti a un tubo rotto possono costare milioni di dollari in perdite. La longevità è spesso una funzione della capacità del tubo di resistere ad alte pressioni, con la pressione dinamica che è la più impegnativa. In applicazioni con pressione in continuo aumento e calo, la fatica porta a guasti. Queste applicazioni impulsive richiedono tubi realizzati con composti durevoli che resistono alla fatica.

I fornitori di gomma testano i loro materiali per garantire che soddisfino specifiche esigenti. Qui la gomma è testata.

La formulazione è la chiave

Ciascuna di queste caratteristiche del tubo è influenzata da ciò che entra nella gomma di cui è fatto il tubo (la formulazione) e da come viene costruito il tubo. I composti di gomma possono contenere da 5 a 30 ingredienti e ciascuno svolge un ruolo specifico.

Diversi standard di settore contribuiscono a garantire un livello minimo di prestazioni nei tubi idraulici (SAE e ISO, ad esempio), ma forniscono semplicemente una linea di base. I produttori di tubi flessibili con formulazioni di gomma avanzate e competenze costruttive possono aiutare gli OEM a ottenere prestazioni del tubo che vanno oltre gli standard del settore, contribuendo ad aumentare la longevità e i tempi di attività.

La formulazione di gomma per un particolare set di attributi di prestazioni può essere complicata. Ad esempio:

  • Una chimica che conferisce alla gomma un livello di flessibilità desiderato può ridurre la resistenza all’abrasione.
  • Le specifiche che richiedono un certo livello specifico di durezza della gomma potrebbero non affrontare un’elevata resistenza allo strappo.
  • Una miscela polimerica che consente a un tubo di resistere alle alte temperature potrebbe essere incompatibile con alcuni supporti di sistema o fluidi idraulici.

Trovare il giusto equilibrio chimico e polimerico per un’applicazione critica del tubo flessibile è importante; ciò richiede un alto livello di competenza ed esperienza nella formulazione, insieme al giusto processo di sviluppo.

Anche quando una formulazione è corretta, un tubo flessibile è solo buono come i materiali da cui è fatto. Ecco perché l’approvvigionamento e la fornitura di materie prime sono fondamentali per la qualità del tubo. I buoni produttori di tubi flessibili sanno esattamente da dove provengono le loro materie prime e se i loro fornitori inviano costantemente materie prime di alta qualità. Inoltre, controllano strettamente i loro processi di produzione e dispongono di rigorosi programmi di tracciabilità. Con la tracciabilità, i produttori possono individuare difetti nella produzione o nella fornitura dopo un guasto del tubo flessibile e, auspicabilmente, prevenire guasti simili in futuro.

Ottenere il giusto Mix

Le caratteristiche prestazionali e le materie prime di qualità sono importanti, ma la migliore formulazione in gomma non riguarda solo le proprietà chimiche che vi entrano.

Quando un tubo ha bisogno di attributi prestazionali specifici, gli OEM dovrebbero lavorare a stretto contatto con un produttore di tubi; può fare la differenza. Con le esigenze di prestazioni dell’OEM e l’intenzione di applicazione in mano, un produttore dovrebbe essere in grado di adattare una formulazione in gomma e la costruzione del tubo flessibile da zero per ottenere le giuste prestazioni.

Ad esempio, i produttori di tubi flessibili di prim’ordine lavorano a stretto contatto con i clienti per fornire tubi flessibili con esigenze applicative specifiche. Il processo di solito inizia rivedendo le esigenze dei clienti e sviluppando prototipi di piccoli lotti per garantire che la gomma abbia gli attributi di prestazione adeguati. Dopo che i test di durata accelerati nei laboratori del produttore hanno verificato le prestazioni, il cliente verifica sul campo il tubo flessibile per assicurarsi che sia all’altezza delle condizioni reali. Una volta determinato il giusto mix, la produzione su vasta scala può essere incrementata utilizzando materiali di origine controllati per ottenere tubi flessibili nelle mani del cliente quando sono necessari.

È un processo rigoroso e utile. I tubi idraulici devono fornire prestazioni sicure e affidabili in condizioni sempre più severe in una serie di importanti applicazioni in tutto il mondo. Non c’è spazio per compromessi.

Christopher Schwab è il senior Product manager per il tubo flessibile idraulico in gomma di Eaton e Aaron Clark è il responsabile della scienza dei materiali e chimico capo di Eaton.

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